一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺

文档序号:501132 发布日期:2021-05-28 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺 (Microcrystal metal ceramic plate and production process thereof ) 是由 蒋永琪 李亮 查正祺 陈永 徐春南 李汉良 王嘉昊 于 2021-01-20 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种微晶金属陶瓷板,其包括有组件本体以及用于将组件本体固定于安装面上的第一连接件,所述组件本体包括有微晶板以及固定于微晶板靠近安装面的一侧的预制件,不仅能够从根本上解决水泥熟料生产过程中清理结皮以及处理堵塞事故时存在的安全风险,同时本发明的一种微晶金属陶瓷板生产工艺,将微晶板与预制件制作为一个整体,节省了现有微晶材料安装施工过程中的浇注料灌浇并低温烘烤的工序,施工更加方便,且也不会出现炸料的问题,为窑系统工艺零事故运行提供有力保障。(The invention discloses a microcrystalline metal ceramic plate, which comprises a component body and a first connecting piece for fixing the component body on a mounting surface, wherein the component body comprises a microcrystalline plate and a prefabricated piece fixed on one side of the microcrystalline plate close to the mounting surface, so that the safety risk in the processes of cleaning and skinning and treating blocking accidents in the cement clinker production process can be fundamentally solved.)

一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域,具体涉及一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺。

背景技术

水泥窑系统内产生结皮是水泥生产行业采用新型干法预分解窑工艺生产过程中无法避免的顽疾。结皮的形成原因很多,如原燃材料质量、系统用风、系统用煤、温度控制以及工艺操作都可能引起结皮。众所周知在熟料烧成过程中挥发的有害成分只有少量排入大气,其余部分随窑内烟气向窑低温区域运动时,会凝结在温度较低的生料上。温度升高时又挥发,这样就产生了循环富集。当循环富集到一定程度时,就会产生氯化碱(RCI)和硫酸碱(R2SO4)等低熔点化合物包裹部分生料粉粘附在烟室内壁及最低两级预热器锥体部分或者下料管上,形成结皮。结皮严重时影响系统通风,甚至堵塞旋风筒,造成事故停窑,给安全生产带来隐患;当烟室位置结皮严重时会影响窑内通风,造成燃料燃烧不完全形成还原性气氛,降低系统的产量和熟料质量;分解炉内结皮严重时会使系统负压升高,通风不畅,当结皮垮落时会造成系统压力波动、塌料、甚至导致系统堵塞;五级旋风筒和下料管内形成结皮,严重的会导致预热器堵塞事故,降低设备运转率。

在造成回转窑工艺停窑事故中,预热器堵料造成的停窑事故占总停窑事故的70%以上,而预热器堵塞事故的根本原因在于大尺寸的结皮意外垮落,堵塞下料管,导致物料无法顺畅通行导致堆积,因此预防预热器内生长结皮,避免造成堵塞事故成为窑工艺管理的突出问题。

亟需一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺来解决烟室、预热器下料管易结皮或者卡堵、清理难度大的问题。

发明内容

为解决上述问题,本发明提供了一种微晶金属陶瓷板及其生产工艺。

一种微晶金属陶瓷板,其包括有组件本体以及用于将组件本体固定于安装面上的第一连接件,所述组件本体包括有微晶板以及固定于微晶板靠近安装面的一侧的预制件。

作为优选,所述预制件上靠近所述微晶板的一侧开设有限位槽,所述微晶板上成型有大小形状与所述限位槽相配合的限位凸起。

作为优选,所述限位槽为燕尾槽。

作为优选,所述组件本体上开设有安装槽,所述安装槽内固定有用于连接微晶板以及预制件的第二连接件。

作为优选,所述组件本体上一侧开设有组装限位槽,其相对的一侧成型有与所述组装限位槽相配合的组装限位凸起。

一种微晶金属陶瓷板的生产工艺,具体步骤如下:

S1:制作微晶板

第一步:备料,取碳化硅、氮化硅、金属硅以及添加剂;

第二步:混料,将第一步中的原料进行混合;

第三步:机压成型,将第二步中经过混合的原料机压成微晶板坯体;

