[发明专利]形成陶瓷产品

说明书

一种形成陶瓷产品的方法，所述方法包括制备浆料形式的陶瓷成形混合物，使所述浆料发泡，挤出该发泡浆料，制备多个挤出材料段，每个挤出材料段的直径小于10mm，烧制挤出材料，使该挤出材料部分烧结，将部分烧结的挤出材料形成为产品所需的形状，然后烧制所述成型的部分烧结的挤出材料以形成陶瓷产品。

本发明涉及形成陶瓷产品的方法、通过这种方法制造的产品，以及用于形成陶瓷产品的设备。

市场上有两种主要的通用产品用于窑炉耐火衬里：陶瓷纤维和耐火砖。选择一种产品而不是另一种的决定很大程度上取决于被烧制的产品的类型、烧制周期和窑炉的类型。快速烧制产品通常在纤维衬里窑炉中烧制。较长时间、较高温度的烧制产品通常在砖衬窑炉中烧制。

耐火砖通常通过挤出或压制制备。在销售之前，耐火砖进行预烧制，然后使用耐火水泥通过耐火砖层粘结在一起，形成刚性固定壁窑炉衬里。一旦砖衬里安装完成，它们通常够用很多年甚至是几十年。但是，由于它们是砖，与陶瓷纤维相比，它们相对致密并且具有相对更高的热质量/热导率。

高温陶瓷纤维具有比耐火砖更低的热质量/热导率。纤维的主要优点是它比砖衬窑炉烧制快得多。较低的热质量衬里使得窑炉比衬有耐火砖的窑炉更快地加热和冷却。这有助于降低每次烧制的能量成本，并且由于窑炉可以更快地烧制，能增加容量。但是，在高温(即高于1550℃)下陶瓷纤维具有的缺点是会过早地降解/收缩并且通常不具有与砖相同的工作寿命。当它达到其使用寿命时，陶瓷纤维必须作为危险废物处理，需要专业的取出预防措施和通气设备。

在本说明书中表示的所有百分比均为重量百分比。

根据本发明的第一个方面，提供了形成陶瓷产品的方法，所述方法包括制备浆料形式的陶瓷成形混合物，使浆料发泡，挤出发泡浆料，制备多个长段挤出材料，每个长段挤出材料的直径小于10mm，烧制挤出材料，使该挤出材料部分烧结，将部分烧结的挤出材料形成为产品所需的形状，然后烧制所述成型的部分烧结的挤出材料，形成陶瓷产品。

所述长段挤出材料可以在形成所需形状之前被切割或拆分成多个块，并且所述块可以小于25mm长。

为了使浆料发泡，可以将空气引入到浆料中，并将空气和浆料混合在一起以将空气带入到浆料中。空气可以作为压缩空气引入到浆料中，并且该压缩空气的体积可以是0.2-2升/分钟。

可以将发泡剂加入到浆料中以帮助发泡，并且所述发泡剂可以是有机氧化胺。

所述发泡剂可以滴加到浆料中，并且可以以2-15ml/min的速率滴加。为了使浆料发泡，浆料和空气可以被送入发泡单元中，该单元可以包括多个相对旋转的转子和定子，其可以以200-500rpm的速度旋转。

在所述发泡单元中将产生增大的压力，该增大的压力可以在20和80psi之间。

可以设置从所述发泡单元延伸到挤出单元的进料管。

可以将固化剂加入到所述浆料中。该固化剂可以是石膏、铝酸钙水泥、波特兰水泥、PVA加交联聚合物添加剂、藻酸盐或淀粉中的任一种。

所述陶瓷成形混合物可以通过高速搅拌机混合在一起。

所述陶瓷成形混合物可以包含：

10-40％的水

20-80％的陶瓷成形材料

2-10％的添加剂。

所述陶瓷成形材料可以是煅烧的、熔融的或片状的氧化铝；二氧化硅、氧化镁、碳化硅、硅酸锆、硅线石(silliminite)、莫来石、滑石或堇青石中的任意一种。

所述添加剂可以包含有机粘合剂、甲基纤维素、淀粉、树胶、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸酯、藻酸盐、蜡和蜡乳液中的任意一种。

所述添加剂可以包含有机抗絮凝剂，其可以是三聚磷酸钠。