专利名称：SiC陶瓷换热器、SiC陶瓷材料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种换热器、耐火材料及其生产方法，特别涉 及一种sic陶覺换热器，sic陶资材料及其生产方法。
二背景技术：
生产和使用能满足各种窑炉的新型高效节能sic陶瓷换热器目前尚未查到， 例如(1)以高铝熟料和复合粘土为原料经混练、成型、烘干、烧结等步骤来 生产无缝整体结构管盘陶瓷换热管；(2)以生熟焦宝石、软质粘土等地方原料 为主，以水溶性有机聚合物为结合剂，采用轧膜工艺人工合成堇青石质高温陶 瓷换热器。但是现在使用的换热器大多数为金属换热器，并且只能在低温下使 用，当燃气温度较高时不能直接使用，要掺入大量的冷空气，并且还必须高温 保护，如鼓冷风机及控制系统。当掺入冷空气后换热器回收的温度将降低，而 堇青石、莫来石、高铝、焦宝石等材料生产的换热器导热性能差、换热效果差， 造成能源浪费。
由于当前能源日趋紧张，并且能源的利用率较低，这样以来造成了能源的 大量浪费，为了提高能源的利用率，急需生产和使用节能效果好的产品。而陶 瓷换热器是国家的火炬计划之一，是中国节能技术政策大纲指定产品，也是鼓 励外商投资的高新技术产品之一。而sic质陶瓷换热器又把陶资换热器提高了一 个档次，又上了一个新台阶，因此生产一种高效、环保、节能、sic陶瓷换热器 是非常必要的。
三
发明内容
本发明目的在于克服上述背景技术中存在的问题，发明一种sic陶瓷换热 器，本发明目的还在于提供一种sic陶瓷材料及其生产方法。本发明的技术方案
本发明提出一种高效sic陶瓷换热器、陶瓷材料及其生产方法，其生产工艺 包括以下步骤
原料选取与配制、湿球磨、过滤、磁选、滤泥、搅拌、练泥、陈腐、精练、 挤压成型、干燥、烧结、成品检验、组装入库，其详细步骤为
1、 原料的选耳又及配方的重量百分比为
A、 B两组份的重量比为1 1.5: 1 1.5,再加入占A、 B两组份总重量0.5~1% 的结合剂曱基纤维素。
2、 先将2 200目的基质料加水(水与基质料的重量比为1: 3)送入湿球磨 机进行研磨10—12h,检验粒度的标准为粒度^320目。
3、 将磨成的泥浆通过筛滤、磁选送进板孔滤泥机滤成泥饼备用。
4、 将泥饼与骨料混合后，送入双轴双向混拌才几中混合混炼，并且加入结合 剂甲基纤维素，水分控制在16%—20%为宜，通过练泥机混练2-3遍，送陈腐间 陈腐。
5、 陈腐间陈腐存放(冬天15±1天，夏天10±1天)后，再通过练泥机精练 2遍后，送挤出机按要求的规格进行挤出成型。
6、 成型后自然干燥20-24h，进入烘干房烘干到水份^ 1.5%方可入炉。
7、 将坯体用梭式窑烧结，烧结温度控制在1350-1450。C之间，按常规打架 子烧成36-52h,保温4-6h，冷却到500°C以下出炉。
8、 将烧结完毕的零件检验合格后组装入库(组装使用高温密封胶，以防漏气)。
一种sic陶资换热器，含有冷空气进口和热空气出口，上换热箱，下换热箱， 导热管，冷空气进口和热空气出口分别在上换热箱两边连接，在上换热箱的冷空气进口热空气出口之间设有密封隔板，要在上换热箱底板和下换热箱上板之 间安装有一定数量的导热管，导热管内通过空气进行换热，导热管之间间隔形 成烟气通道。
一定数量的导热管在上、下换热箱连接固定板之间为均布排列，或者交错 布置排列，导热管的横截面为中空圆形。
