专利名称：一种全纤维整体炉衬成型方法
技术领域：
本发明涉及工业炉用炉衬成型技术，尤其涉及一种全纤维整体炉衬成型方法。
技术背景
工业炉是在工业生产中利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。工业炉按供热方式分火焰窑炉(或称燃料窑炉)和电窑炉，广泛应用于冶金、石油、 煤气、硅酸盐等工业领域的铸造、锻压、金属热处理、烘烤、焊接以及粉末冶金行业。一般，在工业炉运行过程的热能消耗中，加热工件等的有效能耗不能节省。加热工件的夹吊具和加热控制气氛等的无效能耗在设计合理和工艺正确的条件下，也不能节省。但在可节约的无效能耗中，炉衬的热能消耗最大，主要和炉衬材料及炉衬结构紧密相关。因此，随着工业与科技的发展，我国工业炉炉衬材料和结构一直在不断改进。从原来的轻质耐火砖+蛭石粉， 到微珠砖+硅酸铝纤维毡+珍珠岩，再到纤维基预制件结构和全纤维结构，节能效果不断提高。其中，纤维基预制件炉衬和全纤维炉衬被称为节能炉衬，与传统砖砌炉衬相比，该炉衬比新炉节能109Γ20%，比旧炉节能30%以上；与微珠砖+硅酸铝纤维毡+珍珠岩结构的节能炉相比，仍可节能59Γ15%。但是，目前仍有不少企业尚未采用节能炉衬，甚至一些工业炉依旧是轻质耐火砖+蛭石粉结构。所以工业炉节能炉衬的推广任重道远。
目前，工业炉炉衬的成型主要有浇注成型、砌筑成型、捣打成型等多种方法。发明内容
为使工业炉炉衬更节能，成型更方便，本发明的目的是开发一种全纤维整体炉衬成型方法，该方法根据不同炉衬形状制作模具进行整体一次成型，成型效率高，尺寸精确， 所得到的炉衬体积密度为25(T400kg/m3，轻质节能，可有效吸收热应力，材料不易开裂，热震稳定性好。
本发明的目的采用如下技术方案来实现一种全纤维整体炉衬成型方法，所述全纤维整体炉衬以陶瓷纤维、多晶纤维和矿物纤维中的一种或多种混合后制作的浆料为主要原料，纤维浆料浓度控制在广15wt%，采用真空吸滤整体一次成型，成型后进行干燥，烘干温度控制在5(T20(TC，直到水份完全排除；所得到的全纤维整体炉衬的体积密度控制在25(T400kg/m3。
一种全纤维整体炉衬成型方法，成型过程中，首先将纤维投入搅拌槽内，加入自来水，搅拌至纤维完全分散，分散均勻后，纤维浆料即可输送到放置有整体炉衬模具的成型槽内；启动真空泵，将真空泵的真空度控制在0.0广0. 06MPa，利用真空泵产生的负压使成型模具被纤维浆料填充密实，检查模具填充密实后，从成型槽中取出模具进行脱模，得到整体炉衬湿坯体，最后将炉衬湿坯体在5(T20(TC烘干即可。
本发明中1、全纤维整体炉衬以陶瓷纤维、多晶纤维和矿物纤维中的一种或多种混合后制作的浆料为主要原料，所得到的炉衬体积密度为25(T400kg/m3，导热系数低于常用的粘土质、高铝质、莫来石质及氧化铝质等轻质砖，节能效果显著。
2、全纤维整体炉衬通过真空吸滤整体一次成型，可制作各种复杂形状的全纤维整体炉衬。所得到的整体炉衬轻质节能，现场简单组装即可使用，不受现场环境因素影响，接缝少。
3、纤维浆料浓度控制在广15wt%。浆料浓度过低，会延长吸滤时间，浆料浓度过高， 纤维分散效果差，易在纤维坯体内部形成空洞。
4、真空泵的真空度控制在0. 0Γ0. 06MPa。真空度过低，吸力小，整体炉衬吸滤效率低，整体炉衬容重小，纤维坯体内部容易形成空洞缺陷；真空度过高，吸力大，整体炉衬吸滤效率虽高，但易造成整体炉衬容重过大，炉衬导热系数增大，节能效果差。
5、烘干温度控制在50°C ^200oC,目的是为了排除炉衬中的水份。
本发明所提出的全纤维整体炉衬成型方法，相对于浇注成型，真空吸滤整体成型的炉衬不需现场施工，不受施工环境的影响；相对于砌筑成型，真空吸滤整体成型的炉衬属整体一次成型，安装方便，基本无砖缝；相对于捣打成型，真空吸滤整体成型炉衬的模具制作简单，成型效率高。除此之外，真空吸滤整体炉衬比上述三种成型方法生产的炉衬轻质节能，可有效吸收热应力，材料不易开裂，热震稳定性好。
