一种耐火隔热材料生产工艺及其设备的制作方法

1.本发明涉及耐火隔热材料领域，特别是涉及一种耐火隔热材料生产工艺及其设备。


背景技术：

2.耐火材料是物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料，应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域；
3.耐火材料多用于设备、产品的保护或隔断，而为了提升耐火材料性能，如今生产的耐火材料多为复合材料，根据不同的工作需求，调整不同材料的配比，然后混合均匀，通过高压压制而成；
4.如今的耐火材料有一定的阻燃效果，可隔热效果相对较弱，如此随着热量的累积，对需要保护的部分依旧有较大的损伤，同时由于加工原料有一定粘连性，在高压环境下容易与模具发生粘连，脱模时磨具可能会对已经成形的耐火材料产生牵引、拉扯的力，虽然不至于导致成形的耐火材料缺损，但很容易使其发生变形，因此我们提出了一种耐火隔热材料生产工艺及其设备来解决问题。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐火隔热材料生产工艺及其设备，本设计本方案通过改进的配方和配比生产出耐火隔热材料，效果更好且更稳定，同时成品材料的气孔更小，透气率更低，同时通过陶瓷内衬在压制成形的混合物c中形成一个中空的隔热层，降低混合物c的热传导效率，从而进一步提高了耐火隔热材料的隔热效果，而陶瓷内衬内填充碳粉和含氧物质，含氧物质中的氧分子在烧制时被分解而出，与碳粉发生燃烧反应生成大量二氧化碳，期间产生短暂的高温，高温从陶瓷内衬内部向外散发，如此减小了成形的混合物c在烧制时内外的温度差，降低成形的混合物c出现开裂、变形等不良品的概率，另外，陶瓷内衬内的二氧化碳气体会随着时间从内向外慢慢渗透到耐火隔热材料的气孔内，这些二氧化碳可以进一步降低了耐火隔热材料的热传导效率。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种耐火隔热材料生产工艺，包括以下步骤：
10.s1、备料：将70-80份石墨、35-45份硅线石加入研磨机，进一步研磨，使其目数到达40-50；将10-15份氧化镁、10-15份刚玉加入研磨机，进一步研磨，使其目数到达80-100；
11.s2、混料：先将35-40份黏土、10-15粘结剂、5-10份表面活性剂加入混合机，充分混合，得到混合物a，再将70-80份石墨、35-45份硅线石、10-15份氧化镁、10-15份刚玉加入混合机，充分混合，得到混合物b，最后向混合物a中分3-5批次加入混合物b，在50-60℃的温度下混合均匀，得到最终混合物c，这样通过改进的配方和配比生产出的耐火隔热材料，效果
更好且更稳定，同时成品材料的气孔更小，透气率更低；
12.s3、压模：在压模设备内铺设一层混合物c，先用表面凸起的模具将混合物c压制成一个顶部有凹槽的形状，在凹槽内放置一个空心的陶瓷内衬，再铺设一层混合物c，最后用表面平整的模具将混合物c压制成形，陶瓷内衬在压制成形的混合物c中形成一个中空的隔热层，降低了热传导效率，进一步提高了耐火隔热材料的隔热效果；
13.s4、风干：将压制成形的混合物c放置于通风处，待其表面完全干燥后，涂附一层闭气防水涂层，再次等其干燥，闭气防水涂层可以减弱成形的混合物c的透气性，提高耐火隔热效果；
14.s5、烧制：将初步成形的混合物c放入煅烧炉内，温度1550-1600℃煅烧24-30h，得到耐火隔热材料。
