CN2706731Y - 抗急冷急热的窑具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的抗急冷急热的窑具，其包含一棚板，该棚板中间设置一中心孔，该中心孔上方，设置有衬板。其能满足急冷急热非常苛刻的条件下快速烧成窑(炉)的要求，抗热震性强，不易开裂或损毁。

Description

抗急冷急热的窑具

技术领域

本实用新型涉及一种窑具，具体地说，是一种具有良好抗急冷急热性能的窑具。

现有技术

窑具是承载被烧制品的料钵，是一种高级耐火材料。窑具的质量好坏对烧成制品的质量及生产成本有着直接的影响。窑具的作用一是防止制品在烧成过程中因燃烧气体、灰尘的接触及侵蚀而造成污染和缺陷；二是在窑炉中起盛装与支架的作用，以提高装窑密度，方便烧窑操作。窑具材料应具有高耐火性、良好的热稳定性及化学稳定性；常温和高温强度大；良好的导热性和低蓄热性；窑具本身需要外观规整、尺寸准确。

现代新型陶瓷窑炉对窑具材料提出了更高的要求，目前国内外陶瓷工业用窑具得到了很大发展，形成了多品种、氧化物和非氧化物系列新型窑具。氧化物系列窑具的材料多采用复合材料，具有优异的使用性能，如莫来石—堇青石、刚玉—莫来石等；非氧化物系列窑具的材料主要是优质SiC材料，如Si₃N₄结合SiC，再结晶SiC。堇青石—莫来石窑具抗热震性能优异，高温性能良好，一般用于1300℃以下的场合；SiC窑具抗热震性能良好，并具有强度高、导热性能好和使用温度高的特点，但价格明显高于前者。

尽管堇青石—莫来石和碳化硅窑具都具有优良的抗热震性，在缓慢升温和降温的窑炉中使用可反复多次使用，能获得良好的使用效果。但在急冷急热非常情况下的快速烧成辊道窑或推板窑中作为棚板使用时难以取得满意的效果。比如，在窑具进出都是1200℃，并且烧成时间只有30min的中试快速还原炉中，氮化硅结合碳化硅材料的窑具未能出窑就在窑中发生开裂损坏，寿命连一次也不能保证。堇青石—莫来石窑具虽然抗热震性略好于碳化硅结合碳化硅，但在这样的条件下也不能多次使用，并且其常温强度和热态强度较氮化硅结合碳化硅材料的窑具要差，使用中经常会受到机械撞击容易发生开裂和掉角。主要原因，是因为现有的窑具在快速烧成急冷急热非常剧烈的场合，急剧产生的热应力难以缓解和释放，窑具容易发生开裂甚至损毁。

为了提高大尺寸棚板的抗热震性，一般采用在棚板的每边开启膨胀缝的办法。尽管膨胀缝能改善抗热震性，但也存在缺点，一方面，膨胀缝降低了棚板的整体强度，如受到机械振动或撞击容易发生碎裂；另一方面，在膨胀缝一端容易产生应力集中，裂纹可能会沿着膨胀缝方向向内延伸。试验表明，棚板在上述急冷急热十分苛刻的中试还原窑使用，通过开启膨胀缝并没有明显效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种窑具，其能满足急冷急热非常苛刻的条件下快速烧成窑(炉)的要求，抗热震性强，不易开裂或损毁。

为达到上述目的，本实用新型提供的抗急冷急热的窑具，其包含一棚板，特点是，该棚板中间设置一中心孔，该中心孔上方，设置有衬板。

所述的棚板内，沿中心孔外延埋设若干道不锈钢丝环；

所述窑具中心孔的面积占整个窑具面积的25-40％；

所述中心孔的形状成方形或圆形；

所述中心孔的形状为方形，4个角应成圆弧形倒角；

所述衬板上开设有膨胀缝；

该棚板中间设置中心孔，将通常的实心棚板做成空心结构，且中心孔上设置有衬板，衬板上面放置需要烧成的材料。将棚板做成中间挖孔的结构形式，整体上大大减小了棚板的尺寸，有利于大幅度减小热应力、提高抗热震性。而衬板的面积也比原棚板面积小得多，不会因为急冷急热而轻易损坏。为了提高窑具的使用寿命，棚板内埋设一道或若干道耐热环状不锈钢丝，一方面可以提高窑具的强度，另一方面，如果窑具出现明显的开裂，由于环状不锈钢丝的存在，窑具不会马上断裂，还能继续使用，也即延长了窑具的使用寿命。