具体实施方式
实施例1 全纤维整体炉衬采用陶瓷纤维做浆料，纤维浆料浓度控制在lwt%，通过真空吸滤整体一次成型；成型过程中，首先将纤维投入搅拌槽内，加入自来水，搅拌至纤维完全分散，分散均勻后，将纤维浆料输送到放置有整体炉衬模具的成型槽内；启动真空泵，将真空泵的真空度控制在0. OlMPa，利用真空泵的负压使成型模具被纤维浆料填充密实，检查模具填充密实后，从成型槽中取出模具进行脱模，得到整体炉衬湿坯体，送入干燥窑内烘干，烘干温度控制在50°C，直到水份完全排除。所得到的炉衬体积密度控制在250kg/m3。
实施例2:采用多晶纤维做炉衬真空吸滤成型浆料，纤维浆料浓度控制在1. 5wt%，通过真空吸滤整体一次成型；成型过程中，首先将纤维投入搅拌槽内，加入自来水，搅拌至纤维完全分散， 分散均勻后，将纤维浆料输送到放置有整体炉衬模具的成型槽内；启动真空泵，将真空泵的真空度控制在0. 06MPa，利用真空泵的负压使成型模具被纤维浆料填充密实，检查模具填充密实后，从成型槽中取出模具进行脱模，得到整体炉衬湿坯体，送入干燥窑内烘干，烘干温度控制在150°C，直到水份完全排除。所得到的炉衬体积密度控制在350kg/m3。
实施例3:采用矿物纤维做炉衬真空吸滤成型浆料，纤维浆料浓度控制在1. 2wt%，通过真空吸滤整体一次成型；成型过程同实施例2 ；整体炉衬成型后送入干燥窑内烘干，烘干温度控制在 200°C，直到水份完全排除。所得到的炉衬体积密度控制在450kg/m3。
实施例4:采用陶瓷纤维、多晶纤维和矿物纤维做炉衬真空吸滤成型浆料，纤维浆料浓度控制在 lwt%，通过真空吸滤整体一次成型；成型过程同实施例2 ；整体炉衬成型后送入干燥窑内烘干，烘干温度控制在50°C，直到水份完全排除。所得到的炉衬体积密度控制在300kg/m3。
权利要求
1.一种全纤维整体炉衬成型方法，其特征在于所述全纤维整体炉衬的主要原料为 陶瓷纤维、多晶纤维和矿物纤维中的一种或多种混合后制作的浆料，所述的纤维浆料浓度为广15wt%;采用真空吸滤整体一次成型；成型后进行干燥，得到全纤维整体炉衬。
2.根据权利要求1所述的全纤维整体炉衬成型方法，其特征在于烘干温度控制在 500C 200"C。
3.根据权利要求1所述的全纤维整体炉衬成型方法，其特征在于所述的全纤维整体炉衬体积密度为25(T400kg/m3。
4.根据权利要求1所述的全纤维整体炉衬成型方法，其特征在于所述真吖空吸滤整体一次成型的过程中，首先将纤维投入搅拌槽内，加入水，搅拌至纤维完全分散，分散均勻后，纤维浆料即可输送到放置有整体炉衬模具的成型槽内；启动真空泵，将真空泵的真空度控制在0. 0Γ0. 06MPa，利用真空泵产生的负压使成型模具被纤维浆料填充密实；检查模具填充密实后，从成型槽中取出模具进行脱模，得到整体炉衬湿坯体，最后将炉衬湿坯体在 5(T200°C烘干即可。
全文摘要
本发明涉及工业炉用炉衬成型技术，尤其涉及一种工业炉用全纤维整体炉衬成型方法；所述整体炉衬以陶瓷纤维、多晶纤维和矿物纤维中的一种或多种混合后制作的浆料为主要原料，真空吸滤整体一次成型，所得到的炉衬体积密度为250~400kg/m3。成型过程中，纤维浆料浓度控制在1~15wt%，真空泵的真空度控制在0.01~0.06MPa，成型后进行干燥，烘干温度控制在50~200℃。所述的全纤维整体炉衬成型效率高，尺寸精确，轻质节能，能够有效吸收热应力，材料不易开裂，热震稳定性好，能有效延长炉衬使用寿命。
文档编号F27D1/10GK102506578SQ20111043758
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者崔晓军, 敖平, 方胜, 段斌文 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司