專利名稱：窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯及其制法的制作方法
技術領域：
本發明屬于工業窯爐的附件中的爐襯，涉及一種窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯及其制法。
陶瓷纖維因其優良的隔熱性能，被廣泛應用于各種窯爐作為爐襯使用。
傳統的陶瓷纖維爐襯是采用陶瓷纖維針刺毯，經折疊、擠壓等工序制造出折疊式陶瓷纖維爐襯組件。因為上述結構自身的缺陷，傳統折疊式陶瓷纖維爐襯組件在拼接時，僅在兩個非折疊方向具有壓延彈性，雖然組裝時注意交錯拼接，但拼接后接縫部的交錯、疊壓、覆蓋的互補性仍差，存在“漏火”縫隙；且金屬材質的鉚固機構不能被陶瓷纖維覆蓋，全部或部分裸露在窯爐的迎火面，易氧化燒蝕。
本發明的目的是改進陶瓷纖維爐襯組件自身結構，組裝拼接后互補性增強，陶瓷纖維能覆蓋金屬材質的鉚固機構，杜絕“漏火”縫隙。
本發明的技術方案是研制一種窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯，包括陶瓷纖維爐襯模塊組件和鉚固機構，其特征在于陶瓷纖維爐襯模塊組件中的陶瓷纖維是多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構，兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接。
其金屬材質的鉚固機構包括人字形支架和穿筋，支架上折彎部設置通孔，支架兩臂部設置穿接陶瓷纖維爐襯模塊組件的穿筋。
上述窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯的制法，包括原料熔化、噴吹甩絲成纖、集棉和針刺工序，其特征在于針刺完成后輸送到堆積平臺，經堆積、加壓、煅燒定型冷卻后切割成型，陶瓷纖維爐襯模塊組件中的陶瓷纖維棉是多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構。
其陶瓷纖維棉在堆積完成后，采用不銹鋼板或莫來石板或微晶板作為上下壓板，對陶瓷纖維棉夾持加壓固定。
其陶瓷纖維棉夾持加壓固定后，按照工藝要求于700～1200℃在煅燒爐煅燒2h，煅燒定型后停爐冷卻。
其煅燒定型后的陶瓷纖維棉進行切割，每兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接，制成一個窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯單元。
與現有技術相比，本發明具有以下優點1.本發明產品中，陶瓷纖維是多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構形式，因而制出的模塊組件中陶瓷纖維無須折疊，成型后具有四個方向的壓延彈性，拼接后接縫部的交錯、疊壓、覆蓋的互補性增強。
2.兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接，對接后除支架折彎部的通孔裸露在模塊組件的背襯面外，金屬材質的鉚固機構全部鑲嵌、包覆在陶瓷纖維爐襯中，杜絕了爐襯迎火面的“漏火”縫隙，因而爐襯的使用壽命大大延長。
4.本發明系采用對纖維進行煅燒處理，因而所生產出的組塊，具有體積密度小、導熱系數低、加熱線收縮小等優點，也可以生產低容重(如160kg/m3)的產品。
5.適用性廣，可生產出不同使用溫度的纖維組件，例如1260(指工藝溫度，℃，下同)系列、1400系列、1600系列組合塊，代替原有的模塊組件，可用于不同溫度要求的窯爐作為爐襯使用。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述
圖1是本發明的工藝流程示意圖；圖2是本發明一個實施例組合式陶瓷纖維爐襯模塊組件的結構示意圖；圖3是圖2的A-A部剖視圖；圖4是其鉚固機構的結構示意圖。
圖1中，熔制陶瓷纖維所需原材料1，在電阻爐2加熱熔化，經噴吹(甩絲)成纖機構3，送入集棉箱4，陶瓷纖維棉通過針刺工序5、堆積工序6、加壓工序7，入煅燒爐8煅燒定型，再經停爐冷卻工序9、切割工序10切割成型，加入鉚固件11，制得陶瓷纖維模塊組件產品12。
圖2～4中，13是一塊陶瓷纖維爐襯；14是另一塊對接的陶瓷纖維爐襯；15是13、14兩者的拼接接縫處；16是爐襯模塊組件的背襯面；17是爐襯模塊組件的迎火面；18是支架上折彎部的通孔；19是人字型支架體；20是支架兩臂部設置的穿接兩塊陶瓷纖維模塊組件的穿筋；21是唯一裸露在爐襯模塊組件背襯面的支架折彎部。
實施例1陶瓷纖維原料組成Al2O347％、Fe2O30.2％、Na2O+K2O 0.2％、SiO2余量。
利用三流口電阻爐(或單流口電阻爐)將原料熔化，進行噴吹成纖(甩絲成纖)，成纖過程中加入一定量的工藝潤一定厚度后，按照體積密度的要求確定平鋪堆積厚度，如當體積密度要求為180kg/m3時，堆積層數為五層，每層的厚度約計40mm，長度約五米(可根據煅燒爐尺寸進行確定長度)。堆積完成后，用不銹鋼板或莫來石板或微晶板等作為上下壓板，根據要求的尺寸進行確定，一般300×300mm的組合件無論保溫厚度多少，一般的堆積壓后尺寸為180mm。完成后，將上下壓板限定在180mm。送到煅燒爐中，煅燒爐煅燒2h，溫度要求1260系列溫度700～800℃，經過2小時煅燒定型后進行停爐冷卻，冷卻方式為自然冷卻，冷卻后再按照用戶要求尺寸進行切割，加入鉚固件制得陶瓷纖維模塊組件產品。
本發明采用煅燒熱定型方式對陶瓷纖維進行處理，煅燒溫度直接影響產品的使用性能，熱處理溫度過低，纖維未能得到預收縮，產品的加熱線收縮率高；熱處理溫度過高，產品中的纖維脆性大，彈性差。本發明對不同工藝溫度要求的產品采用不同的煅燒溫度，因而得到性能良好的陶瓷纖維模塊組件。產品具有四面彈性，作為爐襯施工后互補性強，有效解決了傳統模塊的缺陷。
