[发明专利]一种高强抗腐锆刚玉蜂窝陶瓷体及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强抗腐锆刚玉蜂窝陶瓷体及其制备方法，将如下重量百分比的原料组分：刚玉粉35‑40％、a‑Al₂O₃粉15‑20％、c‑ZrO2粉8‑10％、莫来石粉5‑10％、高岭土5‑10％、粘土粉8‑12％、Li₂O粉0.5‑1.0％、MgO粉0.3‑0.5％；粘结剂3‑5％、润滑剂3‑5％、增塑剂0.2‑0.5％；采用干法球磨工艺使原料细化，然后采用湿法混炼获得泥料；泥料真空挤制成型，坯体红外干燥：坯体烧成即得；烧成过程以40℃/h缓慢程序升温至400℃，然后以100‑120℃/h的速度升温至最高烧成温度，在1600‑1750℃高温下的烧成时间为4‑8h。本发明制得的高强抗腐锆刚玉蜂窝陶瓷体能保证其具有高的使用温度(1500℃)和热容量基础上，改善其热学、力学性能和耐腐蚀性，其使用寿命可达20‑24个月；可广泛应用于钢铁、石油、化工等行业的各种蓄热式加热炉中。

技术领域

本发明涉及蜂窝陶瓷技术领域，具体涉及一种高强抗腐锆刚玉陶瓷体及其制备方法。

背景技术

在钢铁、石化等行业都会用到各种蓄热式工业加热炉，作为蓄热式工业加热炉中的关键部件—陶瓷蓄热体，其蓄热式加热炉性能指标和热效率的高低直接取决于陶瓷蓄热体的性能。蜂窝陶瓷体是蓄热式工业加热炉理想的陶蓄热材料，它既能提高燃烧效果，节约能源，又能减少有害气体排放，降低环境污染。蜂窝陶瓷蓄热体具有耐高温、热稳定性好、蓄热量大、导热性能好等显著的优点，以蜂窝陶瓷作为热交换介质，最大限度地回收烟气的热量，节省燃料，降低排放烟气的温度，减少NO_X气体的排放，降低工业窑炉的氧化烧损，在环保节能的蓄热式高温空气燃烧技术领域有广泛的应用。目前市场上的蜂窝陶瓷蓄热材料在使用过程中，如堇青石、莫来石和刚玉莫来石存在使用寿命有限、不耐腐蚀、耐火温度较低、陶瓷体表面层易开裂脱落等问题，不能满足工业应用中的工作需要。

对比文件1：CN103204690A公开一种锆质蜂窝陶瓷体，包括下列原料组份：10-50％的陶瓷原料、10-50％的α-Al2O3粉、10-30％的粘土、3-10％的MgO、3-8％的有机纤维素、3-7％的粘合剂和3-7％的ZrO2粉，经球磨混碾、挤出成型、干燥焙烧而成。

对比文件2：CN101125751A公开一种锆铬刚玉质新型蜂窝陶瓷蓄热体，包括刚玉质新型蜂窝陶瓷体由刚玉粉、α-Al₂O₃粉、粘土、MgO、有机纤维素、桐油、Cr₂O₃粉和ZrO₂粉组成；其各组份的重量百分比为：刚玉粉40-50％，α-Al₂O₃粉20-30％，粘土5-10％，MgO3-10％，有机纤维素3-8％，桐油3-7％，Cr₂O₃粉3-7％，ZrO₂粉3-7％；将上述各组份按比例配制混碾成型后煅烧而成。

对比文件3：CN101066881A公开一种用铝铬渣制成的蜂窝陶瓷原料及其制作蜂窝陶瓷的生产工艺，蜂窝陶瓷原料是在铝铬渣细粉中加入铝铬渣细粉量1-80％的莫来石或堇青石或硅线石、红柱石、蓝晶石的三石混合物和6-10％的粘接剂组成；将上述原料配料、混合球磨、加粘结剂和水捏合、进行真空练泥、挤压成型、干燥、烧成蜂窝陶瓷。

上述对比文件1-对比文件3中，存在的缺陷：上述对比文件提供的蜂窝陶瓷的生产工艺中多采用湿法球磨(在球磨过程中加水)，不能保证球磨粒度的均匀性；此外上述对比文件提供原料组分体系及生产工艺制得的蜂窝陶瓷体其热学、力学性能、耐腐蚀性及使用寿命都还有待提高。且上述对比文件提供的制备工艺的产品成形和烧成合格率也都不高。

发明内容