第四步:坯体干燥,将第三步中机压成型的微晶板坯体进行自然干燥;

第五步:进窑烧制,将第四步中经过干燥后的微晶板坯体放入窑中进行烧制成型;

S2:制作预制件

第一步:备料,取莫来石骨料、刚玉、氧化铝细粉、纯铝酸钙水泥以及添加剂;

第二步:混料,将第一步中的原料进行混合;

第三步:浇注成型,将第二步中经过搅拌混合后的原料于模具内浇注成预制件坯体;

第四步;自然固化,将第三步中浇注成型的预制件坯体进行自然固化;

第五步:低温烘烤,将第四步总经过自然固化的预制件坯体于窑内进行低温烘烤;

S3:组合

将步骤S1中制成的微晶板与步骤2中制成的预制件进行组合并将两者进行固定为组件本体;

S4:安装第一连接件

将步骤S3中进行组合固定后的组件本体上固定安装第一连接件。

作为优选,步骤S1中制作微晶板的原料配比为碳化硅75%~85%、氮化硅3%~8%、金属硅3%~8%、添加剂3%~5%。

作为优选,步骤S2中制作预制件(2)的原料配比为莫来石骨料65%~75%、刚玉8%~14%、氧化铝细粉12%~16%、纯铝酸钙水泥3%~5%、添加剂3%~5%。

作为优选,步骤S1中制作微晶板(1)进窑烧制的温度为1450℃~1500℃,时间为12h~24h;最后于1450℃~1500℃温度下保温,保温时间为24h~36h。

作为优选,步骤S2中制作预制件的低温烘烤具体为:

(1)先将预制件坯体于窑内烘烤4h~5h,烘烤温度为从常温逐渐升温至110℃,升温速度为20℃/h~30℃/h;

(2)于100℃~120℃温度下保温放置23~26h;

(3)将烘烤温度从步骤(2)中保温的温度逐渐升温至300℃,升温速度为10℃/h~15℃/h,时间为13h~20h;

(4)于290℃~310℃温度下保温放置23~26h。

本发明的有益效果是:

(1)本发明公开了一种微晶金属陶瓷板,其不仅能够从根本上解决水泥熟料生产过程中清理结皮以及处理堵塞事故时存在的安全风险,同时本发明将微晶板与预制件制作为一个整体,节省了现有微晶材料安装施工过程中的浇注料灌浇并低温烘烤的工序,施工更加方便,降低劳动强度,且也不会出现炸料的问题,为窑系统工艺零事故运行提供有力保障。

(2)本发明公开了一种微晶金属陶瓷板,所述微晶板与预制件通过限位凸起卡于限位凹槽内,再通过粘合剂进行粘结固定,同时还设置有第二连接件进行连接固定,在长期的使用过程中,即使微晶板与预制件之间的粘结剂粘性失效后,微晶板与预制件之间还有第二连接件进行连接固定,即使第二连接件因为氧化而损坏,由于限位凸起卡于限位槽,微晶板也不会从预制件上脱落,大大延长了其使用寿命,解决了现有的市场上的微晶材料因为连接件的损坏而脱落的现象。

(3)本发明公开了一种微晶金属陶瓷板,所述第一连接件与第二连接件均位于安装槽内且两者通过水泥隔开,从而能够起到保温的效果,因为在微晶金属陶瓷板使用过程中,内部的热量从微晶板导到第二连接件上后无法再通过第一连接件传到安装面上,从而通过该种隔断的方法将热量也进行了隔断,达到保温的效果。

(4)本发明公开了一种微晶金属陶瓷板的生产工艺,所生产的一种微晶金属陶瓷板抗物料结皮、结焦,强度高,耐磨性好,且结构合理、新颖,便于安装,且将微晶板与预制件进行组装固定,作为一个整体销售,微晶板具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好等优良性能,而预制件则起到支撑和温度平缓过渡作用,同时能够最大程度的降低一种微晶金属陶瓷板的成本。

附图说明

图1为本发明的一种微晶金属陶瓷板立体图;

图2为预制件立体结构图;