15.进一步的，所述陶瓷内衬内填充碳粉和含氧物质，含氧物质为高温环境下可以分解出氧分子的化合物，具体可以为氧化铜、高锰酸钾等，碳粉的填充量需要根据含氧物质中氧分子比例调整，避免氧气不足生产一氧化碳，含氧物质中填混有催化剂，在碳粉到达燃点前含氧物质提前分解，避免氧气不足生产一氧化碳，含氧物质中的氧分子在烧制时被分解而出与碳粉发生燃烧反应生成大量二氧化碳，期间产生短暂的高温，高温从陶瓷内衬内部向外散发，如此减小了成形的混合物c在烧制时内外的温度差，降低成形的混合物c出现开裂、变形等不良品的概率，同时陶瓷内衬的内部空间不足以盛纳所有的二氧化碳，这些二氧化碳气体会随着时间从内向外慢慢渗透到耐火隔热材料的气孔内，这些二氧化碳可以进一步降低了耐火隔热材料的热传导效率。
16.进一步的，所述煅烧炉烧制时，在0.5-1h内将温度升至指定高度，煅烧炉退火时，在1-2h内将温度降至常温，减少耐火隔热材料出现开裂、变形、起泡的可能性。
17.进一步的，所述模具压合的力小于陶瓷内衬的最大承受力，防止陶瓷内衬破裂，导致耐火隔热材料的中空层无法形成。
18.一种耐火隔热材料生产设备，压模设备包括台架，所述台架上安装送料设备，所述台架的侧面安装安装台，所述安装台的中部安装底模，所述底模的下方设置抬料设备，所述安装台的顶部安装液压设备，其特征在于：所述液压设备的底部固定连接安装板，所述安装板的底部滑动连接顶模和拾取设备，所述顶模的外侧安装转动设备，所述顶模包括平板和凸板，所述平板的体积大于凸板，所述底模的侧面设置陶瓷内衬供给设备和耐火隔热材料收取设备。
19.进一步的，所述平板、凸板和抬料设备的内部均开设喷射腔，所述喷射腔的内部填充防粘剂，平板、凸板和抬料设备的表面均开设与喷射腔相通的插孔，所述插孔的内侧开口处固定连接套筒，所述套筒的内部安装单向阀，套筒的外侧开设吸液孔，所述的内部滑动连接活塞，所述活塞的一侧固定连接延伸进插孔内的插杆，活塞的另一侧固定连接托板，所述插杆的内部开设导流孔，所述活塞靠近插杆的一侧开设与导流孔相通的集液孔，所述插杆的外侧开设与导流孔相通的喷洒孔，所述托板和喷射腔的内壁之间固定连接伸缩杆。
20.进一步的，所述平板到凸板各边的距离相同，所述插孔在平板、凸板和抬料设备的表面均匀分布，且相邻两个插孔的间距与喷洒孔喷射半径相同，可以使防粘剂喷洒到插杆顶端和外周，如此防粘剂可以完全覆盖平板、凸板和抬料设备的表面，避免出现遗漏处，导致耐火隔热材粘连，同时插杆的外周附有防粘剂，可以避免插杆件残留的混合物c带入插孔
内，使设备运行更加稳定。
21.进一步的，所述防粘剂具有挥发性，烧制时，可以防止耐火隔热材表面硬化过程中粘连到一起，而随着烧制时间的延长，防粘剂被高温挥发，不会影响后期使用。
22.进一步的，所述喷射腔的内壁且位于套筒相对的一面贴合有挤压气囊，挤压气囊连接大气，挤压气囊具有良好的弹性，喷射腔内防粘剂多时，挤压气囊被压缩，随着防粘剂的减少，挤压气囊开始膨胀填补空出的部分，如此使防粘剂始终处于填满喷射腔的状态，防止防粘剂出现供料不足的情况，延长防粘剂的补充时间，减少防粘剂的补充次数。
23.进一步的，所述送料设备、安装板的内部设置水平驱动单元，所述抬料设备、液压设备和拾取设备的内部设置竖直驱动单元，所述顶模内设置控制单元，所述水平驱动单元、竖直驱动单元和控制单元电连接控制主机，控制主机进行自动化控制，使工作效率更高。
24.3.有益效果
25.相比于现有技术，本发明的优点在于：
