CN111718201A - 一种高纤维含量预制件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高纤维含量预制件及其制备方法，涉及金属基无机耐磨材料技术领域。包括以下质量份数的原料：骨料10‑70份、混合细粉10‑40份以及增强纤维10‑40份。该高纤维含量预制件及其制备方法，本发明制备的预制件依靠增强纤维为基体，填充耐火度高的无机耐火材料，经过震动成型、高温烧结而成，具有优异的超高耐磨性、抗侵蚀性以及抗热震性能等优点；本发明制备的预制件通过配料、混合、震动成型以及干燥烧制后，即得成品，制备的预制件含有高纤维，保证了预制件的强度，此产品可适用于各种窑炉高温耐磨部位，同时能保证预制件所需的强度。
Description
技术领域
本发明涉及金属基无机耐磨材料技术领域，具体为一种高纤维含量预制件及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，预制件广泛的使用在高温热工窑炉中，窑炉是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺成型中的必备设施，窑炉在使用的过程中需要保证其耐磨高温部位的强度对窑炉的使用效果至关重要。
现有技术中的预制件普遍应用于目前各种高温热工窑炉的高温、耐磨的部位，虽然使用效果可以，但是其主要材质为无机氧化物，存在强度不够高，耐磨性不好的问题，因此使得高温热工窑炉会出现使用寿命不稳定的问题，为此，我们提出了一种高纤维含量预制件及其制备方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高纤维含量预制件及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纤维含量预制件，包括以下质量份数的原料：骨料10-70份、混合细粉10-40份以及增强纤维10-40份。
一种高纤维含量预制件的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，第一次搅拌完成后加入水，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再自然干燥，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中的骨料的粒度为0.1-3mm，骨料的材质为铝矾土、蓝晶石、红柱石、硅线石、镁砂以及焦宝石中的一种或至少两种的混合物。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中的混合细粉的粒度为0.001-0.1mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥、碳化硅以及硅微粉中的一种或至少两种的混合物。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中的增强纤维的纤维长度为1-100mm，增强纤维的材质可以是不锈钢、二氧化硅、有机纤维以及其它合金纤维中的一种或至少两种的混合物。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中的第一搅拌的时间为1-3min，所述步骤S2中加水量为3-15％，再次搅拌的时间为1-5min。
进一步优化本技术方案，所述步骤S4中自然干燥的时间为5-24h。
进一步优化本技术方案，所述步骤S5中再次自然干燥的时间为10-24h，所述步骤S5中高温窑烧制的温度为1000-1600℃。
与现有技术相比，本发明提供了一种高纤维含量预制件及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该高纤维含量预制件及其制备方法，本发明制备的预制件依靠增强纤维为基体，填充耐火度高的无机耐火材料，经过震动成型、高温烧结而成，具有优异的超高耐磨性、抗侵蚀性、抗热震性能等优点。
2、该高纤维含量预制件及其制备方法，本发明制备的预制件通过配料、混合、震动成型以及干燥烧制后，即得成品，制备的预制件含有高纤维，保证了预制件的强度，此产品可适用于各种窑炉高温耐磨部位，同时能保证预制件所需的强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种高纤维含量预制件及其制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参考图1所示，一种高纤维含量预制件，包括以下质量份数的原料：骨料30份、混合细粉30份以及增强纤维40份。
一种高纤维含量预制件的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，搅拌的时间为2min，第一次搅拌完成后加入水，加水量为8％，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，再次搅拌的时间为3min，骨料的粒度为1mm，骨料的材质为铝矾土和蓝晶石两种的混合物，混合细粉的粒度为0.05mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥以及碳化硅的混合物，强纤维的纤维长度为50mm，增强纤维的材质可以是不锈钢、二氧化硅以及有机纤维的混合物，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，自然干燥的时间为12h，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再次自然干燥，再次自然干燥的时间为16h，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，烧制的温度为1400℃，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件，制得高纤维含量预制件的热震稳定性1100℃水冷≥20次，常温耐磨性≤1.0cm3，常温耐压强度＞200Mpa。
实施例二：请参考图1所示，一种高纤维含量预制件，包括以下质量份数的原料：骨料40份、混合细粉40份以及增强纤维20份。
一种高纤维含量预制件的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，搅拌的时间为2.5min，第一次搅拌完成后加入水，加水量为7％，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，再次搅拌的时间为4min，骨料的粒度为1.5mm，骨料的材质为硅线石和焦宝石中的混合物，混合细粉的粒度为0.06mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有碳化硅和硅微粉中的混合物，强纤维的纤维长度为40mm，增强纤维的材质可以是有机纤维，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，自然干燥的时间为12h，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再次自然干燥，再次自然干燥的时间为15h，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，烧制的温度为1200℃，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件，制得高纤维含量预制件的热震稳定性1100℃水冷≥15次，常温耐磨性≤1.5cm3，常温耐压强度＞160Mpa。
