本发明涉及一种蓄热式燃烧器用蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术：
蓄热式燃烧技术从根本上提高了加热炉的能源利用率，特别是对低热值燃料（如高炉煤气）的合理利用，既减少了污染物（高炉煤气）的排放，又节约了能源，成为满足当前资源和环境要求的先进技术，是一项具有巨大节能和环保双重功效的新型燃烧技术，另外，蓄热式燃烧技术的采用又强化了加热炉内的炉气循环，均匀炉子的温度场，提高了加热质量，效果也非常显著。
该技术的关键之一是制备高性能的蜂窝陶瓷蓄热材料，蜂窝陶瓷蓄热体具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、强度高、蓄热量大、导热性好等显著优点，节能效果和使用寿命大大提高，是蓄热式燃烧器的关键部件，广泛应用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉，热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等窑炉中。该技术通过换向装置使两个蓄热室交替吸热放热，最大限度地回收烟气的热量，再把炉内的助燃空气和煤气加热到1000℃以上，即使低热值的劣质燃料也能实现稳定着火和高效燃烧，可节省燃料达到40%-70%，产量提高15%以上，钢坯氧化烧损下降40%以上，nox排放小于100ppm，排放的烟气温度低于150℃，大大降低了地球大气的温室效应。如果全国大多数工业窑炉都采用蜂窝陶瓷的蓄热式燃烧技术，其经济效益和社会效益不可估量，将极大地缓解能源紧缺的状况，改善人类的生存环境。
在实际应用过程中，蜂窝陶瓷蓄热体的性能决定着蓄热式燃烧器的换热效果，高性能的蜂窝陶瓷蓄热体必须具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、强度高、蓄热量大、导热性好等优点。目前，现有蜂窝体在使用过程中存在使用温度低、寿命短、高温重烧线变化大，荷重软化温度低，热震稳定性差等问题，因此，研制高性能的蜂窝陶瓷蓄热体在蓄热式燃烧中变得尤为必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法，该蜂窝陶瓷蓄热体具有耐压强度高、荷重软化温度高、导热性和热震稳定性好，使用温度高等特点。
本发明的目的及解决其技术问题是通过以下技术方案来实现的。一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，包括磨料、预混合、混练、初练、困料、精练、挤出成型、低温干燥、高温烧成工艺步骤。
所述的磨料是通过球磨机将500-700重量份的莫来石及30-50重量份的电熔镁砂大颗粒原料磨细至200-325目。
所述的预混合是将磨细后的莫来石和电熔镁砂粉料和100-200重量份的刚玉粉、100-200重量份的氧化铝微粉、10-50重量份的硅微粉、10-30重量份的碳化硅粉、2-5重量份的氧化锆粉、2-5重量份的粘结剂和1-3重量份的增塑剂干粉料在混料机中先混合3-5min，使干态粉料充分混合均匀。
所述的混练是将1-4重量份的润滑剂和5-15重量份的液体结合剂加入预混合后的干粉料内，充分强力混合10-15min，得到均匀的泥料。
所述的初练是将混练后的泥料放入真空挤出机上进行抽真空挤出练泥1-3次，使泥料内成分更加均匀。
所述的困料是将初练后的泥料放入pe袋内，在10-25℃下放置24-48h。
所述的精练是将困料后的泥料再次在真空挤出机上练泥1-3次。
所述的挤出成型是将精练后的泥料在装有模具的挤出机上挤压，形成所需要的蜂窝陶瓷蓄热体坯料。
所述的干燥是将挤出成型后的蜂窝体坯料在恒温恒湿干燥房内逐步升温干燥至水分低于5%，干燥房内温度小于120℃。
所述的高温烧成是将干燥后的蜂窝体在梭式窑或隧道窑内于1400-1700℃下煅烧5-10h，即得到蜂窝陶瓷蓄热体成品。
本发明还包括高温烧成后的拣选，所述的拣选是将烧成后的蜂窝陶瓷蓄热体人工或机器人检测其外观，符合要求进行包装，不合格品进行回收处理。
所述的粘结剂是酚醛树脂、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、氨甲基纤维素中的一种或几种混合物。
所述的增塑剂是膨润土、塑性黏土、滑石粉、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、淀粉中的一种或几种混合物。
所述的润滑剂是菜籽油、棕榈油、亚麻籽油、豆油、桐油、道达尔油、柴油中的一种或几种混合物。
所述的液体结合剂是超纯水、纯水、去离子水、蒸馏水中的一种或几种混合物。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体，可以解决目前蓄热式燃烧蜂窝陶瓷蓄热体在使用中容易破碎、尺寸收缩、热震性差，高温性能低等问题，该蜂窝陶瓷蓄热体本发明的蜂窝陶瓷蓄热体具有耐压强度高、荷重软化温度高、导热性和热震稳定性好，使用温度高于1450℃等特点，同时制备工艺简单，便于生产，制备产品根据不同类型设计，可以广泛应用于钢铁、机械、建材、石化、有色金属冶炼等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉等炉窑蓄热式燃烧技术中。
具体实施方式
本发明包括磨料、预混合、混练、初练、困料、精练、挤出成型、低温干燥、高温烧成工艺步骤。
所述的磨料是通过球磨机将500-700重量份的莫来石及30-50重量份的电熔镁砂大颗粒原料磨细至200-325目。
所述的预混合是将磨细后的莫来石和电熔镁砂粉料和100-200重量份的刚玉粉、100-200重量份的氧化铝微粉、10-50重量份的硅微粉、10-30重量份的碳化硅粉、2-5重量份的氧化锆粉、2-5重量份的粘结剂和1-3重量份的增塑剂干粉料在混料机中先混合3-5min，使干态粉料充分混合均匀。