26.(1)本方案通过改进的配方和配比生产出耐火隔热材料，效果更好且更稳定，同时成品材料的气孔更小，透气率更低，同时通过陶瓷内衬在压制成形的混合物c中形成一个中空的隔热层，降低混合物c的热传导效率，从而进一步提高了耐火隔热材料的隔热效果，而陶瓷内衬内填充碳粉和含氧物质，含氧物质中的氧分子在烧制时被分解而出，与碳粉发生燃烧反应生成大量二氧化碳，期间产生短暂的高温，高温从陶瓷内衬内部向外散发，如此减小了成形的混合物c在烧制时内外的温度差，降低成形的混合物c出现开裂、变形等不良品的概率，另外，陶瓷内衬内的二氧化碳气体会随着时间从内向外慢慢渗透到耐火隔热材料的气孔内，这些二氧化碳可以进一步降低了耐火隔热材料的热传导效率。
27.(2)将压制成形的混合物c放置于通风处，待其表面完全干燥后，涂附一层闭气防水涂层，再次等其干燥，闭气防水涂层可以减弱成形的混合物c的透气性，提高耐火隔热效果。
28.(3)碳粉的填充量需要根据含氧物质中氧分子比例调整，避免氧气不足生产一氧化碳，含氧物质中填混有催化剂，在碳粉到达燃点前含氧物质提前分解，避免氧气不足生产一氧化碳。
29.(4)模具压合的力小于陶瓷内衬的最大承受力，防止陶瓷内衬破裂，导致耐火隔热材料的中空层无法形成。
30.(5)送料设备两次送料，转动设备带动顶模移动，通过翻转平板、平板进行两次压制，且在平板、平板两次压制过程中放入陶瓷内衬，如此完成压模工序。
31.(6)通过在平板、凸板和抬料设备的表面设置插杆，伸缩杆通过托板将活塞向套筒深处推动，套筒内的防粘剂通过集液孔进入导流孔和喷洒孔，当喷洒孔移动出插孔，防粘剂通过喷洒孔洒出均匀附着在凸板和抬料设备的表面，如此保证平板、凸板和抬料设备在和混合物c接触前都在表面附着一层防粘剂，避免脱模时，混合物c和平板、凸板、抬料设备之间出现粘连、拉扯，导致以初步混合物c发生形变，影响成品质量。
32.(7)相邻两个插孔的间距与喷洒孔喷射半径相同，可以使防粘剂喷洒到插杆顶端和外周，如此防粘剂可以完全覆盖平板、凸板和抬料设备的表面，避免出现遗漏处，导致耐火隔热材粘连，同时插杆的外周附有防粘剂，可以避免插杆件残留的混合物c带入插孔内，使设备运行更加稳定。
33.(8)防粘剂具有挥发性，烧制时，可以防止耐火隔热材表面硬化过程中粘连到一起，而随着烧制时间的延长，防粘剂被高温挥发，不会影响后期使用。
34.(9)喷射腔的内壁且位于套筒相对的一面贴合有挤压气囊，挤压气囊连接大气，挤压气囊具有良好的弹性，喷射腔内防粘剂多时，挤压气囊被压缩，随着防粘剂的减少，挤压气囊开始膨胀填补空出的部分，如此使防粘剂始终处于填满喷射腔的状态，防止防粘剂出现供料不足的情况，延长防粘剂的补充时间，减少防粘剂的补充次数。
附图说明
35.图1为本发明的整体展示图；
36.图2为本发明的压制前准备图；
37.图3为本发明的凸板压制图；
38.图4为本发明的陶瓷内衬放置图；
39.图5为本发明的平板压制图；
40.图6为本发明的压制完成图；
41.图7为本发明的顶模局部剖视图；
42.图8为本发明的插孔、套筒内部展示图；
43.图9为本发明的插杆复位状态图；
44.图10为本发明的插杆喷射状态图。
45.图中标号说明：
46.1、台架；2、送料设备；3、安装台；4、底模；5、抬料设备；6、液压设备；7、安装板；8、顶模；81、平板；82、凸板；83、喷射腔；84、插孔；85、套筒；86、吸液孔；87、活塞；88、插杆；89、导流孔；810、集液孔；811、喷洒孔；812、托板；813、伸缩杆；9、拾取设备。
具体实施方式
47.本实施例将结合公开的附图，对技术方案进行清楚、完整地描述，使本公开实施例的目的、技术方案和有益效果更加清楚。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