一定数量的导热管在上、下砌筑曲封固定连接板之间为均布布置。或交错
布置排列，曲封连接板或sic导热管与上下换热箱连接，采用高温密封胶密封连
接，导热管的横截面为中空圆形。
砌筑大型sic陶瓷换热器采用曲封连接板、曲封保温板，长600-1200mm， 宽400-600mm,厚度40-50mm，中间连接采用高温密封胶连接，漏气率低，砌 筑换热器规格比较灵活。
本发明的积极有益效果主要是节约能源，保护环境。
(1) 本发明的sic陶瓷换热器耐高温、导热率高、抗热震、耐侵蚀、节约 能源比例大。将sic陶f:换热器放入烟道出口最近温度最高的地方，若窑炉的温 度是1500。C时，烟道出口温度应在1200-1300°C，可换取温度400-800°C左右； 利用600。C换热空气与燃气形成混合气进行燃烧，原来每炉使用2.6叱柴油，利 用sic陶瓷换热器后使用柴油1.25吨，可节约燃料52%。
(2) 本发明创造的sic陶瓷换热器，适用性强，能适应各种温度和环境， 换热效果好(换热温度400-800°C )，使用寿命长(连续窑炉5-10年)。
(3) 本发明的sic陶瓷换热器、sic陶瓷材料的生产方法成熟，以投入正式 生产一年多，适合于工业化生产，具有较好的社会、经济效益。
四、附图i兌明
图1为本发明sic陶瓷材3fr的生产工艺流程图。图2为整体sic陶瓷换热器。
图3为双循环及多循环sic陶资换热器。
图4为曲封、导热管、连接板。
图5为曲封保温板。
五具体实施例方式
实施例一sic陶瓷材料及其生产方法
其生产工艺步骤包括原料选取与配制、球磨、筛滤、磁选、过滤、搅拌、 练泥、陈腐、精练、挤出成型、干燥、烧结、成品4全验、组装入库其详细步骤 为
配方1、称取基质料sic粉10%、粘土粉15%、莫来石粉10%、硅微粉 5%、金属硅粉5%、滑石粉5%。
称取骨料sic0-0.5、 50%，基质料与骨料重量比h 1，加基质料与骨料总 重0.5%的结合剂甲基纤维素。
2、 按基质料配方计量称重，将2 200目的基质料加水(水与基质料重量比 为1: 3)送入湿球磨机中进行研磨10-12h，检验粒度标准为粒度为2 320目。
3、 将磨成的泥浆通过篩滤、磁选、送进板孔滤泥机滤成泥饼备用。
4、 将泥饼与骨料混合后，送入双轴双向搅拌机中混合搅拌，并且加入结合 剂甲基纤维素，水分控制在16-20%为宜，通过练泥机练制2-3遍。
5、 把练成的泥送陈腐间陈腐(夏天陈腐10天±1,冬天陈腐15天士1)后， 再通过练泥机精练2遍后，送挤出机按要求的规格进行挤出成型。
6、 成型后自然干燥20-24h，进入烘干房烘干到水份^1.5%方可进炉。
7、 将坯体用梭式窑烧结，烧结温度控制在1400。C,按常规烧结36h,保温 6 h,冷却到500。C以下出炉。8、 按照权利要求5所述的生产方法，其特征在于所述的烧结在升温时， 温度在100-200°C之间升温速率为10-15°C/h,在200-600°C之间升温速率为 30-35。C/h,在600-卯0 。C之间升温速率为35-45。C/h，在900-1450。C之间升温速 率为55-60。C/h,在600 。C时保温lh，在卯0。C时保温lh，完成烧成温度保温 4h。
9、 将烧结完毕的零件4企验合格后组装入库，组装时使用高温密封胶密封， 以防漏气。
实施例二 sic陶瓷材料及其生产方法，同实施例一基本相同，相同之处不 再叙述，不同之处在于
