纳米碳化硅复合陶瓷内筒及其制备方法与流程

本发明属于水泥厂窑炉组装配件应用技术领域，具体涉及纳米碳化硅复合陶瓷内筒及其制备工艺。

背景技术：

水泥：粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

水泥按用途及性能分为：（1）通用水泥，一般土木建筑工程通常采用的水泥，通用水泥主要是指：gb175—2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。（2）专用水泥，专门用途的水泥如：g级油井水泥，道路硅酸盐水泥。（3）特性水泥，某种性能比较突出的水泥如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。

水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类，由于水泥窑生产过程中内部始终为高温状态，这就需要与之相配合使用组装的内筒结构具有较强的耐高温、耐磨和耐腐蚀等特性。

因此，基于上述问题，本发明提供纳米碳化硅复合陶瓷内筒及其制备工艺。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供纳米碳化硅复合陶瓷内筒及其制备工艺，其设计结构合理，且能快速的安装在水泥窑预热器的内部上，安装定位固定牢靠、拆卸维护便捷，同时整体结构采用纳米碳化硅复合陶瓷制得，其具有较强的耐高温、耐磨和耐腐蚀等特性，降低维护、检修次数，提高水泥的生产效率。

技术方案：本发明的一方面提供纳米碳化硅复合陶瓷内筒，包括挂条板，及通过第一螺栓安装在挂条板一端侧壁的连接板，及通过第二螺栓、保护套安装在挂条板另一端侧壁的挂条座定位板，及设置在挂条座定位板一端的挂条座，其中，连接板、挂条座定位板设置在挂条板的同侧，且挂条座定位板的一端内设置有与第二螺栓相配合使用的若干个挂条座定位孔。

本技术方案的，所述挂条座设置为l形结构，且l形结构的挂条座内设置有定位孔、限位槽。

本技术方案的，所述纳米碳化硅复合陶瓷内筒，还包括设置在挂条座两侧且一端分别与挂条座定位板连接的加强筋板，其中，加强筋板设置为直角三角形结构。

本技术方案的，所述纳米碳化硅复合陶瓷内筒，还包括设置在挂条座定位板一端内的若干个辅助定位卡槽，及设置在挂条座定位板一面的一组加强筋条。

本技术方案的，所述纳米碳化硅复合陶瓷内筒，还包括设置在挂条座定位板一端内的保护罩定位孔，及两端分别与保护罩定位孔、挂条座定位板侧壁连接的保护罩。

本技术方案的，所述挂条板、连接板、第一螺栓、第二螺栓、保护套、保护罩分别为一体成型的纳米陶瓷材料制得，挂条座、若干个挂条座定位孔、限位槽、若干个辅助定位卡槽、一组加强筋条、定位孔、加强筋板、保护罩定位孔和挂条座定位板为一体成型的纳米陶瓷材料制得。

本发明的另一方面提供纳米碳化硅复合陶瓷内筒的制备工艺，包括以下步骤，步骤1、练泥，首先将以下重量的原材料混合搅拌碳硅粉4%-7%、碳黑4%-7%、石墨各占4%-7%，再加入纤维素1.5%-4%、胶0.5%-1.5%、85%-95%水适量，最后进入练泥机搅拌2-3小时后出料，并用塑料布密封。步骤2、首先将步骤1的练好原料泥的加入捏合机后，再加水捏合，其中，每台机内加入300公斤料，待捏合成型后在捏合成内静置1-1.5小时后出料备用，并用塑料布盖上。步骤3、把捏合成团状的半成品原料加入挤压搅拌机内装好产品成型，再将半成品原料分批定量加入挂条板的模具、连接板的模具、第一螺栓的模具、第二螺栓的模具、保护套的模具、保护罩的模具，挂条座、若干个挂条座定位孔、限位槽、若干个辅助定位卡槽、一组加强筋条、定位孔、加强筋板、保护罩定位孔和挂条座定位板的模具，其中，职工分别加料、接料、切割、翻转各自操作，按产品需要长度加30mm，用成型角铝接上后放置于晾吹斜台架上。步骤4、待自然风干5-6小时，其中，可转抬进低温烘房进行电加热烘干2-3天，烘干室温度保持恒温45℃-60℃。步骤5、将步骤4烘好的毛坯及时调出切割、定尺寸、打孔，其中，打好孔、定尺寸后毛坯回到烘干室继续烘烤2-3天至装炉，烘干室温度为70-90℃。步骤6、将烘烤完成的毛胚分批装上料车，装毛胚时应分层，每层覆盖上经烘烤脱水的金属硅颗粒，金属硅颗粒的粒度为3-5mm，装好后进入vhs-8840高温真空烧结炉。步骤7、产品烧结、冷却后出炉，其中，出炉后，首先毛坯料须轻轻分开，去掉纹裂，断裂料，进行初检，再收集多余的金属硅料，最后装上机动料车转喷丸处理车间，利用高速喷砂机对毛坯进行外观喷丸，对喷砂后毛坯在打磨光洁无杂物粘连，检验、过数。

