專利名稱：中空陶瓷棒及其制作工藝、以及中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種中空陶瓷棒及其制作工藝、以及中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用。
背景技術：
通常，輕質耐火材料的生產方式有多種，例如①以天然或人造多孔輕質材料如空心球等為原料制，其中其成型方法一般為振動法。②在泥料中加入易燒掉的可燃物，如鋸末，泡沫苯乙烯；或加入升華物質如萘，燒盡揮發后形成多孔結，其成型方法一般為擠泥法。③在泥料中加入發泡劑，燒成后獲得多孔結構，其成型方法一般為澆注法。輕質耐火材料(如耐火磚)的用途一般作為各種熱工設備的背襯，有時在工業窯爐上也用作工作襯。一般而言，無論是背襯還是工作襯，其損毀的方式主要是在熱應力的作用下材料產生剝落，對特定的材料而言通常是材料的隔熱性能越好材料的抗剝落性能越差。如何在保證耐火材料隔熱性能的基礎上，提高抗剝落性能是人們長期可望解決的問題。

發明內容
本發明目的是提供一種中空陶瓷棒及其制作工藝、以及中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用，將特制的中空陶瓷棒添加在現有材料的配料中，提高耐火材料的抗剝落性能，解決背景技術存在的上述問題。
本發明的技術方案是中空陶瓷棒及其制作工藝以公知的擠制方法首先將普通的陶瓷坯料成型出管狀坯體，然后將管狀坯體切分成若干段，并且封閉管段的兩端，使之成為中空的棒狀坯體，中空棒狀坯體經干燥和燒成后得到最終的產品——中空陶瓷棒。
中空的棒狀坯體的形狀特點是其兩端的直徑大于中間部分，其當量直徑為0.5～5毫米，其有效長度為當量直徑的3～15倍。
中空陶瓷棒的用途在生產定型輕質耐火材料的過程中或者在不定形輕質隔熱耐火材料的施工工程中，可以按照20～40％的體積比將制得的中空陶瓷棒加入到配料中，其中需要使中空陶瓷棒的化學成分及礦物組成與所需配入的材料盡可能地接近，以便使兩者在生產過程及使用過程中具有足夠的親和性。
可以根據需要生產的輕質耐火材料組分制作成份相近的中空陶瓷棒，也可以根據中空陶瓷棒的組分用于制作成份相近的輕質耐火材料。
中空的陶瓷棒被包埋于輕質耐火材料中能夠有效起到支撐和嵌聯作用，與同樣工藝條件下不加入中空陶瓷棒的制品相比制品的抗壓、抗折，尤其是抗熱震性能大幅度地提高，其中同等檢測方法下的抗熱震次數可以提高3～5倍，其原因是加入中空陶瓷棒的材料一方面可以有效防止裂紋的產生，另一方面即使材料內部產生裂紋后也可以有效阻止裂紋的進一步擴展，因此耐火材料的抗剝落性能得到顯著提高。由于中空陶瓷棒本身是中空的，因此它的引入并不會犧牲材料的隔熱性能，基于這種概念生產的材料有效地解決了輕質耐火材料隔熱性能越好耐剝落性能越差的矛盾。
采用類似的配料比例，在傳統的輕質不定形材料中加入與主要原料材質類似的中空陶瓷棒可以起到與定形制品類似的增加材料抗裂紋產生及擴展從而增加使用壽命的作用。
本發明具有產品及生產工藝合理、提高輕質耐火材料的抗剝落性能、并且不犧牲耐火材料隔熱性能等特點，解決了人們長期急需解決的技術問題。
具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明。
在實施例中，中空陶瓷棒及其制作工藝是①原料細磨將所需的陶瓷原料用振動磨或者氣流磨等設備充分細磨至20微米以下。
②坯料制備將磨細后的原料和甲基纖維素或聚乙烯醇等用以增加坯料塑性的結合劑加入到真空攪拌機內，加入適量水進行充分攪拌和混練，直至混合物成為塑性良好的面團狀態。
③中空棒狀陶瓷坯體的成型將混練好的坯料置入擠泥機內，通過擠出口處的成型模具根據需要擠出所需直徑和壁厚的管狀坯體；將管狀坯體在干燥前用切斷封口機按所需長度進行切斷與兩端封口。成型后的中空管狀陶瓷棒坯體具有下述形狀特征兩端封閉且兩端的直徑大于中間部分，其當量直徑為0.5～5毫米，其有效長度為當量直徑的3～15倍，其壁厚為0.1～1毫米。
