CN1412518A - 高温型蜂窝陶瓷蓄热体及其制备技术 - Google Patents

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Abstract

一种高温型蜂窝陶瓷蓄热体及其制备技术。该蓄热体是重量100份的Al2O3，13～43份的MgO、ZrO2、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、甘油和桐油烧结成的。制备方法是将上述组成范围的各种原料混合粉磨后，成型、干燥以及陶瓷烧结工艺制备。本高温型蜂窝陶瓷蓄热体的耐火度>1790℃，轴向抗压强度≥15MPa，径向抗压强度≥5MPa，孔壁密度≥2.65g/cm3，容重≥0.66g/cm3，导热系数：室温为10.1W/(m·K)，1300℃为5.8W/(m·K)，比热：室温为0.884J/(g·K)，1300℃为1.96J/(g·K)，热膨胀系数小于62.5×10－7℃－1。本发明的蓄热体使用时可以进行任意堆砌和拼装，可广泛用于新型蓄热燃烧系统，能显著提高蓄热燃烧系统的温度效益及热效率。

Description

高温型蜂窝陶瓷蓄热体及其制备技术
技术领域
本发明涉及一种高温型蜂窝陶瓷蓄热体及其制备技术，属节能环保材料领域。
背景技术
蓄热式燃烧技术是高温窑炉燃烧领域的一种古老而年轻的节能环保技术，蓄热燃烧系统温度效益及热效率的高低，直接取决于蓄热体的性能。100多年前的蓄热体采用的是格子砖，系统体积大，热效率低。20世纪80年代，蓄热体开发取得突破，出现了小直径球状或点焊状(卵石状)陶瓷体，使蓄热体结构紧凑，与烧嘴组成一体，但使用中产生的压降大。近年来开发压力损失小，热交换面积大的蜂窝陶瓷蓄热体已成为高性能蓄热体研发领域的一个热点。目前开发出的蜂窝陶瓷蓄热体仅能在低于1300℃的温度下使用，日本开发的也不超过1350℃，但工程应用中经常需要蓄热体在1400℃以上的环境下工作。经查新检索，目前尚未见到使用温度≥1400℃高温型蓄热体制备技术的相关报道。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种高性能高温型蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法。该蓄热体可在≥1400℃下使用。
实现本发明的技术方案是：一种高温型蜂窝陶瓷蓄热体，是由重量配份为Al2O3100份，烧结助剂MgO1～10份，塑化剂粘土1～5份，羧甲基纤维素3～9份，聚乙烯醇2～4份，赋形剂甘油或/和桐油5.4～15份，强化相ZrO20.5～1份进行混合粉磨，采用陶瓷制备技术制成的蜂窝陶瓷蓄热体。
本高温型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，是将原料按重量Al2O3100份，烧结剂MgO1～10份，塑化剂粘土1～5份，羧甲基纤维素3～9份，强化相ZrO20.5～1份，进行混合粉磨，然后再加入赋形剂甘油或/和桐油5.4～15份，聚乙烯醇2～4份，加入固相组分重量总和10～16％水，挤塑成型后，干燥，烧结得到高性能蜂窝陶瓷蓄热体。所述的高温型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，是将混合好的泥料，采用挤塑成型工艺成型后，用微波-红外联合干燥制备高温型蜂窝蓄热体坯体。坯体经过切削整形后，采用传统陶瓷烧结技术进行烧结。烧结温度范围为1450～1550℃，保温时间为0.5～1.5小时。
高性能高温型蜂窝陶瓷蓄热体性能检测表明：本发明的高性能蜂窝陶瓷蓄热体的耐火度＞1790℃，轴向抗压强度≥15MPa，径向抗压强度≥5MPa，孔壁密度≥2.65g/cm3，容重≥0.66g/cm3，导热系数：室温为10.1W/(m·K)，1300℃为5.8W/(m·K)，比热：室温为0.884J/(g·K)，1300℃为1.96J/(g·K)，热膨胀系数小于62.5×10-7℃-1。
具体实施方式
实施例1：按重量100份Al2O3，1份MgO，3份苏州土，4份羧甲基纤维素，0.8份聚乙烯醇的配方，按各种成份进行混合。按料∶球比为1∶2的比例放入球磨机中干法球磨48～72小时。球磨后的粉料要求能通过250目筛。取筛下料按含水量为10％～16％的比例加水(视具体空气干湿情况而定)，加入2.70份甘油和2.70份桐油充分搅拌均匀作为液体添加剂。将配好的液体添加剂加入固体粉料中，在混料机中混合2～3小时，然后放入粗炼泥机中粗炼2～3次后，陈腐1天，即得到挤塑成型用泥料。
将陈腐好的泥料放入真空度可达到0.95atm以上的真空练泥机中进行真空炼泥，直到泥料中没有气泡为止。然后将练好的泥料放入挤塑成型机中挤塑成型，切取需要的长度，将切好的湿的蜂窝体放入微波炉中干燥定型，将定型好的蜂窝体放入远红外干燥箱中在60～80℃完全干燥，经切削整形后装炉，采取先慢速升温，再快速升温，然后再慢速升温的快慢结合的升温制度烧成，在1450℃保温1小时，即得到所需要的蜂窝陶瓷蓄热体。
实施例2～实施例5：
Figure A0214776700041
以上比例均为重量份额比，按以上配比参照实施例1的方法即可获得不同性能参数的蜂窝陶瓷蓄热体。

Claims (3)

1、一种高温型蜂窝陶瓷蓄热体，其特征是由重量配份为Al2O3100份，烧结助剂MgO1～10份，塑化剂粘土1～5份，羧甲基纤维素3～9份，聚乙烯醇2～4份，赋形剂甘油或/和桐油5.4～15份，强化相ZrO20.5～1份进行混合粉磨，采用陶瓷制备技术制成的蜂窝陶瓷蓄热体。
2、权利要求1所述的高温型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，其特征是将原料按重量Al2O3100份，烧结剂MgO1～10份，塑化剂粘土1～5份，羧甲基纤维素3～9份，强化相ZrO20.5～1份进行混合粉磨，再加入赋形剂甘油或/和桐油5.4～15份，聚乙烯醇2～4份，加入固相组分重量总和10～16％水，挤塑成型后，干燥，烧结得到高性能蜂窝陶瓷蓄热体。
3、如权利要求2所述的高温型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，其特征是采用挤塑成型工艺成型后，干燥，于1450～1550℃烧结，保温时间为0.5～1.5小时。
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