莫来石作为热处理载体的应用的制作方法

本发明涉及莫来石作为热处理载体的应用，具体作为无需还原气氛保护的金属制品的输送载体应用于管道炉中，为降低能耗、稳定炉温,适应非还原气氛热处理要求而专门设计。

背景技术：

金属高温热处理的载体通常为石墨材料。为避免石墨载体在高温下氧化烧损，热处理需在还原性气氛条件(如H₂)下进行，而还原性气氛有爆炸、燃烧的危险。

石墨吸热快、吸储热量大，需要设计功率较大的管道炉才能使石墨载体进入炉内后不会致使炉温大幅下降，保证承载的金属制品能得到足够的热量达到工艺要求。

高温区连续输出的石墨载体进入冷却区后，载体吸储的热量快速释放到冷却区，需要强制冷却或延长冷却区才能保证金属制品的温度符合工艺要求。

整个热处理过程中，大量的热量被石墨载体消耗掉。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供莫来石作为热处理载体的应用，本发明通过莫来石替代石墨作为管道炉输送载体应用于金属制品连续高温热处理的管道炉中，大幅度降低金属制品高温热处理生产环节的能耗、取消还原气氛的使用，消除生产现场的危爆品源，提高控温精度，稳定并提升产品质量，大幅节省消耗、场地投入、防护措施投入和管理的成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供莫来石作为热处理载体的应用，具体作为无需还原气氛保护的金属制品的输送载体应用于管道炉中。

本发明所述的莫来石作为热处理载体的应用，其中，所述莫来石应作为无需还原气氛保护的金属制品的输送载体应用于管道炉中，具体按照下述方法进行：

步骤(1)：获取大块的莫来石薄板；

步骤(2)：将大块的莫来石薄板整齐切割成小块的莫来石薄板；

步骤(3)：再对莫来石薄板推送过程中的载物面以及受力面修磨平整；

步骤(4)：将待处理的金属制品放置在莫来石薄板的载物面上；

步骤(5)：将步骤(4)装载好的莫来石薄板放于炉道上，以受力面前后触碰，从后向前施加推力连续将金属制品输送炉中进行热处理，或由钢网带带动单独的步骤(4)装载好的莫来石薄板进入管道炉内，然后对莫来石薄板所承载的金属制品进行热处理。

本发明所述的莫来石作为热处理载体的应用，其中，步骤(1)中所述莫来石薄板的体积密度为1.5-1.8g/cm³，所述莫来石薄板的板厚为0.8-1.0cm。

本发明所述的莫来石作为热处理载体的应用，其中，步骤(2)中使用圆形大理石锯片加水冷却，将大块莫来石薄板切割成小块莫来石薄板，小块的莫来石薄板的底面形状为矩形，尺寸为长15-18cm，宽8-10cm。

本发明所述的莫来石作为热处理载体的应用，其中，步骤(3)中平放的莫来石薄板上表面为载物面，修磨载物面，要求载物面平整并与底面平行，防止承载的物料滑移。

本发明所述的莫来石作为热处理载体的应用，其中，步骤(3)中的莫来石薄板的受力面使用平面磨石修磨进行修磨加工，要求受力面平直并垂直于载物面，前后受力面平行。

实施本发明莫来石作为热处理载体的应用，具有以下有益效果：

(1)本发明通过莫来石替代石墨应用于管道炉输送载体，可以有效降低金属制品高温热处理生产环节的能耗，载体本身无需还原气氛的保护，可消除生产现场的危爆品源。提高控温精度，稳定并提升产品质量，大幅节省能源、气氛、防护措施投入和管理等成本。

(2)莫来石薄板成本低，使用寿命长，节省消耗品成本。

(3)在生产中断裂的莫来石板通过简单的切割修整就能用于其他形式高温炉应用中。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明制备的莫来石薄板的结构示意图。