窑具中心孔的面积占整个窑具面积的25-40％，小于25％，减小热应力、提高抗热震性的效果不大；大于40％，虽然明显减小了窑具的尺寸，但窑具框架的强度会受到一定影响。中心孔的形状方形或圆形均可，如采用方形，4个角应成圆弧形倒角，以防止直角处应力集中。为了提高抗热震性，衬板尽可能薄一些，只要能支撑上面材料的承重即可。并且，衬板上开启膨胀缝，以改善抗热震性。环状不锈钢丝选用φ2mm-φ4mm，直径小于2mm，不锈钢丝的强度较差，增强作用不明显；直径大于4mm，不锈钢的膨胀较大，并且也不好埋设。环状不锈钢丝一般为2-4道，少于2道，增强作用不明显；大于4道，浇注成型时浇注料的流动性受到妨碍。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，说明本实用新型的一个较佳实施方式。

如图1所示，为本实用新型提供的抗急冷急热的窑具1的结构示意图；其包含棚板11，该棚板11中间设置一中心孔12，该中心孔12上方，设置有衬板13。棚板11内，沿中心孔12外延埋设若干道不锈钢丝环14；而窑具中心孔12的面积占整个窑具面积的25-40％；中心孔12的形状成方形或圆形；中心孔12的形状为方形，4个角应成圆弧形倒角；衬板13上开设有膨胀缝(未在图中示出)；

该棚板11中间设置中心孔12，将通常的实心棚板做成空心结构，且中心孔12上设置有衬板13，衬板13上面放置需要烧成的材料2。该材料2外设有档板3；将棚板11做成中间挖孔的结构形式，整体上大大减小了棚板的尺寸，有利于大幅度减小热应力、提高抗热震性。而衬板13的面积也比原棚板面积小得多，不会因为急冷急热而轻易损坏。为了提高窑具的使用寿命，棚板11内埋设一道或若干道耐热环状不锈钢丝14，一方面可以提高窑具的强度，另一方面，如果窑具出现明显的开裂，由于环状不锈钢丝14的存在，窑具不会马上断裂，还能继续使用，也即延长了窑具的使用寿命。

窑具中心孔12的面积占整个窑具面积的25-40％，小于25％，减小热应力、提高抗热震性的效果不大；大于40％，虽然明显减小了窑具的尺寸，但窑具框架的强度会受到一定影响。中心孔12的形状方形或圆形均可，如采用方形，4个角应成圆弧形倒角，以防止直角处应力集中。为了提高抗热震性，衬板13尽可能薄一些，只要能支撑上面材料的承重即可。并且，衬板13上开启膨胀缝，以改善抗热震性。环状不锈钢丝选用φ2mm-φ4mm，直径小于2mm，不锈钢丝的强度较差，增强作用不明显；直径大于4mm，不锈钢的膨胀较大，并且也不好埋设。环状不锈钢丝一般为2-4道，少于2道，增强作用不明显；大于4道，浇注成型时浇注料的流动性受到妨碍。

将不同材质制成的窑具棚板在中试快速还原窑使用，以进行实验。棚板尺寸500×460×45，上面放置氧化铁料球，进行还原烧成。还原窑窑长10米，一、二、三区的温度分别为1100℃、1250℃和1200℃，即窑内基本没有温度梯度，并且窑外面没有保温设施。棚板以推板的形式运行，推进一个棚板的同时顶出一个棚板。棚板出窑卸料后，再加料进入窑内，这样通过棚板的反复进窑、出窑，可连续进行氧化铁料球的还原烧成。表1所示为本实用新型和背景技术窑具比较的情况列表。

项目	发明例	比较例
					窑具结构	中空埋设不锈钢丝、加衬板	实心料盘	实心料盘	实心料盘
窑具材质	钢纤维增强莫来石浇注料	钢纤维增强莫来石浇注料	氮化硅结合碳化硅	堇青石—莫来石
					使用1次情况	无裂纹	严重开裂	四分五裂	严重开裂
使用寿命	8次以上	1-2次	1次	1-2次

                                   表1

Claims (6)

1.一种抗急冷急热的窑具，其包含一棚板，特征在于，该棚板中间设置一中心孔，该中心孔上方，设置有衬板。

2.如权利要求1所述的抗急冷急热的窑具，其特征在于，所述的棚板内，沿中心孔外延埋设若干道不锈钢丝环。

3.如权利要求1或2所述的抗急冷急热的窑具，其特征在于，所述窑具中心孔的面积占整个窑具面积的25-40％。

4.如权利要求1或2所述的抗急冷急热的窑具，其特征在于，所述中心孔的形状成圆形。

5.如权利要求1或2所述的抗急冷急热的窑具，其特征在于，所述中心孔的形状为方形，4个角成圆弧形倒角。

6.如权利要求1所述的抗急冷急热的窑具，其特征在于，所述衬板上开设有膨胀缝。