專(zhuān)利名稱(chēng)：SiC陶瓷換熱器、SiC陶瓷材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器、耐火材料及其生產(chǎn)方法，特別涉 及一種sic陶覺(jué)換熱器，sic陶資材料及其生產(chǎn)方法。
二背景技術(shù)：
生產(chǎn)和使用能滿(mǎn)足各種窯爐的新型高效節(jié)能sic陶瓷換熱器目前尚未查到， 例如(1)以高鋁熟料和復(fù)合粘土為原料經(jīng)混練、成型、烘干、燒結(jié)等步驟來(lái) 生產(chǎn)無(wú)縫整體結(jié)構(gòu)管盤(pán)陶瓷換熱管；(2)以生熟焦寶石、軟質(zhì)粘土等地方原料 為主，以水溶性有機(jī)聚合物為結(jié)合劑，采用軋膜工藝人工合成堇青石質(zhì)高溫陶 瓷換熱器。但是現(xiàn)在使用的換熱器大多數(shù)為金屬換熱器，并且只能在低溫下使 用，當(dāng)燃?xì)鉁囟容^高時(shí)不能直接使用，要摻入大量的冷空氣，并且還必須高溫 保護(hù)，如鼓冷風(fēng)機(jī)及控制系統(tǒng)。當(dāng)摻入冷空氣后換熱器回收的溫度將降低，而 堇青石、莫來(lái)石、高鋁、焦寶石等材料生產(chǎn)的換熱器導(dǎo)熱性能差、換熱效果差， 造成能源浪費(fèi)。
由于當(dāng)前能源日趨緊張，并且能源的利用率較低，這樣以來(lái)造成了能源的 大量浪費(fèi)，為了提高能源的利用率，急需生產(chǎn)和使用節(jié)能效果好的產(chǎn)品。而陶 瓷換熱器是國(guó)家的火炬計(jì)劃之一，是中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱指定產(chǎn)品，也是鼓 勵(lì)外商投資的高新技術(shù)產(chǎn)品之一。而sic質(zhì)陶瓷換熱器又把陶資換熱器提高了一 個(gè)檔次，又上了一個(gè)新臺(tái)階，因此生產(chǎn)一種高效、環(huán)保、節(jié)能、sic陶瓷換熱器 是非常必要的。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，發(fā)明一種sic陶瓷換熱 器，本發(fā)明目的還在于提供一種sic陶瓷材料及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案
本發(fā)明提出一種高效sic陶瓷換熱器、陶瓷材料及其生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)工藝 包括以下步驟
原料選取與配制、濕球磨、過(guò)濾、磁選、濾泥、攪拌、練泥、陳腐、精練、 擠壓成型、干燥、燒結(jié)、成品檢驗(yàn)、組裝入庫(kù)，其詳細(xì)步驟為
1、 原料的選耳又及配方的重量百分比為
A、 B兩組份的重量比為1 1.5: 1 1.5,再加入占A、 B兩組份總重量0.5~1% 的結(jié)合劑曱基纖維素。
2、 先將2 200目的基質(zhì)料加水(水與基質(zhì)料的重量比為1: 3)送入濕球磨 機(jī)進(jìn)行研磨10—12h,檢驗(yàn)粒度的標(biāo)準(zhǔn)為粒度^320目。
3、 將磨成的泥漿通過(guò)篩濾、磁選送進(jìn)板孔濾泥機(jī)濾成泥餅備用。
4、 將泥餅與骨料混合后，送入雙軸雙向混拌才幾中混合混煉，并且加入結(jié)合 劑甲基纖維素，水分控制在16%—20%為宜，通過(guò)練泥機(jī)混練2-3遍，送陳腐間 陳腐。
5、 陳腐間陳腐存放(冬天15±1天，夏天10±1天)后，再通過(guò)練泥機(jī)精練 2遍后，送擠出機(jī)按要求的規(guī)格進(jìn)行擠出成型。
6、 成型后自然干燥20-24h，進(jìn)入烘干房烘干到水份^ 1.5%方可入爐。