48.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属技术人员所理解的常规意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“内”、“外”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
49.实施例：
50.一种耐火隔热材料生产工艺，包括以下步骤：
51.s1、备料：将70-80份石墨、35-45份硅线石加入研磨机，进一步研磨，使其目数到达40-50；将10-15份氧化镁、10-15份刚玉加入研磨机，进一步研磨，使其目数到达80-100；
52.s2、混料：先将35-40份黏土、10-15粘结剂、5-10份表面活性剂加入混合机，充分混
合，得到混合物a，再将70-80份石墨、35-45份硅线石、10-15份氧化镁、10-15份刚玉加入混合机，充分混合，得到混合物b，最后向混合物a中分3-5批次加入混合物b，在50-60℃的温度下混合均匀，得到最终混合物c，这样通过改进的配方和配比生产出的耐火隔热材料，效果更好且更稳定，同时成品材料的气孔更小，透气率更低；
53.s3、压模：在压模设备内铺设一层混合物c，先用表面凸起的模具将混合物c压制成一个顶部有凹槽的形状，在凹槽内放置一个空心的陶瓷内衬，再铺设一层混合物c，最后用表面平整的模具将混合物c压制成形，陶瓷内衬在压制成形的混合物c中形成一个中空的隔热层，降低了热传导效率，进一步提高了耐火隔热材料的隔热效果；
54.s4、风干：将压制成形的混合物c放置于通风处，待其表面完全干燥后，涂附一层闭气防水涂层，再次等其干燥，闭气防水涂层可以减弱成形的混合物c的透气性，提高耐火隔热效果；
55.s5、烧制：将初步成形的混合物c放入煅烧炉内，温度1550-1600℃煅烧24-30h，得到耐火隔热材料。
56.陶瓷内衬内填充碳粉和含氧物质，含氧物质为高温环境下可以分解出氧分子的化合物，具体可以为氧化铜、高锰酸钾等，碳粉的填充量需要根据含氧物质中氧分子比例调整，避免氧气不足生产一氧化碳，含氧物质中填混有催化剂，在碳粉到达燃点前含氧物质提前分解，避免氧气不足生产一氧化碳，含氧物质中的氧分子在烧制时被分解而出与碳粉发生燃烧反应生成大量二氧化碳，期间产生短暂的高温，高温从陶瓷内衬内部向外散发，如此减小了成形的混合物c在烧制时内外的温度差，降低成形的混合物c出现开裂、变形等不良品的概率，同时陶瓷内衬的内部空间不足以盛纳所有的二氧化碳，这些二氧化碳气体会随着时间从内向外慢慢渗透到耐火隔热材料的气孔内，这些二氧化碳可以进一步降低了耐火隔热材料的热传导效率；煅烧炉烧制时，在0.5-1h内将温度升至指定高度，煅烧炉退火时，在1-2h内将温度降至常温，减少耐火隔热材料出现开裂、变形、起泡的可能性；模具压合的力小于陶瓷内衬的最大承受力，防止陶瓷内衬破裂，导致耐火隔热材料的中空层无法形成。
57.请参阅图1-6，一种耐火隔热材料生产设备，压模设备包括台架1，台架1上安装送料设备2，台架1的侧面安装安装台3，安装台3的中部安装底模4，底模4的下方设置抬料设备5，安装台3的顶部安装液压设备6，其特征在于：液压设备6的底部固定连接安装板7，安装板7的底部滑动连接顶模8和拾取设备9，顶模8的外侧安装转动设备，顶模8包括平板81和凸板82，平板81的体积大于凸板82，底模4的侧面设置陶瓷内衬供给设备和耐火隔热材料收取设备，送料设备2、安装板7的内部设置水平驱动单元，抬料设备5、液压设备6和拾取设备9的内部设置竖直驱动单元，顶模8内设置控制单元，水平驱动单元、竖直驱动单元和控制