1、 称取基质料sic粉20%、粘土粉10%、莫来石粉10°/。、硅微粉3%、金 属^圭4分5%、滑石4分3%。
称取骨料0-0.5sic50%;基质料与骨料重量比为1: 1,加基质料与骨料总重 的1%的结合剂甲基纤维素。
2、 烧结温度控制在1430。C，按常规烧结48 h，保温4 h，冷却到500。C以 下出炉。
实施例三sic陶乾材料及其生产方法，同实施例一施例二基本相同，相同 之处不再叙述，不同之处在于
1、 称取基质料:sic粉15%、粘土 10%、莫来石12%、硅微粉4%、金属硅 4分6%、滑石4分3%。
骨料0-lsic50。/。，基质料与骨料的重量比l: l加基质料与骨料总重 的1%结合剂曱基纤维素。
2、 烧结时温度控制在1450 。C,按常规烧结48h,保温5 h，冷却到500°C 以下出炉。
实施例四sic陶瓷材料及其生产方法与前基本相同，不同之处在于
1、称取基质料sic粉15%、粘土 15%、莫来石粉15%、硅微粉3%、金属
石圭4分5%、滑石4分4%。骨料0-0.5sic45%、结合剂0.5%
实施例五称耳又基质料sic粉10%、粘土 13%、莫来石10%、硅微粉 5%、金属硅粉5%、滑石粉3%。 骨料0-0.5sic55%、结合剂1%。
实施例六本发明的sic陶瓷材料及其生产方法制成sic 陶瓷换热器。
实施例参图(1):为生产工艺流程图。
实施例参图(2):图中1为换热器上箱、图中2为换热器下箱、图中3为 sic导热管、图中4为烟气通道、图中5为密封隔板、图中6为冷空气进口、 图中7为热空气出口。 一定数量的导热管在l-2之间垂直均匀布置排列或交 错布置排列，导热管为中空圓形。
实施例七本发明大型sic陶瓷换热器有双循环及多循环较为灵活，可 根据使用厂家的要求设计循环次数多少，制成sic陶瓷换热器。
实施例参图(3):图中l为上换热箱、图中2为下换热箱、图中3为 导热管、图中4为烟气通道、图中5为密封隔板、图中6为冷空气进口、 图中7为热空气出口。 一定数量的导热管在1-2中间垂直均匀布置排列或 交错布置排列，导热管为中空圆形。
实施例参图(4):本图为曲封导热管连接板:图中1为砌筑在墙内部分、 图中2为导热管连接孔、图中3为曲封导热管连接板曲封。
实施例参图(5):本图为曲封保温板图中1为砌筑在墙内部分、图 中3为曲封保温板连接曲封。
权利要求
1、一种sic陶瓷材料，其特征是配方中含有基质料，组分A、骨料组分B和结合剂，以重量百分比为单位。基质料组分A中含有sic粉10％～20％、粘土粉15％～25％、莫来石粉10％～15％、硅微粉5％～10％、金属硅粉5％～10％、滑石粉2％～5％。骨料组分B中含有sic50％～60％。配方中A、B两组份的重量比为1～1.5∶1～1.5，结合剂占A、B两组份总重量的0.5％～1％。
2、 根据权利要求1所述的sic陶瓷材料，其特征是所述的骨料组分B中 0~0.5mm的sic骨料50%~60%。
3、 根据权利要求1所述的sic陶瓷材料，其特征是所述的结合剂为曱基 纤维素。
4、 一种sic陶瓷材料的生产方法，包括原料配制、混练、成型、烘干、烧 结、成品检验，其特征在于(1 )按配方称取基质料A,按基质料水=3:1的比例加水，进湿球磨机研 磨10-12h，研磨后粒度4企验标准为2 320目；(2) 然后将研磨成的泥浆通过筛选磁选，进入板孔滤泥机滤成泥饼备用；(3) 将骨料B和泥饼混合搅拌，加入结合剂，通过搅拌机混练，通过真空 练泥，水份含量控制在16%-20%;(4) 把练成的泥进行陈腐存放，陈腐时间为冬天15±1天，夏天10士1天， 再i文入练泥机精练，然后挤出成型、干燥，使坯体水分在1.5%以下；(5) 将坯体烧结，烧结温度1350-1450 。C,烧结时间为36-52h，保温2-4h， 冷却后出炉。