7、 將坯體用梭式窯燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1350-1450。C之間，按常規(guī)打架 子燒成36-52h,保溫4-6h，冷卻到500°C以下出爐。
8、 將燒結(jié)完畢的零件檢驗(yàn)合格后組裝入庫(kù)(組裝使用高溫密封膠，以防漏氣)。
一種sic陶資換熱器，含有冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口，上換熱箱，下?lián)Q熱箱， 導(dǎo)熱管，冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口分別在上換熱箱兩邊連接，在上換熱箱的冷空氣進(jìn)口熱空氣出口之間設(shè)有密封隔板，要在上換熱箱底板和下?lián)Q熱箱上板之 間安裝有一定數(shù)量的導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管內(nèi)通過(guò)空氣進(jìn)行換熱，導(dǎo)熱管之間間隔形 成煙氣通道。
一定數(shù)量的導(dǎo)熱管在上、下?lián)Q熱箱連接固定板之間為均布排列，或者交錯(cuò) 布置排列，導(dǎo)熱管的橫截面為中空?qǐng)A形。
一定數(shù)量的導(dǎo)熱管在上、下砌筑曲封固定連接板之間為均布布置?；蚪诲e(cuò)
布置排列，曲封連接板或sic導(dǎo)熱管與上下?lián)Q熱箱連接，采用高溫密封膠密封連
接，導(dǎo)熱管的橫截面為中空?qǐng)A形。
砌筑大型sic陶瓷換熱器采用曲封連接板、曲封保溫板，長(zhǎng)600-1200mm， 寬400-600mm,厚度40-50mm，中間連接采用高溫密封膠連接，漏氣率低，砌 筑換熱器規(guī)格比較靈活。
本發(fā)明的積極有益效果主要是節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。
(1) 本發(fā)明的sic陶瓷換熱器耐高溫、導(dǎo)熱率高、抗熱震、耐侵蝕、節(jié)約 能源比例大。將sic陶f(shuō):換熱器放入煙道出口最近溫度最高的地方，若窯爐的溫 度是1500。C時(shí)，煙道出口溫度應(yīng)在1200-1300°C，可換取溫度400-800°C左右； 利用600。C換熱空氣與燃?xì)庑纬苫旌蠚膺M(jìn)行燃燒，原來(lái)每爐使用2.6叱柴油，利 用sic陶瓷換熱器后使用柴油1.25噸，可節(jié)約燃料52%。
(2) 本發(fā)明創(chuàng)造的sic陶瓷換熱器，適用性強(qiáng)，能適應(yīng)各種溫度和環(huán)境， 換熱效果好(換熱溫度400-800°C )，使用壽命長(zhǎng)(連續(xù)窯爐5-10年)。
(3) 本發(fā)明的sic陶瓷換熱器、sic陶瓷材料的生產(chǎn)方法成熟，以投入正式 生產(chǎn)一年多，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
四、附圖i兌明


圖1為本發(fā)明sic陶瓷材3fr的生產(chǎn)工藝流程圖。圖2為整體sic陶瓷換熱器。
圖3為雙循環(huán)及多循環(huán)sic陶資換熱器。
圖4為曲封、導(dǎo)熱管、連接板。
圖5為曲封保溫板。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一sic陶瓷材料及其生產(chǎn)方法
其生產(chǎn)工藝步驟包括原料選取與配制、球磨、篩濾、磁選、過(guò)濾、攪拌、 練泥、陳腐、精練、擠出成型、干燥、燒結(jié)、成品4全驗(yàn)、組裝入庫(kù)其詳細(xì)步驟 為
配方1、稱(chēng)取基質(zhì)料sic粉10%、粘土粉15%、莫來(lái)石粉10%、硅微粉 5%、金屬硅粉5%、滑石粉5%。
稱(chēng)取骨料sic0-0.5、 50%，基質(zhì)料與骨料重量比h 1，加基質(zhì)料與骨料總 重0.5%的結(jié)合劑甲基纖維素。