④中空棒狀陶瓷坯體的干燥及燒成干燥通常在室溫下或在100攝氏度左右。燒成通常根據所用原料采用適當的燒成制度，例如含三氧化二鋁99％以上的材料燒成溫度在1800攝氏度左右，莫來石質材料的燒成溫度在1670攝氏度左右，這與一般的陶瓷干燥及燒成過程沒有明顯的區別。
中空陶瓷棒的用途在生產定型輕質耐火材料的過程中或者在不定形輕質隔熱耐火材料的施工工程中，可以按照20～40％的體積比將制得的中空陶瓷棒加入到配料中，優選為體積比30％的中空陶瓷棒，其中需要使中空陶瓷棒的化學成分及礦物組成與所需配入的材料盡可能地接近，以便使兩者在生產過程及使用過程中具有足夠的親和性。
權利要求
1.一種中空陶瓷棒，其特征在于該中空陶瓷棒是由如下工藝制成的以擠制方法首先將陶瓷坯料成型出管狀坯體，然后將管狀坯體切分成若干段，并且封閉管段的兩端，使之成為中空的棒狀坯體，中空棒狀坯體經干燥和燒成后得到最終的產品。
2.根據權利要求1所述之中空陶瓷棒，其特征是兩端封閉且兩端的直徑大于中間部分。
3.根據權利要求2所述之中空陶瓷棒，其特征是中空陶瓷棒的當量直徑為0.5～5毫米，其有效長度為當量直徑的3～15倍。
4.根據權利要求1或2所述之中空陶瓷棒，其特征是中空陶瓷棒的壁厚為0.1～1毫米。
5.一種中空陶瓷棒的制作工藝，其特征是以擠制方法首先將陶瓷坯料成型出管狀坯體，然后將管狀坯體切分成若干段，并且封閉管段的兩端，使之成為中空的棒狀坯體，中空棒狀坯體經干燥和燒成后得到最終的產品——中空陶瓷棒。
6.根據權利要求5所述之中空陶瓷棒的制作工藝，其特征是供喲過程如下①原料細磨將所需的陶瓷原料用振動磨或者氣流磨等設備充分細磨至20微米以下；②坯料制備將磨細后的原料和甲基纖維素或聚乙烯醇等用以增加坯料塑性的結合劑加入到真空攪拌機內，加入適量水進行充分攪拌和混練，直至混合物成為塑性良好的面團狀態；③中空棒狀陶瓷坯體的成型將混練好的坯料置入擠泥機內，通過擠出口處的成型模具根據需要擠出所需直徑和壁厚的管狀坯體，將管狀坯體在干燥前用切斷封口機按所需長度進行切斷與兩端封口，成型后的中空管狀陶瓷棒坯體兩端封閉且兩端的直徑大于中間部分，其當量直徑為0.5～5毫米，其有效長度為當量直徑的3～15倍，其壁厚為0.1～1毫米；④中空棒狀陶瓷坯體的干燥及燒成，干燥通常在室溫—100攝氏度，燒成根據所用原料采用適當的燒成制度，含三氧化二鋁99％以上的材料燒成溫度在1800攝氏度，莫來石質材料的燒成溫度在1670攝氏度。
7.中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用，其特征是在生產定型輕質耐火材料的過程中或者在不定形輕質隔熱耐火材料的施工工程中，按照20～40％的體積比將中空陶瓷棒加入到配料中。
8.根據權利要求7所述之中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用，其特征是中空陶瓷棒的化學成分及礦物組成與所需配入的輕質耐火材料盡可能地接近，以便使兩者在生產過程及使用過程中具有足夠的親和性。
9.根據權利要求7或8所述之中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用，其特征是按照30％的體積比將中空陶瓷棒加入到配料中。
全文摘要
本發明涉及一種中空陶瓷棒及其制作工藝、以及中空陶瓷棒在生產輕質耐火材料中的應用。技術方案是以擠制方法首先將陶瓷坯料成型出管狀坯體，然后將管狀坯體切分成若干段，并且封閉管段的兩端，使之成為中空的棒狀坯體，中空棒狀坯體經干燥和燒成后得到中空陶瓷棒。在生產定型輕質耐火材料的過程中或者在不定形輕質隔熱耐火材料的施工工程中，將中空陶瓷棒加入到配料中，中空的陶瓷棒被包埋于輕質耐火材料中能夠有效起到支撐和嵌聯作用，與同樣工藝條件下不加入中空陶瓷棒的制品相比制品的抗壓、抗折，尤其是抗熱震性能大幅度地提高，其中同等檢測方法下的抗熱震次數可以提高3～5倍，本發明具有產品及生產工藝合理、提高輕質耐火材料的抗剝落性能、并且不犧牲耐火材料隔熱性能等特點，解決了人們長期急需解決的技術問題。
文檔編號B28B21/52GK1454765SQ0314053
公開日2003年11月12日 申請日期2003年5月28日 優先權日2003年5月28日
發明者鄭玉民 申請人:鄭玉民