CN111170759B - 一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法 - Google Patents

一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，包括如下步骤：首先制备薄片，然后将至少两个薄片进行叠加得到坯体，最后将得到的坯体烧制得到发泡陶瓷。现有技术中得到厚度较厚的发泡陶瓷一般是通过粘结成品发泡陶瓷得到，之所以采用该种方式是因为在较厚的发泡陶瓷的烧制过程中会由于受热不均而导致受热效果不佳，从而发泡效果差，本申请利用预先得到成型坯体的做法，实现了厚度的累加。

Description

一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法
技术领域
本申请涉及一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法。
背景技术
发泡陶瓷一般以抛光瓷渣、花岗岩锯泥、铁矿尾矿和锂尾矿等固体废物作为主要原料，引入适量无机物，采用先进的生产工艺经高温发泡焙烧而成。发泡陶瓷因其封闭孔的结构特点，常温状态下具有保温隔热、隔音降噪、防水防潮的功能。
现有的发泡陶瓷生产一般在以堇青石-莫来石挡板构成的模框内填充发泡陶瓷造粒粉，通过耐火纤维纸将粉料与挡板隔开，窑具带着粉料一拼进入窑炉内进行烧制，使用的窑具在烧成过程中吸收大量的热量，导致发泡陶瓷生产的能耗较大。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，包括如下步骤：首先将发泡陶瓷造粒粉压制成薄片，然后将至少两个薄片进行叠加得到坯体，最后将得到的坯体烧制得到发泡陶瓷。现有技术中得到厚度较厚的发泡陶瓷一般是通过在耐火材料组成的模框内布置一定厚度的粉料而得到，之所以采用该种方法是因为采用模框布粉的方式由于模框的存在使发泡陶瓷散热效果不佳，从而影响退火速度，本申请通过对于薄片的制作，然后再利用薄片得到坯体的做法，利用高温时相同成分的薄片相互反应并熔合成一体，客观上克服了接触面结合能力差的后果，在厚度方向上并不存在薄弱部位。
优选的，所述薄片按照如下步骤进行：
S1秤料：按照质量份数分别称量发泡陶瓷的原料；
S2发泡陶瓷原料球磨：采用湿法球磨加工，泥浆控制工艺指标为：细度2.0±0.2％，流速39±15”，比重1.50±0.05，水分38±2％；泥浆合格后依次过20目，80目，100目三道筛，并陈腐均化不小于48小时；
S3喷雾干燥：发泡陶瓷原料泥浆经喷雾干燥制备成含水率在10±0.5％范围内，粒度在20目-80目间的粉料；合格粉料储存于密闭料仓内陈腐均化不小于48小时；
S4干压成型：发泡陶瓷粉料，经皮带输送机，斗式提升机输送至压机，采用干压成型的方法压制成10-20mm的薄片；
S5干燥：薄片在干燥辊道窑内干燥，干燥周期80-240min，最高干燥温度220℃，干燥后的坯体含水率低于0.5％；
S6坯体叠加：将多个薄片相互叠加组成坯体；
S7烧成：将得到的坯体底部涂一层耐火涂料进辊道窑，采用无模裸体发泡烧成；
S8冷加工：冷却工包括切割、磨边、倒角、开槽等，冷加工后的产品经分色、分级、包转入库。
优选的，所述坯体的厚度是：80-150mm。
优选的，所述薄片的厚度是：10-20mm。
优选的，所述坯体底部涂覆一层耐火涂层，所述耐火涂层由氧化铝、刚玉的一种或两种的任意比例组成。
优选的，所述薄片的合成原料包括如下物质：镁源，铝源，硅源，锌源，发泡剂，最终得到的发泡陶瓷中含有原位生成的镁锌尖晶石。本申请以锌源作为催化剂，升温过程中先生成顽火辉石和镁锌尖晶石固溶体，随着温度的升高，顽火辉石逐渐溶解，镁锌尖晶石固溶体生成量逐渐增大；在高温发泡过程中，原位合成的镁锌尖晶石固溶体微晶在熔体中具有钉扎作用，可减小熔体粘度下降速度，有效控制气孔异常增大，得到气孔孔径均匀性好、尺寸小的发泡陶瓷。正是由于钉扎作用的存在，使得各层薄片之间可以交叉，使得能够产生较强的粘结作用，从而避免在厚度方向上的薄弱部位的产生。
