本发明属于蜂窝陶瓷蓄热体制造领域，具体而言，本发明涉及蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法。
背景技术：
：当前火力发电锅炉排烟温度已接近现有换热元件的下限，蓄热换热元件不能忍受低温腐蚀，以及腐蚀所带来的堵塞，且空气预热温度已接近碳钢上限，空气预热温度受金属换热元件材料所限。大型火电锅炉均采用回转式空预器，其换热元件为金属材质，存在不耐高温、重量大、造价高、易堵塞、耐腐蚀性能差等缺点，且该换热元件只能回收400-130摄氏度烟气的热量，热利用率低。蜂窝陶瓷蓄热体已被广泛应用于蓄热式冶金工业炉中回收1000摄氏度以上烟气中的热量，可将烟气温度降至120摄氏度，实现平均节能30％以上。蜂窝陶瓷蓄热体的特点是比表面积大、热容量大、热稳定性好、低热膨胀系数、耐腐蚀性能强、耐磨损、重量轻、成本低。在专利申请号为201110057813.0中公开了一种陶瓷纤维蜂窝蓄热体及其制作方法，其主要组分及其质量分数为：陶瓷废旧粉料60～90份，高岭土10～30份，锂长石3～8份，耐火陶瓷纤维5～10份；其制备方法包括以下步骤：1)陶瓷废料粉的制作：将陶瓷辊棒废旧料、耐火材料废旧料、瓷球废旧料等通过挑选、清洗、除杂、破碎，球磨成250目以上的粉；2)将废旧料粉与高岭土、锂长石按重量组份混合；3)球磨；4)筛粉；5)按重量组份将耐火陶瓷纤维按比例加入混合料中的搅拌机中混合；6)一次真空，二次真空制泥；7)陈腐；8)机压成型；9)微波烘干，然后打磨；10)装窑；11)烧结而成，烧成温度1250-1350摄氏度；12)出窑，得成品。该技术方案由于加入了陶瓷纤维，导致所形成的陶瓷纤维蜂窝蓄热体耐腐蚀性能差。在专利申请号为201110265612.X中公开了高使用寿命的蜂窝蓄热体。该发明提供一种高使用寿命的蜂窝蓄热体，由以下重量百分比的原料制成：氧化铝62％-85％、锆英石8％-17％、大同土3％-12％；助熔剂氧化镁0.5％-1.5％、硅微粉0.6％-1.8％；黏合剂0.8％-2.5％；甘油1.5％-3.5％；上述原料充分混合制成泥料，泥料经过真空混练后成型，在150摄氏度下干燥10-15小时，在1350-1450摄氏度的高温炉中烧成4-5小时，烧成过程中800摄氏度以前为还原焰，800摄氏度以后至烧成结束为氧化焰，生成主晶相为刚玉的蜂窝蓄热体。该蜂窝体抗堵塞性能差，不适用于火电锅炉及有色、黑色金属矿冶炼烟气余热回收等项目。因此，现有适用于火电锅炉的蓄热体技术有待进一步改进。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法。该蜂窝陶瓷蓄热体具有较高的耐磨性、耐酸度和抗压强度以及较低的吸水率和显气孔率，同时生产成本较低。为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种蜂窝陶瓷蓄热体。根据本发明的实施例，所述蜂窝陶瓷蓄热体包括：碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石、碳酸钙、润滑剂和纤维素。由此，根据本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体，因陶瓷粉料中含有大量的Al2O3成分，与传统碳化硅-刚玉复合材质蜂窝蓄热体相比，本申请的蜂窝陶瓷蓄热体在保证耐酸耐磨性能的前提下，减少了刚玉及外加Al2O3的使用，大大降低了生产成本，且陶瓷粉料中的高岭土可提高制作过程中坯体的塑性和结合性，有利于提高蜂窝陶瓷蓄热体的耐冲击性；在制备蜂窝陶瓷蓄热体时，碳化硅与陶瓷粉料按照不同比例混合，缩短了制备时间；配方的主晶相为α-Al2O3，使得蜂窝陶瓷蓄热体的化学稳定性好，强度高；该蜂窝陶瓷蓄热体烧结性能好，气孔率低，使得酸进入蜂窝陶瓷蓄热体的晶界或空隙的几率减少，提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐酸性。另外，根据本发明上述实施例的蜂窝陶瓷蓄热体还可以具有如下附加的技术特征：在本发明的一些实施例中，所述蜂窝陶瓷蓄热体包括：30～60重量份的所述碳化硅；20～40重量份的所述陶瓷粉料；10～20重量份的所述石英；3～10重量份的所述滑石；5～10重量份的所述钾长石；5～10重量份的所述碳酸钙；3～5重量份的所述润滑剂；以及3～5重量份的所述纤维素。由此，可以保证该蜂窝陶瓷蓄热体具有较高的耐磨性、耐酸度和抗压强度以及较低的吸水率和显气孔率。在本发明的一些实施例中，所述陶瓷粉料包括：莫来石、高岭土和α-Al2O3。由此，可以进一步提高该蜂窝陶瓷蓄热体具有较高的耐磨性、耐酸度和抗压强度。在本发明的一些实施例中，所述陶瓷粉料包括：93～97重量份的所述莫来石；1～5重量份的所述高岭土；以及1～3重量份的所述α-Al2O3。由此，可以进一步提高该蜂窝陶瓷蓄热体具有较高的耐磨性、耐酸度和抗压强度。在本发明的一些实施例中，所述润滑剂为脂肪酸。