实施例三：
请参考图1所示，一种高纤维含量预制件，包括以下质量份数的原料：骨料50份、混合细粉20份以及增强纤维30份。
一种高纤维含量预制件的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，搅拌的时间为1min，第一次搅拌完成后加入水，加水量为13％，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，再次搅拌的时间为4min，骨料的粒度为2.5mm，骨料的材质为蓝晶石、红柱石以及焦宝石的混合物，混合细粉的粒度为0.009mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有纯铝酸钙水泥和硅微粉中的混合物，增强纤维的纤维长度为70mm，增强纤维的材质可以是不锈钢和有机纤维以的混合物，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，自然干燥的时间为20h，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再次自然干燥，再次自然干燥的时间为20h，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，烧制的温度为1400℃，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件，制得高纤维含量预制件的热震稳定性1100℃水冷≥12次，常温耐磨性≤1.8cm3，常温耐压强度＞140Mpa。
实施例四：
请参考图1所示，一种高纤维含量预制件，包括以下质量份数的原料：骨料60份、混合细粉25份以及增强纤维25份。
一种高纤维含量预制件的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，搅拌的时间为3min，第一次搅拌完成后加入水，加水量为15％，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，再次搅拌的时间为5min，骨料的粒度为3mm，骨料的材质为镁砂和焦宝石的混合物，混合细粉的粒度为0.1mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有碳化硅和硅微粉中的混合物，强纤维的纤维长度为90mm，增强纤维的材质可以是不锈钢和其它合金纤维中的混合物，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，自然干燥的时间为22h，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再次自然干燥，再次自然干燥的时间为21h，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，烧制的温度为1500℃，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件，制得高纤维含量预制件的热震稳定性1100℃水冷≥10次，常温耐磨性≤2.0cm3，常温耐压强度＞120Mpa。
判断标准：通过四个实施例对比，效果最佳者为实施例一，因此，选择实施例一为最佳实施例，具体对量的改变，也属于本技术方案保护的范围。
本发明的有益效果：该高纤维含量预制件及其制备方法，本发明制备的预制件依靠增强纤维为基体，填充耐火度高的无机耐火材料，经过震动成型、高温烧结而成，具有优异的超高耐磨性、抗侵蚀性、抗热震性能等优点；本发明制备的预制件通过配料、混合、震动成型以及干燥烧制后，即得成品，制备的预制件含有高纤维，保证了预制件的强度，此产品可适用于各种窑炉高温耐磨部位，同时能保证预制件所需的强度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高纤维含量预制件，其特征在于，包括以下质量份数的原料：骨料10-70份、混合细粉10-40份以及增强纤维10-40份。
2.一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料的准备：按重量份数依次称取骨料、混合细粉以及增强纤维备用；
S2、混合物料的制备：将步骤S1中称取的骨料、混合细粉以及增强纤维依次加入倾斜式高速搅拌机中进行高速搅拌，进行第一次搅拌，第一次搅拌完成后加入水，再次进行搅拌后得到所需的混合物料，备用；
S3、倒模制坯：将步骤S2制备的混合物料缓慢的倒入模具内，将模具安装在震动平台上，边震动边加料，将模具填满，制备所需的坯件，备用；
S4、烘干和脱模：将步骤S3中的填满的模具自然干燥，干燥完成后开始脱模操作，脱模后的坯件进行备用；
S5、坯件的烧制：将步骤S4中的制备的坯件再自然干燥，干燥完成后放入高温窑中进行烧制，冷却后取出即可得到高纤维含量预制件。
3.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的骨料的粒度为0.1-3mm，骨料的材质为铝矾土、蓝晶石、红柱石、硅线石、镁砂以及焦宝石中的一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的混合细粉的粒度为0.001-0.1mm，混合细粉的材质包含骨料材质外含有氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥、碳化硅以及硅微粉中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的增强纤维的纤维长度为1-100mm，增强纤维的材质可以是不锈钢、二氧化硅、有机纤维以及其它合金纤维中的一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的第一搅拌的时间为1-3min，所述步骤S2中加水量为3-15％，再次搅拌的时间为1-5min。
7.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中自然干燥的时间为5-24h。
8.根据权利要求2所述的一种高纤维含量预制件的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中再次自然干燥的时间为10-24h，所述步骤S5中高温窑烧制的温度为1000-1600℃。
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