保温层及其制备方法和应用与流程

本发明属于保温材料，特别是涉及一种保温层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铂金通道是制备玻璃产品的重要工具。铂金通道的主要工作包括：澄清玻璃液、搅拌玻璃液，以及调整玻璃液温度等。铂金通道的工作原理为：通过对铂金管两端焊接的铂金法兰电极施加电压，铂金管中就会有电流通过，从而将电能转化为热能，从而实现对玻璃液进行温度调整的功能。

2、然而，铂金管需要在高达1200℃到1670℃的高温环境中持续工作，同时还要承受高达几千安的运行电流，导致铂金管的强度急剧降低。为了克服该缺陷，现有技术是将铂金管放在圆形或方形的刚玉坩埚内，同时在所述坩埚和铂金管之间的空隙中填充氧化铝耐火水泥，坩埚的四周用其他耐火材料支撑覆盖，形成一个保温环境。

3、尽管上述方法在一定程度上为铂金管提供了一定的保护，但在实际的高温运行环境中，工作人员发现，氧化铝耐火水泥在温度为800℃左右的高温环境下发生蠕变现象。这种高温蠕变现象导致铂金通道外侧受到氧化铝耐火水泥的挤压，再加上铂金通道自身重量，铂金通道逐渐发生塌陷变形，极大降低了铂金通道的澄清效果，严重时甚至使铂金通道发生断裂，对生产线造成重大损失。更为严峻的是，使用上述铂金通道运行12个月以后，氧化铝耐火水泥的高温蠕变问题会逐渐加重，挤压铂金管的程度更加严重。直至到运行18个月以后，铂金管被挤压变形达到30％以上，严重制约了澄清区域铂金管的澄清效能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于，提供一种保温层及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是如何提供保温层的制备方法，能有效减缓铂金通道因长期处于高温及高电流工作环境下导致的塌陷或断裂，从而提高铂金通道的澄清效果，提高玻璃产品的合格率。

2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种保温层的制备方法，所述方法包括：s1将氧化锆水泥与水混合，搅拌；按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80～95％和氧化铝5～20％；所述氧化锆水泥中，粒度为0.01～0.5mm的氧化锆水泥的质量百分比为65％～80％；粒度为0.5～1mm的氧化锆水泥的质量百分比为8％～20％；所述氧化锆水泥和水的质量比为2～3:1；

3、s2混合均匀后，定型，梯度烧结，得到保温层；所述梯度烧结包括：采用多次升温的方法将温度从室温升至烧结温度。

4、优选的，前述的制备方法，其中所述多次升温的方法具体包括：

5、s1第一次升温：从室温升至110℃～130℃时，升温速率为18℃/h～22℃/h，升温时间为5h～7h；

6、s2保温：保温24h～48h，保温温度为110℃～130℃；

7、s3第二次升温：升温至490℃～510℃，升温速率为2℃/h～3℃/h，升温时间为190～270h；

8、s4第三次升温：升温至890℃～910℃，升温速率为4℃/h～6℃/h，升温时间为67h～100h；

9、s5第四次升温：升温至1590℃～1610℃，升温速率为7℃/h～9℃/h，升温时间为85h～90h。

10、优选的，前述的制备方法，其中按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80％～90％，氧化铝5％～10％，氧化硅0％～10％，氧化铁0％～0.1％和含碳物0％～0.1％。

11、优选的，前述的制备方法，其中所述氧化锆水泥还包括稀土金属。

12、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种保温层，其原料包括氧化锆水泥；按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80～95％和氧化铝5～20％；所述氧化锆水泥中，粒度为0.01～0.5mm的氧化锆水泥的质量百分比为65％～80％；粒度为0.5～1mm的氧化锆水泥的质量百分比为8％～20％。

13、优选的，前述的保温层，其中按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80％～90％，氧化铝5％～10％，氧化硅0％～10％，氧化铁0％～0.1％和含碳物0％～0.1％。

14、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种铂金通道，其包括：

15、坩埚；

16、铂金管，所述铂金管设置于所述坩埚内；所述铂金管的轴向两端设有第一电极和第二电极；和，

17、保温层，所述保温层嵌设并充满于所述铂金管与所述坩埚内壁之间的空隙中；所述保温层的原料包括氧化锆水泥；按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80～95％和氧化铝5～20％；所述氧化锆水泥中，粒度为0.01～0.5mm的氧化锆水泥的质量百分比为65％～80％；粒度为0.5～1mm的氧化锆水泥的质量百分比为8％～20％；所述保温层的厚度≥5mm。