单元电连接控制主机，控制主机进行自动化控制，使工作效率更高；生产时，送料设备2将混合物c推送到底模4内，转动设备带动顶模8转动使凸板82向下，如图2，液压设备6推动安装板7、顶模8下移进入底模4，顶模8和抬料设备5将混合物c压制成一个顶部有凹槽的形状，如图3，液压设备6带动安装板7、顶模8复位，顶模8和拾取设备9向左滑动，拾取设备9将从陶瓷内衬供给设备上获取陶瓷内衬放置到混合物c成形的凹槽内，如图4，送料设备2再次将混合物c推入抬料设备5覆盖陶瓷内衬，同时转动设备带动顶模8转动使平板81向下，液压设备6推动安装板7、顶模8下移进入底模4，将混合物c初步压制成形，如图5，液压设备6带动安装板7、顶模8复位，抬料设备5将初步成形混合物c推出，耐火隔热材料收取设备将之取走，完成压模
工序。
58.请参阅图7-10，一种耐火隔热材料生产设备，平板81、凸板82和抬料设备5的内部均开设喷射腔83，喷射腔83的内部填充防粘剂，平板81、凸板82和抬料设备5的表面均开设与喷射腔83相通的插孔84，插孔84的内侧开口处固定连接套筒85，套筒85的内部安装单向阀，套筒85的外侧开设吸液孔86，65的内部滑动连接活塞87，活塞87的一侧固定连接延伸进插孔84内的插杆88，活塞87的另一侧固定连接托板812，插杆88的内部开设导流孔89，活塞87靠近插杆88的一侧开设与导流孔89相通的集液孔810，插杆88的外侧开设与导流孔89相通的喷洒孔811，喷洒孔811的开口和插孔84的开口保持一定距离，如此喷洒孔811喷射防粘剂前有个蓄压的过程，托板812和喷射腔83的内壁之间固定连接伸缩杆813，送料设备2上料前，抬料设备5和凸板82内的伸缩杆813启动，通过托板812将活塞87向套筒85深处推动，活塞87也将插杆88向插孔84外侧推动，这过程中，套筒85内的防粘剂通过集液孔810进入导流孔89和喷洒孔811，当喷洒孔811移动出插孔84，防粘剂通过喷洒孔811洒出均匀附着在凸板82和抬料设备5的表面，如图10，随后各部件复位，插杆88收回插孔84内，活塞87移动通过吸液孔86将防粘剂吸入套筒85内，送料设备2上料，顶模8反转使平板81向上凸板82向下，平板81下移过程中平板81内的插杆88重复上述工作，如此保证平板81、凸板82和抬料设备5在和混合物c接触前都在表面附着一层防粘剂，避免脱模时，混合物c和平板81、凸板82、抬料设备5之间出现粘连、拉扯，导致以初步混合物c发生形变，影响成品质量。
59.请参阅图9-10，平板81到凸板82各边的距离相同，插孔84在平板81、凸板82和抬料设备5的表面均匀分布，且相邻两个插孔84的间距与喷洒孔811喷射半径相同，可以使防粘剂喷洒到插杆88顶端和外周，如此防粘剂可以完全覆盖平板81、凸板82和抬料设备5的表面，避免出现遗漏处，导致耐火隔热材粘连，同时插杆88的外周附有防粘剂，可以避免插杆88件残留的混合物c带入插孔84内，使设备运行更加稳定；防粘剂具有挥发性，烧制时，可以防止耐火隔热材表面硬化过程中粘连到一起，而随着烧制时间的延长，防粘剂被高温挥发，不会影响后期使用；进一步的，喷射腔83的内壁且位于套筒85相对的一面贴合有挤压气囊，挤压气囊连接大气，挤压气囊具有良好的弹性，喷射腔83内防粘剂多时，挤压气囊被压缩，随着防粘剂的减少，挤压气囊开始膨胀填补空出的部分，如此使防粘剂始终处于填满喷射腔83的状态，防止防粘剂出现供料不足的情况，延长防粘剂的补充时间，减少防粘剂的补充次数。
60.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。