[发明专利]无缝整体结构管盘陶瓷换热管的生产工艺及其装置

说明书

本发明涉及一种陶瓷换热管的生产工艺及其装置，特别适合于一种无缝整体结构管盘陶瓷换热管的生产工艺及其成型装置。属于耐火材料的生产。

陶瓷换热管是砌筑加热炉和均热炉陶瓷换热器的热交换通用部件。目前，广泛使用的陶瓷换热器大都是采用长度为387毫米的粘土质圆管砖和接头盘砖砌筑而成的。圆管砖和接头盘砖皆为单体砖，是分别成型、烧制的。砌筑陶瓷换热器时，每两根圆管砖之间相间一块接头盘砖，亦即两块接头盘砖之间相间一根圆管砖，圆管砖与接头盘砖连接处用耐火粘土灌封成有缝连接管。这样砌成的换热器，每根圆管砖的两端形成两个连接缝。由于砌筑施工中接缝泥浆灌封不满，密封不严，且在温度应力等作用下，或生产过程中的振动，换热管本身变形或开裂，致使陶瓷换热器存在有严重的漏气问题。

在现有技术中，陶瓷换热管的圆管砖和接头盘砖的生产，分别采用离心铸造或挤压成型法制坯，最后高温烧成。其方法的缺点是设备多、占地广、工序长，制成品圆管和接头盘均为单体砖，砌筑换热器时费工费时，尤其是砌成的陶瓷换热器漏气严重。

本发明的任务是提供一种陶瓷换热管的生产工艺和成型装置，生产出一种高强度无接缝整体结构管盘陶瓷换热管，以提高换热管的机械强度和理化性能，减少管盘间接缝，从而达到解决或降低陶瓷换热器严重漏气问题的目的。

本发明是这样实现的：采用高铝矾土煅烧后的熟料和高可塑性、低烧结性的复合粘土为原料，按一定配比计量称重混料，加入适量的粘结剂和水，在湿碾机上混练成泥料，由专用组合模具一次挤压成型得管坯，经烘干、高温烧成得成品无缝整体结构管盘陶瓷换热管。

根据本发明，无缝整体结构管盘陶瓷换热管的生产工艺包括：原料配制，混练，成型，烘干，烧成，成品检验，其特征在于：

1.原料配方的重量分百比为：

高铝熟料  80～85%，

复合粘土  20～15%;

2.按配方计量称重，先将粗粒级高铝熟料加入湿碾机中混练1～2分钟后，再加入粘结剂混练2～3分钟，最后加入细粉高铝熟料、复合粘土和水继续混练3～5分钟，使所得泥料含水分为3.9～4.5%;

3.将混练好的泥料称重，装入专用组合模具的内模腔中，采用压砖机和弹性装置上下两面挤压成型，脱模出坯;

4.将湿坯体在平面烘房内烘干，温度35～40℃，控制干坯体水分小于1.5%;

5.将干坯体置于倒焰窑内烧成，采用硅砖棚板塔架平装入窑，最高烧成温度为1450～1480℃，时间为6～7天;

6.检验成品的理化指标：

主要化学成分：Al₂O₃65～68%，Fe₂O₃1.30～2.50%，

耐火度≥1790℃，

显气孔率：25～26%。

本发明所采用的原料中高铝熟料为高铝矾土煅烧产物，其氧化铝（Al₂O₃）含量为65～75%，经破碎得三种粒级骨料：2～1毫米、1～0.1毫米和＜0.1毫米细粉;复合粘土为高可塑性和低烧结性的半软质粘土，其粒度＜0.5毫米占80%以上。本发明所采用的粘结剂为纸浆废液或水玻璃等。

根据本发明，为压制无缝整体结构管盘陶瓷换热管而设计一种成型装置，它包括一套组合模具和压砖机，其特征在于组合模具结构为：

1.上模座[1]上方由螺栓与压砖机固定连接，下方由螺栓与上模[2]固定连接;

2.与上模[2]同一轴心的型芯[7]位于模具中央，与包围其下端的下支口[14]同立于出砖器[15]上，出砖器[15]下面与下部座[16]相连;

3.上模板[3]和内模板[9]上下相接并紧靠上中套[8]压于下中套[13]上，与型芯[7]上部构成内模腔[6]，上、下中套外侧与外套[5]压紧配合，外套[5]上端由螺栓与压板[4]固定连接，外套[5]中间突起部分由弹簧压板[11]通过螺栓与弹簧[12]弹性活动连接，外套[5]下端和下中套[13]与下模座[17]固定连接。

4.上模[2]为空心模套，其内孔径略大于型芯[7]的外直径，以便上模[2]套于型芯[7]上;上模[2]的底环面为平面和带有凸台的两种，底环面为平面的是用来压制上层无缝整体结构管盘陶瓷换热管，如图2、5、6所示;而底环面带凸台的是用来压制中下层无缝整体结构管盘陶瓷换热管的，如图1、3、4所示。

5.上模板[3]和内模板[9]分别为活动板组合，模板数与接头盘正多边形数一致，脱模出坯时与管盘砖坯[10]一起被顶出内模腔[6]外。