纖維的堆積與體積密度有著緊密的關系，根據不同的容重選擇不同的生產纖維棉坯的厚度，根據測定的流股量等參數確定，棉坯厚度一般按40mm計算，其經驗公式為V=12800×(1-S)×TP×40]]>式中12800要求棉坯密度；的V線速度網速mm/min；S非纖維率；T流股量kg/h
P成品制品容重kg/m3；40要求的棉坯厚度mm。
產品的物理性能為加熱線收縮率(1000℃×6h)＜2％；導熱系數(熱面)600℃0.071～0.085、800℃0.09～0.13、1000℃0.151～0.162；體積密度160～200kg/m3。
由于組合式陶瓷纖維爐襯模塊組件整體是陶瓷纖維經多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構形式，因而制出的模塊組件中陶瓷纖維沒有折疊，成型后具有四個方向的壓延彈性；而兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接，對接后除支架折彎部的通孔裸露在模塊組件的背襯面外，金屬材質的鉚固機構全部鑲嵌、包覆在陶瓷纖維爐襯中；當依照所使用窯爐內膛的形狀和尺寸，由多塊陶瓷纖維爐襯模塊組件拼接成整體爐襯時，緊固件經由爐襯模塊組件的背襯面的通孔6將其固定在窯爐體上，拼接成整體爐襯，拼接后接縫部交錯、疊壓、覆蓋的互補性增強，迎火面沒有“漏火”縫隙，因而爐襯的使用壽命大大延長。
實施例2 原料組成Al2O349％、Fe2O30.2％、Na2O+K2O 0.2％、SiO2余量。煅燒定型后強制降溫，其余同例1。
實施例3 原料組成Al2O339％、Fe2O30.2％、Na2O+K2O 0.2％、ZrO2余量。煅燒定型溫度1400系列溫度1000～1100℃，煅燒定型后自然降溫，其余同例1。產品的物理性能為加熱線收縮率(1350℃×6h)＜2％；導熱系數(熱面)600℃ 0.082～0.095、800℃ 0.11～0.13、1000℃ 0.172～0.189；體積密度160～200kg/m3。
實施例4原料組成Al2O340％、Fe2O30.2％、Na2O+K2O 0.2％、ZrO2余量。煅燒定型后強制降溫，其余同例3。
實施例5原料組成Al2O371％、Fe2O30.01％、Na2O+K2O 0.02％、SiO2余量。煅燒定型溫度1600系列溫度1100～1200℃，煅燒定型后自然降溫，其余同例1。產品的物理性能為加熱線收縮率(1450℃×6h)＜2％；導熱系數(熱面)600℃ 0.089～0.096、800℃ 0.12～0.039、1000℃ 0.171～0.219；體積密度180～220kg/m3。
實施例6原料組成Al2O372％、Fe2O30.01％、Na2O+K2O 0.02％、SiO2余量。煅燒定型溫度1600系列溫度1100～1200℃，煅燒定型后強制降溫，其余同例5。
權利要求
1.一種窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯，包括陶瓷纖維爐襯模塊組件和鉚固機構，其特征在于陶瓷纖維爐襯模塊組件中的陶瓷纖維是多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構，兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接。
2.按照權利要求1所述的組合式陶瓷纖維爐襯，其特征在于金屬材質的鉚固機構包括人字形支架和穿筋，支架上折彎部設置通孔，支架兩臂部設置穿接陶瓷纖維爐襯模塊組件的穿筋。
3.一種窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯的制法，包括原料熔化、噴吹甩絲成纖、集棉和針刺工序，其特征在于針刺完成后輸送到堆積平臺，經堆積、加壓、煅燒定型冷卻后切割成型，陶瓷纖維爐襯模塊組件中的陶瓷纖維棉是多層平鋪、壓實并經煅燒定型的方形結構。
4.按照權利要求3所述的窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯的制法，其特征在于陶瓷纖維棉在堆積完成后，采用不銹鋼板或莫來石板或微晶板作為上下壓板，對陶瓷纖維棉夾持加壓固定。
5.按照權利要求3所述的窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯的制法，其特征在于陶瓷纖維棉夾持加壓固定后，按照工藝要求于700～1200℃在煅燒爐煅燒2h，煅燒定型后停爐冷卻。
6.按照權利要求3所述的窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯的制法，其特征在于煅燒定型后的陶瓷纖維棉進行切割，每兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接，制成一個窯爐用組合式陶瓷纖維爐襯單元。
全文摘要
本發明系工業窯爐附件的爐襯，爐襯模塊組件中的陶瓷纖維是多層平鋪、壓實并煅燒定型的方形結構，兩塊模塊組件通過金屬材質的鉚固機構對接。其制法是針刺完后經堆積、加壓、煅燒定型、冷卻后切割成型，組塊體積密度小、導熱系數低、加熱線收縮小；陶瓷纖維無須折疊，成型后具有四個方向的壓延彈性，拼接接縫部交錯、疊壓、覆蓋的互補性增強。鉚固機構全部鑲嵌、包覆在陶瓷纖維爐襯中，爐襯迎火面無“漏火”縫隙，使用壽命延長。
文檔編號F27D1/04GK1393676SQ0111508
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月26日 優先權日2001年6月26日
發明者鹿成洪, 齊元偉, 崔之開, 陳志 , 鹿成會, 桑茂勝 申請人:山東魯陽股份有限公司