本技术方案的，所述步骤2中捏合机捏合后的半成品原料的含水率10%-22%。

本技术方案的，所述步骤6中vhs-8840高温真空烧结炉烧结时的充气压力上限96000pa、充气压力下限80000pa、超压报警压力110000pa、泄压阀开启压力上限112000pa、过压压力115000pa、气动压力0.5mpa、水压压力0.05-0.1mpa。

与现有技术相比，本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒及其制备工艺的有益效果在于：其设计结构合理，且能快速的安装在水泥窑预热器的内部上，安装定位固定牢靠、拆卸维护便捷，同时整体结构采用纳米碳化硅复合陶瓷制得，其具有较强的的耐高温、耐磨和耐腐蚀等特性，降低维护、检修次数，提高水泥的生产效率。

附图说明

图1是本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的结构示意图；

图2是本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的组装后俯视部分结构示意图；

图3是本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的挂条座、挂条座定位孔、限位槽、辅助定位卡槽、加强筋条和定位孔的剖视结构示意图；

图4是本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的挂条座、限位槽、辅助定位卡槽、加强筋条、定位孔、加强筋板、保护罩定位孔等的俯视结构示意图；

图5是本发明的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的挂条座定位孔、若干个辅助定位卡槽、一组加强筋条、挂条座定位板的主视结构示意图；

其中，图中序号标注如下：1-挂条板、2-连接板、3-第一螺栓、4-挂条座、5-第二螺栓、6-保护套、7-保护罩、8-挂条座定位孔、9-限位槽、10-辅助定位卡槽、11-加强筋条、12-定位孔、13-加强筋板、14-保护罩定位孔、15-挂条座定位板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例一

如图1、图2、图3、图4和图5所示的纳米碳化硅复合陶瓷内筒，包括挂条板1，及通过第一螺栓3安装在挂条板1一端侧壁的连接板2，及通过第二螺栓5、保护套6安装在挂条板1另一端侧壁的挂条座定位板15，及设置在挂条座定位板15一端的挂条座4，其中，连接板2、挂条座定位板15设置在挂条板1的同侧，且挂条座定位板15的一端内设置有与第二螺栓5相配合使用的若干个挂条座定位孔8。

进一步优选的，所述挂条座4设置为l形结构，且l形结构的挂条座4内设置有定位孔12、限位槽9。

实施例二

如图1、图2、图3、图4和图5所示的纳米碳化硅复合陶瓷内筒，包括挂条板1，及通过第一螺栓3安装在挂条板1一端侧壁的连接板2，及通过第二螺栓5、保护套6安装在挂条板1另一端侧壁的挂条座定位板15，及设置在挂条座定位板15一端的挂条座4，其中，连接板2、挂条座定位板15设置在挂条板1的同侧，且挂条座定位板15的一端内设置有与第二螺栓5相配合使用的若干个挂条座定位孔8，及设置在挂条座4两侧且一端分别与挂条座定位板15连接的加强筋板13，其中，加强筋板13设置为直角三角形结构。