图3为微晶板立体结构图;

图4为本发明的一种微晶金属陶瓷板安装效果示意图。

图中:微晶板1、预制件2、第一连接件3、限位槽4、限位凸起5、安装槽6、第二连接件7、组装限位槽8、组装限位凸起9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作以下进一步说明,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

一种微晶金属陶瓷板,其包括有组件本体以及用于将组件本体固定于安装面上的第一连接件3,所述第一连接件3与安装面为焊接的方式固定,所述组件本体包括有微晶板1以及固定于微晶板1靠近安装面的一侧的预制件2,所述预制件2上靠近所述微晶板1的一侧开设有限位槽4,所述微晶板1上成型有大小形状与所述限位槽4相配合的限位凸起5,所述限位槽4为燕尾槽,通过将微晶板1上的限位凸起5卡于预制件2上的限位槽4内最后通过粘结剂将微晶板1与预制件2粘结固定。所述组件本体上表面开设有安装槽6,所述安装槽6内固定有用于连接微晶板1以及预制件2的第二连接件7,所述第一连接件3也位于所述安装槽6内且靠近安装面的一侧,所述第一连接件3与第二连接件7均位于安装槽6内从而不影响微晶金属陶瓷板的堆砌,且所述第一连接件3与第二连接件7均为金属材质且两者通过水泥隔开,从而能够起到保温的效果,因为在微晶金属陶瓷板使用过程中,内部的热量从微晶板1导到第二连接件7上后无法再通过第一连接件3传到安装面上,从而通过该种隔断的方法将热量也进行了隔断,达到保温的效果。本发明的一种微晶金属陶瓷板在长期的使用过程中,微晶板1与预制件2之间的粘结剂粘性失效后,微晶板1与预制件2之间还有第二连接件7进行连接固定,即使第二连接件7因为氧化而损坏,由于限位凸起5卡于限位槽4,微晶板1也不会从预制件2上脱落,大大延长了其使用寿命,从而解决了现有的市场上的微晶材料因为连接件的损坏而脱落的现象。

具体地,如图1所示,所述组件本体的右侧开设有组装限位槽8,其相对的一侧成型有与所述组装限位槽8相配合的组装限位凸起9,从而当一种微晶金属陶瓷板堆砌的过程中能够通过将组装限位凸起9卡于组装限位槽8内进行快速且精准的组装,大大提高了施工的便捷度以及速度。

具体地,本发明的微晶板1的厚度D为40mm~45mm,微晶板1具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好等优良性能,而预制件2则起到支撑和温度平缓过渡作用,同时能够最大程度的降低一种微晶金属陶瓷板的成本。

具体地,公告号为CN211977586U的专利一种微晶组件公开了一种微晶组件,具体包括微晶板和微晶拉柱,用于解决结皮与内衬材料的粘接问题,但是该专利文件公开了其实用方法为“使用时,直接用本微晶组件替代原浇注料或耐火砖构成的窑尾烟室内衬,”,若是将微晶组件直接安装于安装面上,同时在安装面与微晶组件之间安装有保温板,但是没有灌浇浇注料,当窑内温度过高时,则会出现高温通过微晶组件直接传递给保温板而将保温板烧毁的现象出现,或者如果达到不烧毁保温板的目的,则需要将微晶组件做得很厚,但这样来说生产成本大大提高,其市场前景大大受阻,现目前本领域常规施工方式为将该种微晶组件在现场安装的过程中,需要在微晶组件与安装面之间安装保温板,在保温板与微晶组件之间需要灌浇浇注料,灌浇浇注料的作用与本申请文件的预制件2的作用一致,不仅能够起到支撑的作用,同时能够让温度平缓过渡,另外是节约成本。本发明的一种微晶金属陶瓷板与之至少存在以下区别:

第一、安装有保温板进行隔热保温,但是微晶拉柱直接与安装面是连接的,热量依旧可以通过微晶拉柱传导给安装面,从而其保温效果不如本发明的一种微晶金属陶瓷板。

第二、在灌浇浇注料后还需要对其进行低温烘烤,如果直接用于现场而不进行低温烘烤则会出现炸料的现象,而本发明将微晶板1与预制件2制成一个整体,其现成施工的时候只需要将一种微晶金属陶瓷板直接与安装面安装并在两者之间安装保温板即可,节约了施工烘烤的时间,施工更加方便,且也不会出现炸料的问题。

