CN1186179C - 中空陶瓷棒及其制作工艺、以及在生产轻质耐火材料中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空陶瓷棒及其制作工艺、以及在生产轻质耐火材料中的应用。技术方案是以挤制方法首先将陶瓷坯料成型出管状坯体，然后将管状坯体切分成若干段，并且封闭管段的两端，使之成为中空的棒状坯体，经干燥和烧成后得到中空陶瓷棒。在生产定型轻质耐火材料的过程中或者在不定形轻质隔热耐火材料的施工工程中，将中空陶瓷棒加入到配料中，能够有效起到支撑和嵌联作用，与同样工艺条件下不加入中空陶瓷棒的制品相比制品的抗压、抗析，尤其是抗热震性能大幅度地提高。本发明具有生产工艺合理、提高轻质耐火材料的抗剥落性能、并且不牺牲耐火材料隔热性能等特点，解决了人们长期急需解决的技术问题。
Description
所属技术领域：本发明涉及一种中空陶瓷棒及其制作工艺、以及中空陶瓷棒在生产轻质耐火材料中的应用。
背景技术：通常，轻质耐火材料的生产方式有多种，例如：①以天然或人造多孔轻质材料如空心球等为原料制，其中其成型方法一般为振动法。②在泥料中加入易烧掉的可燃物，如锯末，泡沫苯乙烯；或加入升华物质如萘，烧尽挥发后形成多孔结，其成型方法一般为挤泥法。③在泥料中加入发泡剂，烧成后获得多孔结构，其成型方法一般为浇注法。轻质耐火材料(如耐火砖)的用途一般作为各种热工设备的背衬，有时在工业窑炉上也用作工作衬。一般而言，无论是背衬还是工作衬，其损毁的方式主要是在热应力的作用下材料产生剥落，对特定的材料而言通常是材料的隔热性能越好材料的抗剥落性能越差。如何在保证耐火材料隔热性能的基础上，提高抗剥落性能是人们长期可望解决的问题。
发明内容：本发明目的是提供一种中空陶瓷棒及其制作工艺、以及在生产轻质耐火材料中的应用，将特制的中空陶瓷棒添加在现有材料的配料中，提高耐火材料的抗剥落性能，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
中空陶瓷棒及其制作工艺：以公知的挤制方法首先将普通的陶瓷坯料成型出管状坯体，然后将管状坯体切分成若干段，并且封闭管段的两端，使之成为中空的棒状坯体，中空棒状坯体经干燥和烧成后得到中空陶瓷棒。
中空陶瓷棒为管段状，中空，管段的两端封闭，管段两端的直径大于中间直径。中空陶瓷棒的当量直径为0.5～5毫米，其有效长度为当量直径的3～15倍。
中空陶瓷棒的用途：在生产定型轻质耐火材料的过程中或者在不定形轻质隔热耐火材料的施工工程中，按照20～40％的体积比将制得的中空陶瓷棒加入到配料中，其中最好使中空陶瓷棒的化学成分及矿物组成与所需配入的材料尽可能地接近，以便使两者在生产过程及使用过程中具有足够的亲和性。
可以根据需要生产的轻质耐火材料组分制作成份相近的中空陶瓷棒，也可以根据中空陶瓷棒的组分用于制作成份相近的轻质耐火材料。
中空的陶瓷棒被包埋于轻质耐火材料中能够有效起到支撑和嵌联作用，与同样工艺条件下不加入中空陶瓷棒的制品相比制品的抗压、抗折，尤其是抗热震性能大幅度地提高，其中同等检测方法下的抗热震次数可以提高3～5倍，其原因是加入中空陶瓷棒的材料一方面可以有效防止裂纹的产生，另一方面即使材料内部产生裂纹后也可以有效阻止裂纹的进一步扩展，因此耐火材料的抗剥落性能得到显著提高。由于中空陶瓷棒本身是中空的，因此它的引入并不会牺牲材料的隔热性能，基于这种概念生产的材料有效地解决了轻质耐火材料隔热性能越好耐剥落性能越差的矛盾。
采用类似的配料比例，在传统的轻质不定形材料中加入与主要原料材质类似的中空陶瓷棒可以起到与定形制品类似的增加材料抗裂纹产生及扩展从而增加使用寿命的作用。