2、 按基質(zhì)料配方計(jì)量稱(chēng)重，將2 200目的基質(zhì)料加水(水與基質(zhì)料重量比 為1: 3)送入濕球磨機(jī)中進(jìn)行研磨10-12h，檢驗(yàn)粒度標(biāo)準(zhǔn)為粒度為2 320目。
3、 將磨成的泥漿通過(guò)篩濾、磁選、送進(jìn)板孔濾泥機(jī)濾成泥餅備用。
4、 將泥餅與骨料混合后，送入雙軸雙向攪拌機(jī)中混合攪拌，并且加入結(jié)合 劑甲基纖維素，水分控制在16-20%為宜，通過(guò)練泥機(jī)練制2-3遍。
5、 把練成的泥送陳腐間陳腐(夏天陳腐10天±1,冬天陳腐15天士1)后， 再通過(guò)練泥機(jī)精練2遍后，送擠出機(jī)按要求的規(guī)格進(jìn)行擠出成型。
6、 成型后自然干燥20-24h，進(jìn)入烘干房烘干到水份^1.5%方可進(jìn)爐。
7、 將坯體用梭式窯燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1400。C,按常規(guī)燒結(jié)36h,保溫 6 h,冷卻到500。C以下出爐。8、 按照權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的燒結(jié)在升溫時(shí)， 溫度在100-200°C之間升溫速率為10-15°C/h,在200-600°C之間升溫速率為 30-35。C/h,在600-卯0 。C之間升溫速率為35-45。C/h，在900-1450。C之間升溫速 率為55-60。C/h,在600 。C時(shí)保溫lh，在卯0。C時(shí)保溫lh，完成燒成溫度保溫 4h。
9、 將燒結(jié)完畢的零件4企驗(yàn)合格后組裝入庫(kù)，組裝時(shí)使用高溫密封膠密封， 以防漏氣。
實(shí)施例二 sic陶瓷材料及其生產(chǎn)方法，同實(shí)施例一基本相同，相同之處不 再敘述，不同之處在于
1、 稱(chēng)取基質(zhì)料sic粉20%、粘土粉10%、莫來(lái)石粉10°/。、硅微粉3%、金 屬^圭4分5%、滑石4分3%。
稱(chēng)取骨料0-0.5sic50%;基質(zhì)料與骨料重量比為1: 1,加基質(zhì)料與骨料總重 的1%的結(jié)合劑甲基纖維素。
2、 燒結(jié)溫度控制在1430。C，按常規(guī)燒結(jié)48 h，保溫4 h，冷卻到500。C以 下出爐。
實(shí)施例三sic陶乾材料及其生產(chǎn)方法，同實(shí)施例一施例二基本相同，相同 之處不再敘述，不同之處在于
1、 稱(chēng)取基質(zhì)料:sic粉15%、粘土 10%、莫來(lái)石12%、硅微粉4%、金屬硅 4分6%、滑石4分3%。
骨料0-lsic50。/。，基質(zhì)料與骨料的重量比l: l加基質(zhì)料與骨料總重 的1%結(jié)合劑曱基纖維素。
2、 燒結(jié)時(shí)溫度控制在1450 。C,按常規(guī)燒結(jié)48h,保溫5 h，冷卻到500°C 以下出爐。
實(shí)施例四sic陶瓷材料及其生產(chǎn)方法與前基本相同，不同之處在于
1、稱(chēng)取基質(zhì)料sic粉15%、粘土 15%、莫來(lái)石粉15%、硅微粉3%、金屬
石圭4分5%、滑石4分4%。骨料0-0.5sic45%、結(jié)合劑0.5%
實(shí)施例五稱(chēng)耳又基質(zhì)料sic粉10%、粘土 13%、莫來(lái)石10%、硅微粉 5%、金屬硅粉5%、滑石粉3%。 骨料0-0.5sic55%、結(jié)合劑1%。
實(shí)施例六本發(fā)明的sic陶瓷材料及其生產(chǎn)方法制成sic 陶瓷換熱器。
實(shí)施例參圖(1):為生產(chǎn)工藝流程圖。