所述的混练是将1-4重量份的润滑剂和5-15重量份的液体结合剂加入预混合后的干粉料内，充分强力混合10-15min，得到均匀的泥料。
所述的初练是将混练后的泥料放入真空挤出机上进行抽真空挤出练泥1-3次，使泥料内成分更加均匀。
所述的困料是将初练后的泥料放入pe袋内，在10-25℃下放置24-48h。
所述的精练是将困料后的泥料再次在真空挤出机上练泥1-3次。
所述的挤出成型是将精练后的泥料在装有模具的挤出机上挤压，形成所需要的蜂窝陶瓷蓄热体坯料。
所述的干燥是将挤出成型后的蜂窝体坯料在恒温恒湿干燥房内逐步升温干燥至水分低于5%，干燥房内温度小于120℃。
所述的高温烧成是将干燥后的蜂窝体在梭式窑或隧道窑内于1400-1700℃下煅烧5-10h，即得到蜂窝陶瓷蓄热体成品。
本发明还包括高温烧成后的拣选，所述的拣选是将烧成后的蜂窝陶瓷蓄热体人工或机器人检测其外观，符合要求进行包装，不合格品进行回收处理。
所述的粘结剂是酚醛树脂、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、氨甲基纤维素中的一种或几种混合物。
所述的增塑剂是膨润土、塑性黏土、滑石粉、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、淀粉中的一种或几种混合物。
所述的润滑剂是菜籽油、棕榈油、亚麻籽油、豆油、桐油、道达尔油、柴油中的一种或几种混合物。
所述的液体结合剂是超纯水、纯水、去离子水、蒸馏水中的一种或几种混合物。
下面结合实施例对本发明做进一步具体说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
本发明的高性能蜂窝陶瓷蓄热体制备的具体实施方式如下：
1）磨料：通过球磨机将650kg莫来石及30kg电熔镁砂大颗粒原料磨细至200目以下。
2）预混合：将磨细后的莫来石和电熔镁砂粉料和150kg刚玉粉、130kg氧化铝微粉、10kg硅微粉、10kg碳化硅粉、3kg氧化锆粉、2.5kg粘结剂和2kg增塑剂干粉料在混料机中先混合3min，使干态粉料充分混合均匀。
3）混练：将2.5kg润滑剂和10kg液体结合剂加入预混合后的干粉料内，充分强力混合15min，得到均匀的泥料。
4)初练：将预混练后的泥料放入真空挤出机上进行抽真空挤出2次，使泥料内成分更加均匀。
5）困料：将初练后的泥料放入pe袋内，在15℃下放置24h。
6）精练：是将困料后的泥料再次在真空挤出机上练泥2次。
7）挤出成型：将精练后的泥料在装有模具的挤出机上挤压，形成所需要的蜂窝陶瓷蓄热体坯料。
8）低温干燥：将挤出成型后的蜂窝体坯料在恒温恒湿干燥房内逐步升温至110℃，干燥蜂窝体坯料至水分低于5%。
9）高温烧成：是将干燥后的蜂窝体在梭式窑或隧道窑内于1450℃下煅烧5-10h，即得到蜂窝陶瓷蓄热体成品。
10）拣选：将烧成后的蜂窝陶瓷蓄热体人工或机器人检测其外观，符合要求进行包装，不合格品进行回收处理。
制备的合格蜂窝陶瓷蓄热体产品检测性能结果如下表：
1.一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）磨料：通过球磨机分别将500-700重量份的莫来石和30-50重量份的电熔镁砂原料磨细至200-325目，得到莫来石粉料和电熔镁砂粉料；
2）预混合：将磨细后的莫来石粉料和电熔镁砂粉料和100-200重量份的刚玉粉、100-200重量份的氧化铝微粉、10-50重量份的硅微粉、10-30重量份的碳化硅粉、2-5重量份的氧化锆粉、2-5重量份的粘结剂和1-3重量份的增塑剂干粉料在混料机中先混合3-5min，使干态粉料充分混合均匀；
3）混练：将1-4重量份的润滑剂和5-15重量份的液体结合剂加入预混合后的干粉料内，充分强力混合10-15min，得到均匀的泥料；
4）初练：将预混练后的泥料放入真空挤出机上进行抽真空挤出1-3次，使泥料内成分更加均匀；
4）困料：将初练后的泥料放入pe袋内，在10-25℃下放置24-48h；
5）精练：将困料后的泥料再次在真空挤出机上练泥1-3次；
6）挤出成型：将精练后的泥料在装有模具的挤出机上挤压，形成所需要的蜂窝陶瓷蓄热体坯料；
7）低温干燥：将挤出成型后的蜂窝体坯料在恒温恒湿干燥房内逐步升温干燥至水分低于5%，干燥房内温度小于120℃；
8）高温烧成：将低温干燥后的蜂窝体在梭式窑或隧道窑内于1400℃-1700℃下煅烧5-10h，即得到蜂窝陶瓷蓄热体成品。
2.根据权利要求1所述的高性能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，其特征在于，所述粘结剂是酚醛树脂、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、氨甲基纤维素中的一种或几种混合物；
所述的增塑剂是膨润土、塑性黏土、滑石粉、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、淀粉中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的高性能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，其特征在于，所述润滑剂是菜籽油、棕榈油、亚麻籽油、豆油、桐油、道达尔油、柴油中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的高性能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，其特征在于，所述液体结合剂是超纯水、纯水、去离子水、蒸馏水中的一种或几种混合物。
5.一种高性能蜂窝陶瓷蓄热体，由权利要求1~4任一项所述的蜂窝陶瓷蓄热体制备方法制备得到。
技术总结