优选的，所述发泡陶瓷的合成过程中有顽火辉石产生。具有维持局部稳定性的作用，从而有效的促进气孔孔径均匀性好，尺寸小的发泡陶瓷的生成。
优选的，所述铝源为高岭土；所述发泡剂为黑碳化硅和/或绿碳化硅；所述镁源为氧化镁或者滑石；所述硅源为珍珠岩；所述锌源为氧化锌。
优选的，所述发泡陶瓷的合成原料包括如下份数的物质：硅源：50-80份；铝源：10-20份；镁源：10-20份；发泡剂：0.1-1份；锌源：1-5份；助泡剂：0-2份；减水剂：0-1份；坯体增强剂：0-1份。
优选的，所述助泡剂为碳酸钙、钾钠长石或二氧化锰的一种或两种以上任意比例的混合；所述减水剂为三聚磷酸钾、腐殖酸钠或偏硅酸钠的一种或两种以上任意比例的混合；所述坯体增强剂为CMC、MC或HPMC的一种或两种以上任意比例的混合。上述组份为本领域内常用的试剂，而且在本申请中起到的作用也与常规设置大致相同。
本申请能够带来如下有益效果：现有技术中得到厚度较厚的发泡陶瓷一般在耐火材料组成的模框内布置一定厚度的粉料而得到，之所以采用该种方法是因为采用模框布粉的方式由于模框的存在使发泡陶瓷散热效果不佳，从而影响退火速度，本申请利用预先得到成型坯体的做法，实现了厚度的累加，利用高温时相同成分的薄片相互反应并熔合成一体，客观上克服了接触面结合能力差的后果，在厚度方向上并不存在薄弱部位；
本申请采用无模裸烧方式生产发泡陶瓷，通过薄片多层叠烧实现所需厚度的发泡陶瓷产品，生产过程去掉了现有技术中使用的挡板和用于隔离产品与挡板的耐火纤维纸，即降低发泡陶瓷烧成过程中窑具吸热又减少了耐火纤维纸的使用，同时提高发泡陶瓷退火过程中散热速率，减少退火时间，降低了发泡陶瓷的生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。
本申请通过如下的合成以及表征方面的实施例来说明该申请的具体实施方式，具体合成步骤如下：
S1秤料：按照质量份数分别称量发泡陶瓷的原料；
原料如表1所示：
表1：
Figure BDA0002364167680000041
S2发泡陶瓷原料球磨：采用湿法球磨加工，泥浆控制工艺指标为：细度2.0±0.2％，流速39±15”，比重1.50±0.05，水分38±2％；泥浆合格后依次过20目，80目，100目三道筛，并陈腐均化不小于48小时；
S3喷雾干燥：发泡陶瓷原料泥浆经喷雾干燥制备成含水率在10±0.5％范围内，粒度在20目-80目间的粉料；合格粉料储存于密闭料仓内陈腐均化不小于48小时；
S4干压成型：发泡陶瓷粉料，经皮带输送机，斗式提升机输送至压机，采用干压成型的方法压制成10-20mm的薄片；
S5干燥：薄片在干燥辊道窑内干燥，干燥周期80-240min，最高干燥温度220℃，干燥后的坯体含水率低于0.5％；
S6坯体叠加：将多个薄片相互叠加组成坯体；
薄片与坯体的厚度如表2所示：
表2：
编号 坯体原料编号 薄片厚度(mm) 层数 坯体厚度(mm)
1 1 10 8 80
2 2 15 10 150
3 3 20 5 100
4 4 15 10 150
5 5 15 10 150
S7烧成：将得到的坯体底部涂一层耐火涂料进辊道窑，采用无模裸体发泡烧成；
S8冷加工：冷却工包括切割、磨边、倒角、开槽等，冷加工后的产品经分色、分级、包转入库；
S9表征：对材料进行普通的性能表征，并取带有外表面的大小为50cm*50cm的材料，上下夹紧之后，对材料的中部进行液压冲击，直至发生断裂，观察断裂面与外表面的接缝是否有一定的重合，
表3：
编号 容重(kg/m<sup>3</sup>) 抗折强度(MPa) 热导系数(W/(m*K)) 是否重合
1 178 12.1 0.077 否
2 166 14.5 0.086 否
3 184 12.9 0.084 否
4 301 8.1 0.121 部分重合
5 410 7.3 0.154 部分重合
由此可见，锌源以及珍珠岩都有一定的促进坯体向一体化转化的作用，推测是因为锌源可以促进在各个薄片之间建立晶格上的联系，而珍珠岩则是建立各个薄片之间的玻璃相之间的联系，从而产生协同作用，且两者都必不可少，共同促进了坯体的内部在焙烧过程中完成了一体化的过程。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：首先将发泡陶瓷造粒粉压制成薄片，然后将至少两个薄片进行叠加得到坯体，最后将得到的坯体烧制得到发泡陶瓷；