18、优选的，前述的铂金通道，其中所述保温层的厚度为5mm～50mm；和/或，所述保温层的体积密度≥2.5g/cm3。

19、优选的，前述的铂金通道，其中按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80％～90％，氧化铝5％～10％，氧化硅0％～10％，氧化铁0％～0.1％和含碳物0％～0.1％。

20、优选的，前述的铂金通道，其中按照质量百分比计，所述坩埚的原料包括：氧化锆75％～85％，氧化铝15％～20％，氧化硅0％～10％和氧化铁0％～0.1％。

21、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种铂金通道的制备方法，其包括以下步骤：

22、s1将铂金管安装至坩埚的空腔内；所述铂金管与所述坩埚之间留有空隙；

23、s2将氧化锆水泥与水混合，搅拌，然后填充至所述空隙中，梯度烧结，得到保温层；所述氧化锆水泥和水的质量比为2～3:1；所述保温层的厚度为5mm～50mm；按照质量百分比计，所述氧化锆水泥包括：氧化锆80～95％和氧化铝5～20％；所述氧化锆水泥中，粒度为0.01～0.5mm的氧化锆水泥的质量百分比为65％～80％；粒度为0.5～1mm的氧化锆水泥的质量百分比为8％～20％；所述梯度烧结包括：采用多次升温的方法将温度从室温升至烧结温度；

24、s3梯度烧结完成后，在所述铂金管轴向的两端安装电极，得到铂金通道。

25、优选的，前述的制备方法，其中按照质量百分比计，所述坩埚的原料包括：氧化锆含量75％～85％，氧化铝15％～20％，氧化硅0％～10％和氧化铁0％～0.1％。

26、优选的，前述的制备方法，其中按照质量百分比计，所述氧化锆水泥的组分包括：氧化锆80％～90％，氧化铝5％～10％，氧化硅0％～10％和氧化铁0％～0.1％；和/或，所述水的电导率＞2兆欧。

27、优选的，前述的制备方法，其中所述多次升温的方法具体包括：

28、s1第一次升温：从室温升至110℃～130℃时，升温速率为18℃/h～22℃/h，升温时间为5h～7h；

29、s2保温：保温24h～48h，保温温度为110℃～130℃；

30、s3第二次升温：升温至490℃～510℃，升温速率为2℃/h～3℃/h，升温时间为190～270h；

31、s4第三次升温：升温至890℃～910℃，升温速率为4℃/h～6℃/h，升温时间为67h～100h；

32、s5第四次升温：升温至1590℃～1610℃，升温速率为7℃/h～9℃/h，升温时间为85h～90h。

33、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种玻璃制造设备，其包括上述的铂金通道。

34、借由上述技术方案，本发明提出的一种保温层及其制备方法和应用，至少具有下列优点：

35、本发明制得的保温层是以氧化锆水泥为主要的生产原料，氧化锆水泥中含有80～95％的氧化锆和5～20％氧化铝，氧化锆具有极高的熔点、优异的热稳定性和抗热震性，这使得由其制成的保温层能够在极端高温环境下保持结构的完整性和稳定性。本发明还通过精细控制原料中氧化锆水泥的粒度分布，即粒度为0.01～0.5mm和粒度为0.5～1mm的两个关键范围内的氧化锆水泥，进行配比调整，使制得的保温层具有高温抗蠕变能力，从而使保温层在使用过程中，不会因长时间处于高温环境中发生蠕变，从而提升了生产效能。

36、在保温层的制备过程中，采用分步升温的方法烧结，能够将氧化锆水泥中多余的水分去除，从而使制得的保温层具有高温抗蠕变能力。在铂金管外侧使用了保温层，避免了由于蠕变造成水泥材料塌陷压迫铂金管变形，造成铂金管澄清效果降低或失效，避免了玻璃液渗出铂金管的情况下产生气泡缺陷，降低澄清效果的现象发生，使保温层的变形量≤0.5％，在高温下的强度≥32kg。

37、本发明以该保温层制备的铂金通道能够避免由于蠕变造成的坩埚和水泥材料塌陷压迫铂金管变形，造成铂金管澄清效果降低或失效。并且在玻璃液渗出铂金管的情况下，避免了玻璃液渗出铂金管的情况下产生气泡缺陷，降低澄清效果的现象发生，从而提升了生产效能。

38、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。