實(shí)施例參圖(2):圖中1為換熱器上箱、圖中2為換熱器下箱、圖中3為 sic導(dǎo)熱管、圖中4為煙氣通道、圖中5為密封隔板、圖中6為冷空氣進(jìn)口、 圖中7為熱空氣出口。 一定數(shù)量的導(dǎo)熱管在l-2之間垂直均勻布置排列或交 錯(cuò)布置排列，導(dǎo)熱管為中空?qǐng)A形。
實(shí)施例七本發(fā)明大型sic陶瓷換熱器有雙循環(huán)及多循環(huán)較為靈活，可 根據(jù)使用廠家的要求設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)多少，制成sic陶瓷換熱器。
實(shí)施例參圖(3):圖中l(wèi)為上換熱箱、圖中2為下?lián)Q熱箱、圖中3為 導(dǎo)熱管、圖中4為煙氣通道、圖中5為密封隔板、圖中6為冷空氣進(jìn)口、 圖中7為熱空氣出口。 一定數(shù)量的導(dǎo)熱管在1-2中間垂直均勻布置排列或 交錯(cuò)布置排列，導(dǎo)熱管為中空?qǐng)A形。
實(shí)施例參圖(4):本圖為曲封導(dǎo)熱管連接板:圖中1為砌筑在墻內(nèi)部分、 圖中2為導(dǎo)熱管連接孔、圖中3為曲封導(dǎo)熱管連接板曲封。
實(shí)施例參圖(5):本圖為曲封保溫板圖中1為砌筑在墻內(nèi)部分、圖 中3為曲封保溫板連接曲封。
權(quán)利要求
1、一種sic陶瓷材料，其特征是配方中含有基質(zhì)料，組分A、骨料組分B和結(jié)合劑，以重量百分比為單位?；|(zhì)料組分A中含有sic粉10％～20％、粘土粉15％～25％、莫來(lái)石粉10％～15％、硅微粉5％～10％、金屬硅粉5％～10％、滑石粉2％～5％。骨料組分B中含有sic50％～60％。配方中A、B兩組份的重量比為1～1.5∶1～1.5，結(jié)合劑占A、B兩組份總重量的0.5％～1％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic陶瓷材料，其特征是所述的骨料組分B中 0~0.5mm的sic骨料50%~60%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic陶瓷材料，其特征是所述的結(jié)合劑為曱基 纖維素。
4、 一種sic陶瓷材料的生產(chǎn)方法，包括原料配制、混練、成型、烘干、燒 結(jié)、成品檢驗(yàn)，其特征在于(1 )按配方稱(chēng)取基質(zhì)料A,按基質(zhì)料水=3:1的比例加水，進(jìn)濕球磨機(jī)研 磨10-12h，研磨后粒度4企驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為2 320目；(2) 然后將研磨成的泥漿通過(guò)篩選磁選，進(jìn)入板孔濾泥機(jī)濾成泥餅備用；(3) 將骨料B和泥餅混合攪拌，加入結(jié)合劑，通過(guò)攪拌機(jī)混練，通過(guò)真空 練泥，水份含量控制在16%-20%;(4) 把練成的泥進(jìn)行陳腐存放，陳腐時(shí)間為冬天15±1天，夏天10士1天， 再i文入練泥機(jī)精練，然后擠出成型、干燥，使坯體水分在1.5%以下；(5) 將坯體燒結(jié)，燒結(jié)溫度1350-1450 。C,燒結(jié)時(shí)間為36-52h，保溫2-4h， 冷卻后出爐。
5、 按照權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的干燥先為自然干 燥，干燥時(shí)間為20 24小時(shí)，后進(jìn)烘干房烘干到水分<1.5。
6、 按照權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的燒結(jié)在升溫時(shí)， 溫度在100-200。C之間升溫速率為10-15。C/h,在200-600。C之間升溫速率為 30-35。C/h，在600-900 。C之間升溫速率為35-45。C/h,在900-1450。C之間升溫速 率為55-60。C/h，在600 °C時(shí)保溫lh,在900。C時(shí)保溫lh,完成燒成溫度保溫 4h。