进一步优选的，所述挂条座4设置为l形结构，且l形结构的挂条座4内设置有定位孔12、限位槽9。

实施例三

如图1、图2、图3、图4和图5所示的纳米碳化硅复合陶瓷内筒，包括挂条板1，及通过第一螺栓3安装在挂条板1一端侧壁的连接板2，及通过第二螺栓5、保护套6安装在挂条板1另一端侧壁的挂条座定位板15，及设置在挂条座定位板15一端的挂条座4，其中，连接板2、挂条座定位板15设置在挂条板1的同侧，且挂条座定位板15的一端内设置有与第二螺栓5相配合使用的若干个挂条座定位孔8，及设置在挂条座4两侧且一端分别与挂条座定位板15连接的加强筋板13，其中，加强筋板13设置为直角三角形结构，及设置在挂条座定位板15一端内的若干个辅助定位卡槽10，及设置在挂条座定位板15一面的一组加强筋条11。

进一步优选的，所述挂条座4设置为l形结构，且l形结构的挂条座4内设置有定位孔12、限位槽9。

实施例四

如图1、图2、图3、图4和图5所示的纳米碳化硅复合陶瓷内筒，包括挂条板1，及通过第一螺栓3安装在挂条板1一端侧壁的连接板2，及通过第二螺栓5、保护套6安装在挂条板1另一端侧壁的挂条座定位板15，及设置在挂条座定位板15一端的挂条座4，其中，连接板2、挂条座定位板15设置在挂条板1的同侧，且挂条座定位板15的一端内设置有与第二螺栓5相配合使用的若干个挂条座定位孔8，及设置在挂条座4两侧且一端分别与挂条座定位板15连接的加强筋板13，其中，加强筋板13设置为直角三角形结构，及设置在挂条座定位板15一端内的若干个辅助定位卡槽10，及设置在挂条座定位板15一面的一组加强筋条11，及设置在挂条座定位板15一端内的保护罩定位孔14，及两端分别与保护罩定位孔14、挂条座定位板15侧壁连接的保护罩7。

进一步优选的，所述挂条座4设置为l形结构，且l形结构的挂条座4内设置有定位孔12、限位槽9。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的纳米碳化硅复合陶瓷内筒，所述挂条板1、连接板2、第一螺栓3、第二螺栓5、保护套6、保护罩7分别为一体成型的纳米陶瓷材料制得，挂条座4、若干个挂条座定位孔8、限位槽9、若干个辅助定位卡槽10、一组加强筋条11、定位孔12、加强筋板13、保护罩定位孔14和挂条座定位板15为一体成型的纳米陶瓷材料制得。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的制备工艺，包括以下步骤，步骤1、练泥，首先将以下重量的原材料混合搅拌碳硅粉4%-7%、碳黑4%-7%、石墨各占4%-7%，再加入纤维素1.5%-4%、胶0.5%-1.5%、85%-95%水适量，最后进入练泥机搅拌2-3小时后出料，并用塑料布密封。步骤2、首先将步骤1的练好原料泥的加入捏合机后，再加水捏合，其中，每台机内加入300公斤料，待捏合成型后在捏合成内静置1-1.5小时后出料备用，并用塑料布盖上。步骤3、把捏合成团状的半成品原料加入挤压搅拌机内装好产品成型，再将半成品原料分批定量加入挂条板1的模具、连接板2的模具、第一螺栓3的模具、第二螺栓5的模具、保护套6的模具、保护罩7的模具，挂条座4、若干个挂条座定位孔8、限位槽9、若干个辅助定位卡槽10、一组加强筋条11、定位孔12、加强筋板13、保护罩定位孔14和挂条座定位板15的模具，其中，职工分别加料、接料、切割、翻转各自操作，按产品需要长度加30mm，用成型角铝接上后放置于晾吹斜台架上。步骤4、待自然风干5-6小时，其中，可转抬进低温烘房进行电加热烘干2-3天，烘干室温度保持恒温45℃-60℃。步骤5、将步骤4烘好的毛坯及时调出切割、定尺寸、打孔，其中，打好孔、定尺寸后毛坯回到烘干室继续烘烤2-3天至装炉，烘干室温度为70-90℃。步骤6、将烘烤完成的毛胚分批装上料车，装毛胚时应分层，每层覆盖上经烘烤脱水的金属硅颗粒，金属硅颗粒的粒度为3-5mm，装好后进入vhs-8840高温真空烧结炉。步骤7、产品烧结、冷却后出炉，其中，出炉后，首先毛坯料须轻轻分开，去掉纹裂，断裂料，进行初检，再收集多余的金属硅料，最后装上机动料车转喷丸处理车间，利用高速喷砂机对毛坯进行外观喷丸，对喷砂后毛坯在打磨光洁无杂物粘连，检验、过数。