本发明具有产品及生产工艺合理、提高轻质耐火材料的抗剥落性能、并且不牺牲耐火材料隔热性能等特点，解决了人们长期急需解决的技术问题。
具体实施方式：以下通过实施例进一步说明本发明。
在实施例中，中空陶瓷棒及其制作工艺是：
①原料细磨：将所需的陶瓷原料用振动磨或者气流磨充分细磨至20微米以下。
②坯料制备：将磨细后的原料和甲基纤维素或聚乙烯醇结合剂一起加入到真空搅拌机内，加入水进行充分搅拌和混练，直至混合物成为塑性良好的面团状态。
③中空棒状陶瓷坯体的成型：将混练好的坯料置入挤泥机内，通过挤出口处的成型模具根据需要挤出所需直径和壁厚的管状坯体；将管状坯体在干燥前用切断封口机按所需长度进行切断与两端封口。成型后的中空管状陶瓷棒坯体具有下述形状特征：两端封闭且两端的直径大于中间直径，其当量直径为0.5～5毫米，其有效长度为当量直径的3～15倍，其壁厚为0.1～1毫米。
④中空棒状陶瓷坯体的干燥及烧成：干燥通常在室温下或在100摄氏度左右。烧成通常根据所用原料采用适当的烧成制度，例如含三氧化二铝99％以上的材料烧成温度在1800摄氏度左右，莫来石质材料的烧成温度在1670摄氏度左右，这与一般的陶瓷干燥及烧成过程没有明显的区别。
中空陶瓷棒的用途：在生产定型轻质耐火材料的过程中或者在不定形轻质隔热耐火材料的施工工程中，按照20～40％的体积比将制得的中空陶瓷棒加入到配料中，优选为体积比30％的中空陶瓷棒，其中最好使中空陶瓷棒的化学成分及矿物组成与所需配入的材料尽可能地接近，以便使两者在生产过程及使用过程中具有足够的亲和性。
Claims (7)
1、一种中空陶瓷棒，其特征在于该陶瓷棒为管段状，中空，管段的两端封闭，管段两端的直径大于中间直径。
2、根据权利要求2所述之中空陶瓷棒，其特征是中空陶瓷棒的当量直径为0.5～5毫米，其有效长度为当量直径的3～15倍。
3、根据权利要求1或2所述之中空陶瓷棒，其特征是中空陶瓷棒的壁厚为0.1～1毫米。
4、一种中空陶瓷棒的制作工艺，其特征是以挤制方法首先将陶瓷坯料成型出管状坯体，然后将管状坯体切分成若干段，并且封闭管段的两端，使之成为中空的棒状坯体，中空棒状坯体经干燥和烧成后得到中空陶瓷棒。
5、根据权利要求4所述之中空陶瓷棒的制作工艺，其特征是工艺过程如下：
①原料细磨：将所需的陶瓷原料用振动磨或者气流磨充分细磨至20微米以下；
②坯料制备：将磨细后的原料与甲基纤维素或聚乙烯醇结合剂一起加入到真空搅拌机内，加入水进行充分搅拌和混练，直至混合物成为塑性良好的面团状态；
③中空棒状陶瓷坯体的成型：将混练好的坯料置入挤泥机内，通过挤出口处的成型模具根据需要挤出所需直径和壁厚的管状坯体，将管状坯体在干燥前用切断封口机按所需长度进行切断与两端封口，成型后的中空管状陶瓷棒坯体两端封闭且两端的直径大于中间直径，其当量直径为0.5～5毫米，其有效长度为当量直径的3～15倍，其壁厚为0.1～1毫米；
④中空棒状陶瓷坯体的干燥及烧成：干燥在室温或100摄氏度，烧成根据所用原料采用如下的烧成制度，含三氧化二铝99％以上的材料烧成温度在1800摄氏度，莫来石质材料的烧成温度在1670摄氏度。
6、中空陶瓷棒在生产轻质耐火材料中的应用，其特征是在生产定型轻质耐火材料的过程中或者在不定形轻质隔热耐火材料的施工工程中，按照20～40％的体积比将中空陶瓷棒加入到配料中。
7、根据权利要求6所述之中空陶瓷棒在生产轻质耐火材料中的应用，其特征是按照30％的体积比将中空陶瓷棒加入到配料中。
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