在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备上述蜂窝陶瓷蓄热体的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石和碳酸钙进行混合球磨，以便得到混合粉料；(2)将所述混合粉料与水、润滑剂和纤维素混合后捏合，以便得到泥料；(3)将所述泥料进行陈腐和精炼，以便得到坯料；(4)将所述坯料进行成型、微波干燥和焙烧，以便得到蜂窝陶瓷蓄热体。由此，根据本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体通过将碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石、碳酸钙、润滑剂和纤维素混合，因陶瓷粉料中含有大量的Al2O3成分，与传统碳化硅-刚玉复合材质蜂窝蓄热体相比，采用本申请方法得到的蜂窝陶瓷蓄热体在保证耐酸耐磨性能的前提下，减少了刚玉及外加Al2O3的使用，大大降低了生产成本，且陶瓷粉料中的高岭土可提高制作过程中坯体的塑性和结合性，有利于提高蜂窝陶瓷蓄热体的耐冲击性；在制备蜂窝陶瓷蓄热体时，碳化硅与陶瓷粉料按照不同比例混合，缩短了制备时间；配方的主晶相为α-Al2O3，使得蜂窝陶瓷蓄热体的化学稳定性好，强度高；该蜂窝陶瓷蓄热体烧结性能好，气孔率低，使得酸进入蜂窝陶瓷蓄热体的晶界或空隙的几率减少，提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐酸性。在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述钾长石是过120目并除铁处理得到的。由此，可以保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述球磨时间为3～4小时。由此，可进一步保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述捏合时间为10～30分钟。由此，可进一步保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述陈腐的温度为16～20摄氏度，时间为10～14小时。由此，可进一步保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述微波干燥的温度为90～120摄氏度，时间为34～38小时。由此，可进一步保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述焙烧温度为1300～1400摄氏度，焙烧时间为36～48小时。由此，可进一步保证得到具有较高耐磨性、耐酸度和抗压强度的蜂窝陶瓷蓄热体。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本发明一个实施例制备蜂窝陶瓷蓄热体的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的一个方面，本发明提出了一种蜂窝陶瓷蓄热体。根据本发明的实施例，该蜂窝陶瓷蓄热体包括：碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石、碳酸钙、润滑剂和纤维素。根据本发明的一个实施例，上述蜂窝陶瓷蓄热体的各组成成分所占的重量份并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，蜂窝陶瓷蓄热体的各组成成分所占的重量份可以为：30～60重量份的碳化硅；20～40重量份的陶瓷粉料；10～20重量份的石英；3～10重量份的滑石；5～10重量份的钾长石；5～10重量份的碳酸钙；3～5重量份的润滑剂；以及3～5重量份的纤维素。根据本发明的再一个实施例，上述陶瓷粉料的组成成分并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，陶瓷粉料的组成成分可以为：莫来石、高岭土和α-Al2O3。发明人发现，莫来石中含有大量Al2O3成分，较传统碳化硅-刚玉复合材质蜂窝蓄热体，可使得蜂窝陶瓷蓄热体在保证耐酸耐磨性能的前提下，减少刚玉及Al2O3的使用，显著降低了蜂窝陶瓷蓄热体的生产成本。而其中的高岭土有利于提高制作蜂窝陶瓷蓄热体过程中坯体的塑性和结合性，显著提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐冲击性。配方的主晶相为α-Al2O3，可所得蜂窝陶瓷蓄热体化学稳定性好，强度高。根据本发明的又一个实施例，上述陶瓷粉料的各组成成分所占的重量份并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，陶瓷粉料的各组成成分所占的重量份可以为：93～97重量份的莫来石；1～5重量份的高岭土；以及1～3重量份的α-Al2O3。