7、 一種sic陶瓷換熱器，含有冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口，上換熱箱或下?lián)Q 熱箱，導(dǎo)熱管，其特征是冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口分別與上換熱箱兩邊連接，在上換熱箱的冷空氣進(jìn)口與熱空氣出口之間設(shè)有密封隔板，在上換熱箱底連接 板和下?lián)Q熱箱上連接板之間安裝有一定數(shù)量的導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管內(nèi)通過(guò)空氣換熱， 導(dǎo)熱管之間間隔形成煙氣通道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的sic陶瓷換熱器，其特征是 一定數(shù)量的導(dǎo)熱管 在上、下?lián)Q熱箱連接固定板之間為均布排列，或交錯(cuò)排列，導(dǎo)熱管的橫截面為 中空?qǐng)A形。
9、 一種大型sic陶乾換熱器，含有兩側(cè)面的耐火磚砌筑壁面，上、下?lián)Q熱 箱，冷空氣進(jìn)口或熱空氣出口，砌筑曲封保溫板，砌筑曲封固定連接板，導(dǎo)熱 管，其特征是兩側(cè)耐火磚砌筑壁面和砌筑曲封上保溫板、砌筑曲封上導(dǎo)熱管 固定板，以及兩端的密封板與中間隔板構(gòu)成上換熱箱，在上換熱箱的兩邊分別 設(shè)有冷空氣進(jìn)口、熱空氣出口，在冷空氣進(jìn)口與熱空氣出口之間設(shè)有密封隔板。 在下?lián)Q熱箱砌筑曲封連接板和砌筑導(dǎo)熱管固定板以及兩端密封板，中間有密封 隔板構(gòu)成下?lián)Q熱箱。上、下?lián)Q熱箱砌筑曲封固定導(dǎo)熱管連接板之間連接固定有 一定數(shù)量的導(dǎo)熱管，所述導(dǎo)熱管與上、下?lián)Q熱箱連通，導(dǎo)熱管內(nèi)通過(guò)空氣換熱， 導(dǎo)熱管之間形成煙氣通道。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的sic陶瓷換熱器，其特征是 一定數(shù)量的導(dǎo)熱管 在上、下砌筑曲封固定連接板之間為均勻分布，或交錯(cuò)布置排列，曲封板連接， 導(dǎo)熱管與上下?lián)Q熱箱連接，采用高溫密封膠連接，導(dǎo)熱管的橫截面為中空?qǐng)A形。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SiC陶瓷換熱器、SiC陶瓷材料及其生產(chǎn)方法。SiC陶瓷材料配方中含有基質(zhì)料組分A、骨料組分B和結(jié)合劑。重量以百分比為單位，A中含SiC粉10％-20％，粘土粉15％-25％，莫來(lái)石粉10％-15％，硅微粉5％-10％，金屬硅粉5％-10％，滑石粉2％-5％。B中含有SiC骨料50-60％；A、B兩組份的重量比為1～1.5∶1～1.5。該陶瓷材料在生產(chǎn)時(shí)，先將A制成泥餅，再加入B和結(jié)合劑，通過(guò)練泥、陳腐、混煉、成型、烘干、燒結(jié)而成。燒結(jié)溫度是1350-1450℃，燒結(jié)時(shí)間為36-52h。本發(fā)明的SiC陶瓷換熱器、耐高溫、高導(dǎo)熱、抗熱震、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約能源，SiC陶瓷換熱器的生產(chǎn)方法成熟，已投入了一年多工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/565GK101628813SQ20081014056
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者翟延軍 申請(qǐng)人:翟延軍