所述薄片按照如下步骤进行：
S1秤料：按照质量份数分别称量发泡陶瓷的原料，所述发泡陶瓷的合成原料包括如下份数的物质：硅源：50-80份；铝源：10-20份；镁源：10-20份；发泡剂：0.1-1份；锌源：1-5份；助泡剂：0-2份；减水剂：0-1份；坯体增强剂：0-1份；
S2发泡陶瓷原料球磨：采用湿法球磨加工，泥浆控制工艺指标为：细度2.0±0.2%，流速39±15，比重1.50±0.05，水分38±2%；泥浆合格后依次过20目，80目，100目三道筛，并陈腐均化不小于48小时；
S3喷雾干燥：发泡陶瓷原料泥浆经喷雾干燥制备成含水率在10±0.5%范围内，粒度在20目-80目间的粉料；合格粉料储存于密闭料仓内陈腐均化不小于48小时；
S4干压成型：发泡陶瓷粉料，经皮带输送机，斗式提升机输送至压机，采用干压成型的方法压制成10-20mm的薄片；
S5干燥：薄片在干燥辊道窑内干燥，干燥周期80-240min，最高干燥温度220℃，干燥后的坯体含水率低于0.5%；
S6坯体叠加：将多个薄片相互叠加组成坯体；
S7烧成：将得到的坯体底部涂一层耐火涂料进辊道窑，采用无模裸体发泡烧成；
S8冷加工：冷却工包括切割、磨边、倒角、开槽，冷加工后的产品经分色、分级、包转入库。
2.根据权利要求1所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述坯体的厚度是：80-150mm。
3.根据权利要求1所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述薄片的厚度是：10-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述坯体底部涂覆一层耐火涂层，所述耐火涂层由氧化铝、刚玉的一种或两种的任意比例组成。
5.根据权利要求1所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述薄片的合成原料包括如下物质：镁源，铝源，硅源，锌源，发泡剂，最终得到的发泡陶瓷中含有原位生成的镁锌尖晶石。
6.根据权利要求5所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述发泡陶瓷的合成过程中有顽火辉石产生。
7.根据权利要求5所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述铝源为高岭土；所述发泡剂为黑碳化硅和/或绿碳化硅；所述镁源为氧化镁或者滑石；所述硅源为珍珠岩；所述锌源为氧化锌。
8.根据权利要求5所述的一种无模裸烧发泡陶瓷的制造方法，其特征在于：所述助泡剂为碳酸钙、钾钠长石或二氧化锰的一种或两种以上任意比例的混合；所述减水剂为三聚磷酸钾、腐殖酸钠或偏硅酸钠的一种或两种以上任意比例的混合；所述坯体增强剂为CMC、MC或HPMC的一种或两种以上任意比例的混合。
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Denomination of invention: A Manufacturing Method for Mouldless Bare Burnt Foam Ceramics

Granted publication date: 20220429

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Laiwu Branch

Pledgor: Shandong shengshida Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980022848

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