[发明专利]一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外辐射多孔陶瓷材料及制备方法，尤其是一种能在较低温度烧结，用于各种中高温加热、干燥炉衬耐火砖的低密度、低热传导率，全红外波段具有高发射率的红外辐射多孔陶瓷及制备方法。

背景技术

红外辐射材料具有较高发射率，传热速度快，加热质量高等特点，近年来得到迅速发展，已用于各种中高温炉衬和加热元件上的红外辐射材料，取得了节能和保护炉衬的显著效果；如中国专利公开号CN1114329A、CN1131691A和授权号CN2195745Y等专利。但普遍存在的突出问题是，一是比重大，不利于节能；二是要在一定条件下才能使用，应用范围受到了限制。因为，根据基尔霍夫定理，热吸收率等于热发射率。因而热发射率提高的同时，热吸收率也提高了，不可避免地促进炉壁的散热和蓄热；如果它所附着的炉衬基体导热系数大，则反而会更加耗能。

CN2064770专利公告了一种红外辐射多孔陶瓷板，其多孔板是由两层不同耐火材料组成，上层热阻力小(红外辐射层)，下层热阻力大(低导热系数隔热层)，能显著地改善煤气的燃烧性能，节约大量煤气。不足之处是使用温度低，要在专用多孔模具上注浇成型，工艺复杂，成本高。

公开号为CN1556781A的专利公告了日本发明人的一种多孔陶瓷及其制造方法，有助于超精密技术、生物技术、医疗技术；发明中采用的有机发泡剂，需要加热直至分解，充气加压等手段来控制孔的大小，不仅工艺复杂，而且很容易形成贯通的通道型气孔，导致材料的强度有所降低；导热系数增大。因此，用此方法制造的多孔陶瓷，不适合作隔热保温材料。

作为隔热保温材料，要求多孔陶瓷具有低的热传导系数，良好的隔热保温性、热稳定性与化学稳定性，耐高温，并且要有一定的强度；为此，国外多采用氧化铬，氧化锆等，但这些材质具有原料价格高，制造工艺复杂，烧成温度高等缺点。其烧成温度一般≥1200℃，这对大多炉温为950-1200℃的中高温炉，无法利用炉子本身炉温进行烧结，因而不适合大型加热、干燥炉炉衬应用。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种能在950-1200℃较低温度烧结且有一定强度，低密度、低热传导率、2.5-20μm全红外波段的法向全发射率高，不需专用设备就能制作，可在各种气氛下的中高温加热、干燥炉衬耐火砖上应用的红外辐射多孔陶瓷及制备方法。

本发明所述目的是通过如下方案实现的：

一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，由骨料和粘结剂制备成浆料，骨料本质上含有以下重量百分比的成分：轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁为5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％。

高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁42-48％、二氧化锰20-30％，三氧化二钴8-14％、氧化铜8-13％、二氧化铈7-12％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结0.8-2h制成。

三氧化二铝微珠的颗粒为100-180目。

所述粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-90％，硅树脂10-20％；

所述粘结剂与骨料之间的重量百分比为33-42％：58-67％。

所述的多孔陶瓷的制备方法依次包括以下步骤：

1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；

2)、制备封闭孔的微小颗粒轻质漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；

3)、骨料配置：按重量比例造孔剂轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％，混合搅拌均匀，保存待用；

4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂；

5)、浆料配置：按粘结剂与骨料的重量百分比为33-42％：58-67％进行配置，搅拌直至均匀待用；

6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在炉衬耐火砖上；

7)、阴干；

8)、烧结：随烘炉加热烧结固化。

喷注时，喷枪所用的压缩空气应经去油处理，气压维持在2-4公斤/m²，喷枪口与被喷注物表面距离为15-20cm，喷注厚度≥2mm。