图2是现有技术使用的石墨板的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

莫来石作为热处理载体的应用，具体作为无需还原气氛保护的金属制品的输送载体应用于对金属制品进行高温热处理的管道炉中。

其中，所述莫来石作为无需还原气氛保护的金属制品的输送载体应用于金属制品连续高温热处理的管道炉中。按照下述方法进行：

步骤(1)：获取密度为1.5-1.8g/cm³，厚度为0.8-1.0cm的大块莫来石薄板；

步骤(2)：将大块的莫来石薄板以圆形大理石锯片加水冷却，然后将大块的莫来石薄板整齐切割成小块的莫来石薄板，尺寸为长16×宽9×厚0.8cm³；并修整载物面至板面翘曲度不大于0.1mm，平行于底面，防止输送的产品滑移；

步骤(3)：再采用平面磨石对切割后的莫来石薄板的受力面(受力面指的是前后触碰推送至炉内过程中，相互接触的面)进行修磨加工，使前后受力面平直且相互平行，与载物面垂直，保证在依靠后板推前板的连续输送过程中，不发生载体拱翻、爬升重叠等情况，如图1所示；

步骤(4)：将待处理的金属制品放置在莫来石薄板的载物面上；

步骤(5)：将(4)装载好的莫来石薄板放于炉道上，前后触碰，从后向前施加推力连续将金属制品输送炉中进行热处理。

另外可通过耐高温的钢网带带动单独的(4)装载好的莫来石薄板进入管道炉内对承载的金属制品进行热处理。

本发明解决了高温输送载体材料――石墨的高热导率、高比热性质带来的高能耗和冷却难度大的问题，解决载体自身热稳定性低导致需要进行还原性气氛保护的问题，为无需还原气氛保护的金属制品提供能适应常见气氛的应用场合(如空气、氧气等)的高温惰性载体。

现有技术中，采用石墨材料作为高温热处理输送载体，如图2所示载体。石墨载体升温过程吸热快(129W/(m·K))，吸储热量大(比热从25℃约710J/(kg·K)到750℃时约1860J/(kg·K)，计算得知在25-750℃升温过程中，每Kg石墨吸收热量高达1MJ)，石墨载体高温强度差，易烧损，所以制备板材厚度大(通常在1.5cm以上)，而密度为1.8-2.1g/cm³。

莫来石材料吸热较慢(热导率约4.2W/(m.K))，吸储热量少(比热从25℃时约2.5-3.4J/(kg·K)到750℃时约800J/Kg℃，计算得知在25-750℃升温过程中，每Kg莫来石材料吸收的热量仅不到0.3MJ)，约为石墨材料的1/4-1/3；高温强度大，1200℃以下不软化变形，不受氧化气氛腐蚀，能做成薄板(最薄可到0.2cm)；

在本发明中，使用莫来石材料和减少载体厚度，成功将每个载体吸储的热量降低到石墨载体的1/6或更低，吸收1MJ的热量，石墨载体只需2块时，莫来石载体就需要12-14块。做得更薄的莫来石薄板，导热效果提高了，可以满足热处理的需要。

使用莫来石载体的同时无需使用还原气氛，可避免气体流动造成的热量损失；逐步吸热和更低的热量损失，稳定了炉温。

石墨载体离开加热区进入冷却区后，所吸储的热量向冷却区快速释放，持续释放的热量使冷却区入口部分被加热成为红热状态，不断缩短冷却区的有效距离，在没有强制冷却措施的情况下，产品离开加热区后难以快速降温，产生大量烧损废品。

莫来石载体离开加热区进入冷却区后，所吸储的热量逐渐释放到冷却区，冷却区入口所接收的热量能通过适当的冷却措施及时排走，不会滞留过多的热量而变成红热状态。常规的冷却方式下，莫来石载体能很快地冷却下来。

对于金属制品的高温热处理过程，莫来石载体表现出载体吸热少，导热稳定良好，热化学稳定性好的效果，无需还原气氛的保护，更适用于氧化气氛的处理环境，为无需还原气氛保护或避免使用还原气氛的热处理场合提供合适的载体。

同时由于耐火材料的现代处理工艺成熟和简单化，莫来石载体作为耗损品的投入成本大幅度降低(基本降到石墨材料载体造价的10％或以下)，使用寿命亦延长了很多(至少3倍以上)。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。