根据本发明的又一个实施例，润滑剂的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，润滑剂可以为脂肪酸。由此，根据本发明的实施例，本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体至少具有下述优点之一：根据本发明的实施例，本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体的配方中的主晶相为α-Al2O3，使得所得的蜂窝陶瓷蓄热体化学稳定性好，强度高；根据本发明的实施例，本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体烧结性能好，气孔率低，使得酸进入蜂窝陶瓷蓄热体的晶界或空隙的几率减少，提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐酸性；根据本发明的实施例，配方量的高岭土有利于提高制作蜂窝陶瓷蓄热体过程中坯体的塑性和结合性，提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐冲击性。在本发明的再一个方面，参考图1，本发明提出了制备上述蜂窝陶瓷蓄热体的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：S100：将碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石和碳酸钙进行混合球磨该步骤中，将碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石和碳酸钙进行混合球磨，以便得到混合粉料。根据本发明的一个实施例，钾长石可以是过120目并除铁处理得到的。发明人发现，铁会降低蜂窝陶瓷蓄热体的白度，使蜂窝陶瓷蓄热体产生黑斑点，将钾长石进行除铁处理可将钾长石中的杂质检出，保证加工处理过程中设备的安全，同时保证蜂窝陶瓷蓄热体的性能质量。根据本发明的再一个实施例，球磨时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，球磨时间可以为3～4小时。S200：将混合粉料与水、润滑剂和纤维素混合后捏合该步骤中，将混合粉料与水、润滑剂和纤维素混合后捏合，以便得到泥料。发明人发现，将混合粉料与水、润滑剂和纤维素混合捏合有助于各成分分布均匀，而且可减少泥料中的气体含量，从而提高泥料的可塑性和致密性，减少泥料干燥收缩的可能，同时可改善后续胚料的性能，提高蜂窝陶瓷蓄热体的品质。根据本发明的一个实施例，捏合时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，捏合时间可以为10～30分钟。S300：将泥料进行陈腐和精炼该步骤中，将泥料进行陈腐和精炼，以便得到坯料。发明人发现，通过将泥料进行陈腐，使得泥料中水分分布均匀，有利于提高蜂窝陶瓷蓄热体的品质。根据本发明的一个实施例，陈腐的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，陈腐的温度可以为16～20摄氏度，时间可以为10～14小时。S400：将坯料进行成型、微波干燥和焙烧该步骤中，将坯料进行成型、微波干燥和焙烧，以便得到蜂窝陶瓷蓄热体。根据本发明的一个实施例，微波干燥的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，微波干燥的温度可以为90～120摄氏度，时间可以为34～38小时。根据本发明的再一个实施例，焙烧温度和焙烧时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，焙烧温度可以为1300～1400摄氏度，焙烧时间可以为36～48小时。由此，根据本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体通过采用碳化硅、陶瓷粉料、石英、滑石、钾长石、碳酸钙、润滑剂和纤维素为原料，因陶瓷粉料中含有大量的Al2O3成分，较传统碳化硅-刚玉复合材质蜂窝蓄热体，本发明提出的蜂窝陶瓷蓄热体在保证耐酸耐磨性能的前提下，减少了刚玉及外加Al2O3的使用，大大降低了生产成本，且陶瓷粉料中的高岭土可提高制作过程中坯体的塑性和结合性，有利于提高蜂窝陶瓷蓄热体的耐冲击性；在制备蜂窝陶瓷蓄热体时，碳化硅与陶瓷粉料按照不同比例混合，缩短了制备时间；配方的主晶相为α-Al2O3，使得蜂窝陶瓷蓄热体的化学稳定性好，强度高；该蜂窝陶瓷蓄热体烧结性能好，气孔率低，使得酸进入蜂窝陶瓷蓄热体的晶界或空隙的几率减少，提高了蜂窝陶瓷蓄热体的耐酸性。下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。