5、 按照权利要求4所述的生产方法，其特征在于所述的干燥先为自然干 燥，干燥时间为20 24小时，后进烘干房烘干到水分<1.5。
6、 按照权利要求5所述的生产方法，其特征在于所述的烧结在升温时， 温度在100-200。C之间升温速率为10-15。C/h,在200-600。C之间升温速率为 30-35。C/h，在600-900 。C之间升温速率为35-45。C/h,在900-1450。C之间升温速 率为55-60。C/h，在600 °C时保温lh,在900。C时保温lh,完成烧成温度保温 4h。
7、 一种sic陶瓷换热器，含有冷空气进口和热空气出口，上换热箱或下换 热箱，导热管，其特征是冷空气进口和热空气出口分别与上换热箱两边连接，在上换热箱的冷空气进口与热空气出口之间设有密封隔板，在上换热箱底连接 板和下换热箱上连接板之间安装有一定数量的导热管，导热管内通过空气换热， 导热管之间间隔形成烟气通道。
8、 根据权利要求7所述的sic陶瓷换热器，其特征是 一定数量的导热管 在上、下换热箱连接固定板之间为均布排列，或交错排列，导热管的横截面为 中空圆形。
9、 一种大型sic陶乾换热器，含有两侧面的耐火砖砌筑壁面，上、下换热 箱，冷空气进口或热空气出口，砌筑曲封保温板，砌筑曲封固定连接板，导热 管，其特征是两侧耐火砖砌筑壁面和砌筑曲封上保温板、砌筑曲封上导热管 固定板，以及两端的密封板与中间隔板构成上换热箱，在上换热箱的两边分别 设有冷空气进口、热空气出口，在冷空气进口与热空气出口之间设有密封隔板。 在下换热箱砌筑曲封连接板和砌筑导热管固定板以及两端密封板，中间有密封 隔板构成下换热箱。上、下换热箱砌筑曲封固定导热管连接板之间连接固定有 一定数量的导热管，所述导热管与上、下换热箱连通，导热管内通过空气换热， 导热管之间形成烟气通道。
10、 根据权利要求9所述的sic陶瓷换热器，其特征是 一定数量的导热管 在上、下砌筑曲封固定连接板之间为均匀分布，或交错布置排列，曲封板连接， 导热管与上下换热箱连接，采用高温密封胶连接，导热管的橫截面为中空圆形。
全文摘要
本发明公开了一种SiC陶瓷换热器、SiC陶瓷材料及其生产方法。SiC陶瓷材料配方中含有基质料组分A、骨料组分B和结合剂。重量以百分比为单位，A中含SiC粉10％-20％，粘土粉15％-25％，莫来石粉10％-15％，硅微粉5％-10％，金属硅粉5％-10％，滑石粉2％-5％。B中含有SiC骨料50-60％；A、B两组份的重量比为1～1.5∶1～1.5。该陶瓷材料在生产时，先将A制成泥饼，再加入B和结合剂，通过练泥、陈腐、混炼、成型、烘干、烧结而成。烧结温度是1350-1450℃，烧结时间为36-52h。本发明的SiC陶瓷换热器、耐高温、高导热、抗热震、耐腐蚀、使用寿命长，节约能源，SiC陶瓷换热器的生产方法成熟，已投入了一年多工业化生产。
文档编号C04B35/565GK101628813SQ20081014056
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者翟延军 申请人:翟延军