CN112710153A - 一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法 - Google Patents
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- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
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Abstract
本发明涉及一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，涉及的一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法中耐火板材以氧化硅为主材，加入与主基材相容性良好的硬硅钙石晶须或者硅灰石矿纤,并辅以短切陶瓷纤维增强、增韧而成；该板材不仅拥有石英板材的高强度与良好的抗热震性，更兼有陶瓷纤维制品的保温性与可加工性；且该板材具有类木材质地，加工精度远优于纤维制品；另该板材使用湿法压滤成型，可获得长度2m宽度1m左右的大尺寸板材。由于板材尺寸大，使得其在作为热工设备迎火面时，不仅美观、不掉屑，而且使用安装更加的方便与高效，不需要专业人员，可实现快速更换。
Description
技术领域
本发明涉及窑炉、热工设备与轻金属铸造用特种耐火材料，具体涉及一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法。
技术背景
随着材料制备技术的进步，窑炉与热工设备作为材料退火、热压与热处理的常用装备日益受到重视，对窑炉与热工设备的耐火内衬提出了干净无污染，可快速更换等要求。传统的窑炉与热工设备内衬，一般分为保温层与迎火面，保温层为纤维保温板、纸、毡或者棉等，迎火面一般为各种耐火砖砌筑而成，这种组合不仅存在施工复杂，需要专业人员施工等缺点，而且耐火内衬整体蓄热量大，不能满足设备快速升温、降温等要求，同时抗热震性也较差。另外，有些设备采用纤维板材作为迎火面，虽然在蓄热与抗热震性方面不再存在问题，但纤维制品强度低，在使用过程中，容易掉块、掉屑，造成产品污染，尤其在制备高品质材料时，问题尤为突出。该发明的板材不仅强度高、板材尺寸大、抗热震性好、加工性能优异，可预先加工成所需要的内衬尺寸，直接固定在窑炉或者热工设备上，施工便捷，是一种理想的窑炉、热工设备用板材。其次，该板材也可以被加工成为各种异型的功能器件，在以铝行业为代表的轻金属铸造领域，可作为熔体的输送、导流用耐火功能件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大尺寸可加工耐火绝热板材，使其具有强度高、尺寸大、抗热震性好、加工性能优异的特点。
本发明采取下述技术方案实现其发明目的：
一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，耐火板材以氧化硅为主材，加入与主基材相容性良好的硬硅钙石晶须或者硅灰石矿纤,并辅以短切陶瓷纤维增强、增韧而成；制备方法的具体步骤如下：
1）料浆的制备：
石英微粉、硬硅钙石晶须或硅灰石矿纤至少一种、短切陶瓷纤维按照质量份数 45~75:10~30:10~35配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照质量份数25~30：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量份数0.2~3：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。
2）模压成型：
将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型，出模进行后段工序；
3）烘干与热处理：
以80℃，10~16h；120℃，10~16h；180℃；8~10h分段干燥完毕；干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，3~5h；300℃，1~3h；700℃，2~3h；900℃，5~7h；900℃，2~3h分段热处理；热处理后板材经打磨切边即得成品。
短切陶瓷纤维为晶体纤维、高铝纤维、高硅氧纤维或石英纤维中的一种。
短切陶瓷纤维优选为高铝纤维。
本发明提出一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1）该板材强度高、抗热震性好、蓄热小，保温性好，不掉屑是理想的窑炉 、热工设备用内衬材料；
2) 该板材尺寸大、具有类木材性能，加工性能优异，可预先加工成所需要的内衬尺寸，直接固定在窑炉或者热工设备上，施工便捷。其次，也可以加工成各种形状的功能件应用于轻金属铸造领域。；
该板材不仅拥有石英板的高强度与良好的抗热震性，也兼有陶瓷纤维制品的保温性与可加工性，且该板材具有类木材质地，加工精度远优于纤维制品。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，各实施例所制备板材性能参数如附表所示；
实施例1：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切莫来石晶体纤维按照质量份数 45: 30:25配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照质量份数30：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量份数0.2：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃，10h；120℃，10h；180℃；8h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，3h；300℃，1h；700℃，2h；900℃，5h；900℃，2h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
实施例2：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切高铝纤维按照质量份数 45:25:30配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照 质量份数25：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量份数0.5：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃， 16h；120℃， 16h；180℃； 10h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃， 5h；300℃，3h；700℃，3h；900℃，7h；900℃，3h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
实施例3：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切高硅氧纤维按照质量份数 75:10:15配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照 质量份数26：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量 份数1：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃，12h；120℃，12h；180℃；9h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，4h；300℃，2h；700℃，2.5h；900℃，6h；900℃，2.5h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
实施例4：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切石英纤维按照质量份数 75:15:10配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照 质量份数27：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量 份数1.5：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃，10h；120℃，10h；180℃；8h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，3h；300℃，1h；700℃，2h；900℃，5h；900℃，2h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
实施例5：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切高铝纤维按照质量份数 55:25:20配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照 质量份数28：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量 份数2：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃， 16h；120℃， 16h；180℃； 10h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃， 5h；300℃， 3h；700℃， 3h；900℃， 7h；900℃， 3h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
实施例6：
将石英微粉、硬硅钙石晶须、短切莫来石晶体纤维按照质量份数 50:25:25配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照 质量份数29：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量 份数3：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀。将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型。出模后以80℃，12h；120℃，15h；180℃；9.5h分段干燥完毕。干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，4.5h；300℃，2.5h；700℃，2.2h；900℃，5.5h；900℃，2.4h分段热处理。热处后板材经打磨切边即得成品。
附表: 各实施例所制备板材性能指标
Claims (3)
1.一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，其特征在于：耐火板材以氧化硅为主材，加入与主基材相容性良好的硬硅钙石晶须或者硅灰石矿纤,并辅以短切陶瓷纤维增强、增韧而成；制备方法的具体步骤如下：
1）料浆的制备：
石英微粉、硬硅钙石晶须或硅灰石矿纤至少一种、短切陶瓷纤维按照质量份数 45~75:10~30:10~35配置成陶瓷混合粉体；将陶瓷混合粉体、水按照质量份数25~30：70混合均匀制备成泥浆；按照聚丙烯酰胺：陶瓷混合粉体质量份数0.2~3：1000在泥浆中加入助留助滤剂，搅拌均匀；
2）模压成型：
将泥浆注入模腔内，缓慢加压排除水分，最终保压成型，出模进行后段工序；
3）烘干与热处理：
以80℃，10~16h；120℃，10~16h；180℃；8~10h分段干燥完毕；干燥后的板材送入热处理炉内：以300℃，3~5h；300℃，1~3h；700℃，2~3h；900℃，5~7h；900℃，2~3h分段热处理；热处理后板材经打磨切边即得成品。
2.如权利要求1所述的一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，其特征在于：短切陶瓷纤维为晶体纤维、高铝纤维、高硅氧纤维或石英纤维中的一种。
3.如权利要求1所述的一种大尺寸可加工耐火绝热板材的制备方法，其特征在于：短切陶瓷纤维优选为高铝纤维。
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