一种微晶金属陶瓷板的生产工艺,具体步骤如下:

S1:制作微晶板1

第一步:备料,取碳化硅75%~85%、氮化硅3%~8%、金属硅3%~8%、添加剂3%~5%,所述添加剂用于提高产品的强度与耐磨性能,同时增加抗结皮性能,所述添加剂可以为SEED。

第二步:混料,将第一步中的原料进行搅拌混合;

第三步:机压成型,将第二步中经过混合的原料按照所需要的微晶板1的模型进行机压成微晶板坯体;

第四步:坯体干燥,将第三步中机压成型的微晶板坯体进行自然干燥;

第五步:进窑烧制,将第四步中经过干燥后的微晶板坯体放入窑中进行烧制成型,烧制的温度为1450℃~1500℃,时间为12h~24h;最后于1450℃~1500℃温度下保温,保温时间为24h~36h,高温烧结下反应生成微晶耐磨陶瓷复合晶相,所制成的微晶板1的表面在高温状态下不与其他物料产生共熔反应,达到了理想的抗结皮及耐磨效果;

S2:制作预制件2

第一步:备料,取莫来石骨料65%~75%、刚玉8%~14%、氧化铝细粉12%~16%、纯铝酸钙水泥3%~5%、添加剂3%~5%,所述添加剂用于抗热震和防爆的作用,所述添加剂可以为SD303;

第二步:混料,将第一步中的原料进行混合;

第三步:浇注成型,将第二步中经过搅拌混合后的原料于模具内浇注成预制件坯体;

第四步;自然固化,将第三步中浇注成型的预制件坯体进行自然固化;

第五步:低温烘烤,将第四步总经过自然固化的预制件坯体于窑内进行低温烘烤,具体步骤为:

(1)先将预制件坯体于窑内烘烤4h~5h,烘烤温度为从常温逐渐升温至110℃,升温速度为20℃/h~30℃/h;

(2)于100℃~120℃温度下保温放置23~26h;

(3)将烘烤温度从步骤(2)中保温的温度逐渐升温至300℃,升温速度为10℃/h~15℃/h,时间为13h~20h;

(4)于290℃~310℃温度下保温放置23~26h;

S3:组合

将步骤S1中制成的微晶板1与步骤2中制成的预制件2进行组合并将两者通过粘结剂进行粘结固定为组件本体,最后取第二连接件7对微晶板1与预制件2进行进一步连接固定,所述第二连接件7一端粘结固定于微晶板1上,其另外一端粘结固定于预制件2上;

S4:安装第一连接件3

将步骤S3中进行组合固定后的组件本体上固定安装第一连接件3,第三连接件3用于在施工安装的时候用于将组件本体与安装面进行焊接固定。

按照一种微晶金属陶瓷板的生产工艺,所生产的一种微晶金属陶瓷板具有以下的优点:

1、优良的抗结皮性能;由于材料表面致密氧化层且外表面光滑,外界物料不与其发生反应,也不会粘结在材料表层;

2、耐磨性能优异:耐磨量为0.025~0.03g/cm2,耐磨性是其他耐磨浇注料的6倍以上;

3、高温性能稳定:高温抗热震实验在950℃水冷条件下大于10次不破损,可在1250℃将至100℃温度剧烈波动下不损坏;

4、耐高温;微晶金属陶瓷材料烧结温度1450℃以上,长期使用耐高温可达到1400℃;

5、耐酸碱侵蚀:由于材料表面形成致密氧化层,所以具备优良中高温耐酸碱侵蚀性能;

6、安装施工方便:采用微晶板1与预制件2为一体进行销售,其施工过程中简单便捷,非常适合水泥生产系统中分解炉烟室、预热器下料管等高温、酸碱及温度变化频繁的部位使用。

以上仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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