进一步优选的，所述步骤2中捏合机捏合后的半成品原料的含水率10%-22%；

所述步骤6中vhs-8840高温真空烧结炉烧结时的充气压力上限96000pa、充气压力下限80000pa、超压报警压力110000pa、泄压阀开启压力上限112000pa、过压压力115000pa、气动压力0.5mpa、水压压力0.05-0.1mpa。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的制备工艺，所述步骤6中利用vhs-8840高温真空烧结炉进行烧结时，准备工作：首先开机前应接通冷却水，把各水阀流量调到合适位置（全部打开）看到各回水管都有回水才可进行下步操作，再接通压缩空气，再检查调整使设备各部分完好，把控制柜上各按钮开关都按上关的位置，合上电源开关，如有报警及故障显示应停电检查，消除故障，方能重新合上电控柜电源开关，然后装料，把炉门锁紧圈松开（在平时真空炉是抽上真空放置的），炉温低于100℃，打开放气阀门对炉内充大气，待内外压力平衡后，打开炉门使用轨道式料车将放有毛胚工件的料架放在炉床上，关上炉门和放气阀，把炉门锁紧圈锁紧准备抽空，最后升温曲线的设定：在开机前必须预先设定工艺要求的升温曲线。

开机：抽真空，按顺序启动滑阀泵（1#、2#）泵前阀（1#、2#）、主阀。这时两台罗茨泵会随气流转动，当罗茨泵停止转动时启动罗茨泵（1#和2#）；加热：当炉内真空度高于10pa后，将前、中、后三支热电偶探入炉膛，按一下“加热”按钮，启动加热电源。如果加热室前、后屏是开启状态，打开加热后会自动关闭，按一下“低温程序运行”按钮启动加热程序，之后按＂充气阀”按钮，主阀、罗茨泵（1＃和2）、泵前阀（1＃和2＃）和滑河泵（1＃和2＃）会按顺序自动关闭，主阀关到位后，充气阀自动打开，压力达到充气压力上限98000pa时，充气阀自动关闭。之后按顺序启动引风机、气排气阀和气氛进气阀。手动调节转子流量计的进气量（用户自定），温度升高到900度保温结東后，气氛进气阀和气弧排气自动关闭，之后关闭引风机。启动滑阀泵（1#和2#）、泵前阀（1#和2#）主阀，这时两台罗茨泵会随气流转动，当罗茨泵停止转动时启动罗茨泵分（1#和2#）。启动罗茨泵后，打开电阻计和电容电源。如果启动分压控制，真空度抽到源计空度抽到电容真空计的设定上限（450pa）时，主阀自动关闭，气氛进气阀自动打开（手动调节子流量计的进气量为1.5－2l／min），待真空度到设定下（200pa）时，主阀自动打开，气氛进气阀自动关闭。

本结构实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的纳米碳化硅复合陶瓷内筒的制备工艺，所述步骤6中利用vhs-8840高温真空烧结炉进行烧结时，冷却水水压应保持0.3－0.5mpa之间，出水温度≦50℃，压缩空气压方在0.7－0.9pa之间；当炉温度达到1100度后，加热程序自动转为“高温程序运行”，前、中、后三支热电偶自动弹出炉膛，加热程序运行结束时，开始报警，加热电源自动关闭。按一f“报警解钮，消除报警。当可以充气时（由工艺决定），按“充气阀”按钮，主阀、罗茨泵、泵前阀和滑阀泵会按顺序自动关闭。主阀关到位后，充气阀自动打开，压力达到冷却充气压力上限98000a）时，充气自动关闭。由于降温，气体压力会收缩，当压力达到冷却充气压力下限（80000a）时，充气阀会自动打开，到上限时会自动关闭，炉温低于700度后打开前后屏，炉温低于550度后，启动冷却风机，当到达出炉温度时，关谢冷却风机，取料过程与装料过程相同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。