实施例1(1)将40重量份碳化硅、20重量份陶瓷粉料、12重量份石英，8重量份滑石，6重量份钾长石和6重量份碳酸钙，进行混合球磨，球磨3-4h，得到混合粉料，其中钾长石过120目并除铁，陶瓷粉料包括：93～97重量份的莫来石，1～5重量份的高岭土；以及1～3重量份的α-Al2O3；(2)将上述混合粉料与13重量份水、4.8重量份脂肪酸和4重量份纤维素混合后捏合，捏合时间10～30分钟，得到泥料；(3)将上述泥料进行陈腐和精炼，陈腐的温度为16～20摄氏度，时间为10～14小时，得到坯料；(4)将上述坯料进行成型、微波干燥和焙烧，其中，微波干燥的温度为90～120摄氏度，时间为34～38小时，焙烧温度为1300～1400摄氏度，焙烧时间为36～48小时，得到蜂窝陶瓷蓄热体。该蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨性、耐酸度、抗压强度等性能如表1所示。实施例2(1)将35重量份碳化硅、25重量份陶瓷粉料、15重量份石英，6重量份滑石，5重量份钾长石和5重量份碳酸钙，进行混合球磨，球磨3-4h，得到混合粉料，其中钾长石过120目并除铁，陶瓷粉料包括：93～97重量份的莫来石，1～5重量份的高岭土；以及1～3重量份的α-Al2O3；(2)将上述混合粉料与18重量份水、4.8重量份脂肪酸和4重量份纤维素混合后捏合，捏合时间10～30分钟，得到泥料；(3)将上述泥料进行陈腐和精炼，陈腐的温度为16～20摄氏度，时间为10～14小时，得到坯料；(4)将上述坯料进行成型、微波干燥和焙烧，其中，微波干燥的温度为90～120摄氏度，时间为34～38小时，焙烧温度为1300～1400摄氏度，焙烧时间为36～48小时，得到蜂窝陶瓷蓄热体。该蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨性、耐酸度、抗压强度等性能如表1所示。实施例3(1)将30重量份碳化硅、30重量份陶瓷粉料、15重量份石英，6重量份滑石，5重量份钾长石和5重量份碳酸钙，进行混合球磨，球磨3-4h，得到混合粉料，其中钾长石过120目并除铁，陶瓷粉料包括：93～97重量份的莫来石，1～5重量份的高岭土；以及1～3重量份的α-Al2O3；(2)将上述混合粉料与16重量份水、4.8重量份脂肪酸和4重量份纤维素混合后捏合，捏合时间10～30分钟，得到泥料；(3)将上述泥料进行陈腐和精炼，陈腐的温度为16～20摄氏度，时间为10～14小时，得到坯料；(4)将上述坯料进行成型、微波干燥和焙烧，其中，微波干燥的温度为90～120摄氏度，时间为34～38小时，焙烧温度为1300～1400摄氏度，焙烧时间为36～48小时，得到蜂窝陶瓷蓄热体。该蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨性、耐酸度、抗压强度等性能如表1所示。实施例4(1)将40重量份碳化硅、40重量份陶瓷粉料、20重量份石英，6重量份滑石，5重量份钾长石和5重量份碳酸钙，进行混合球磨，球磨3-4h，得到混合粉料，其中钾长石过120目并除铁，陶瓷粉料包括：93～97重量份的莫来石，1～5重量份的高岭土；以及1～3重量份的α-Al2O3；(2)将上述混合粉料与16重量份水、4.8重量份脂肪酸和4重量份纤维素混合后捏合，捏合时间10～30分钟，得到泥料；(3)将上述泥料进行陈腐和精炼，陈腐的温度为16～20摄氏度，时间为10～14小时，得到坯料；(4)将上述坯料进行成型、微波干燥和焙烧，其中，微波干燥的温度为90～120摄氏度，时间为34～38小时，焙烧温度为1300～1400摄氏度，焙烧时间为36～48小时，得到蜂窝陶瓷蓄热体。该蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨性、耐酸度、抗压强度等性能如表1所示。表1实施例1-4所得的蜂窝陶瓷蓄热体与市售碳化硅-刚玉复合材质蓄热体(桐油作粘结剂)的性能比较检验项目实施例1实施例2实施例3实施例4碳化硅-刚玉复合材质蓄热体耐磨性(％)0.080.060.070.050.13耐酸度(％)92.593.4895.59875抗压强度MPa4442576526吸水率％0.32.25.34.521显气孔率0.86.315.113.625生产成本中低低低高由表1可知，实施例1-4制得的蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨性、耐酸度、抗压强度、吸水率和显气孔率均达到国标要求，且明显优于市售碳化硅-刚玉复合材质蓄热体(桐油作粘结剂)：并且经过计算实施例1-4值得的蜂窝陶瓷蓄热体较市售碳化硅-刚玉复合材质蓄热体耐磨性提高了38％以上，耐酸度提高了23％以上，抗压强度提高了61％以上，吸水率降低了78％以上，显气孔率降低了45％以上，且生产成本较低。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 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