固体蓄能块及其制造方法技术

一种固体蓄能块及其制造方法，该固体蓄能块所含铁的氧化物的重量为７３％，硅１１％，其余为杂质；其制造方法是将铁矿石粉碎至５ｍｍ以下，再加入纯铁粉，得到所含铁的氧化物的重量为７３％的混合物；在上述混合物中加入重量百分比为０．６７％的中性溶液得到湿状物；根据成型蓄能块的体积，按成型蓄能块比重３．６换算出加入模具的湿状混合物重量，将湿状混合物加入模具后利用３５０吨压机加压成型后放入连续烧结炉中经过１８小时升至１０５０℃温度区域，在１０５０℃温度区域保温２．５小时；令蓄能块在炉内经过２０小时降温至３００℃后，出炉冷却至室温。其目的是提供一种蓄能密度大、无腐蚀性、可直接被加热的固体蓄能块。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储热的材料，具体地说是一种在使用时储热材料未发生物理状态变化的。
技术介绍
随着我国经济建设的高速发展，对保护环境、节约资源、减少浪费的要求愈来愈高，因此，国内外近年来对蓄热节能技术的开发引起广泛的兴趣，对蓄热节能材料技术的信息特别关注，目前已报道的蓄热节能材料大多采用相变蓄热方式，利用介质的发生物理状态变化达到蓄热、放热的目的，然而这种相变介质材料尚存在诸多的问题，主要体现在1、相变介质材料的腐蚀性与蓄能效果的问题。目前尚未开发出相变蓄能效果好，放热高，而腐蚀性相对较低的相变介质材料。2、相变介质材料的容器体积问题。要保证适宜的蓄能效率和较低的腐蚀性的折中方案，势必造成相变介质容器的体积相对庞大，同时对容器材料的耐腐蚀性、导热性、机械强度有较高的要求，使得制作成本大大提高。3、相变介质材料在相变过程中，有一小部分相变介质将发生不可逆变的相变，经多次可逆相变过程，会造成不可逆变的相变介质逐步积累直至影响可逆相变的发生，也就说相变介质存在着使用寿命的问题。4、实用成本较高。相变介质吸热是一个脉动过程，为了克服直接加热对封装相变介质的容器寿命带来的不利影响，现大多采用以水为媒介的间接加热方式，需采用较大的体积和附属装置来完成，其放热过程也是以水为媒介的热传导释放过程，考虑到水的汽化对整个散热系统承压的不利影响，水的温度不能高于110℃，为达到适宜的室内温度必须靠扩大装置体积来补救，从而造成设备成本的提高和较低的热传导效率，实用性尚不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服以上技术存在的不足，而提供一种蓄能密度大、无腐蚀性、物理和化学性能稳定、可直接被加热的固体蓄能块的制造方法及产品。本专利技术的固体蓄能块，其由铁的氧化物、硅和杂质组成，其中铁的氧化物和硅的重量百分比分别为铁的氧化物65％-85％，硅2.4％-27％，其余为杂质。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，经过以下加工步骤制成(1)、选矿，确定所含Fe3O4的重量百分比； (2)、将铁矿石粉碎至5mm以下颗粒；(3)、在铁矿石颗粒物中加入纯铁粉，使其混合物所含铁的氧化物重量达到65％-85％(4)、在上述混合物中加入重量百分比为0.4-1％的中性溶液和重量百分比为1-5％的活性炭后将其搅拌均匀，得到湿状混合物；(5)、按所需蓄能块的规格形状制备模具，并计算出成型蓄能块的体积；(6)、根据成型蓄能块的体积，将其乘以蓄能块比重3.6±0.5换算出加入模具的湿状混合物重量，将湿状混合物加入模具中，利用350吨以上的压机加压成型；(7)、将压制成型的蓄能块放入连续烧结炉中，令蓄能块经过18±1小时升至1050±50℃温度区域，在1050±50℃温度区域保温2.5±0.5小时；(8)、令蓄能块在炉内经过20±2小时降温至300±50℃后，出炉冷却至室温。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述步骤(3)中所含铁的氧化物的重量为70％-80％。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述步骤(4)中加入重量百分比为0.67％的中性溶液。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述步骤(4)中还加入重量百分比为2-4％的活性炭。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述活性炭的重量百分比为3％的。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述步骤(6)中降温至300±20℃后，出炉冷却至室温。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述步骤(3)中所含铁的氧化物重量为73.6％。本专利技术的固体蓄能块的制造方法，其中所述铁矿石为褐铁矿，所述中性溶液为水、机油或柴油。本专利技术所述的固体蓄能块的优点和有益效果在于由于选用导热性好、熔点高的铁质材料为主要原料，采用适当的原料配比和工艺条件制成，其材料来源丰富，价格低廉，蓄能密度大且无腐蚀性，并可直接承受高温被加热至580℃，无需中间媒介吸收热能，故采用本专利技术的固体蓄能块的制造方法的蓄能电采暖器、蓄能电淋浴器具有体积小、造价低、安装简便、便于用户自动调控、运行费用低廉、绿色环保等特点。具体实施例方式下面结合实施例，进一步详述本专利技术。实施例1(1)、选矿，确定褐铁矿所含Fe3O4的重量百分比为53％±10；(2)、将褐铁矿粉碎至5mm以下颗粒； (3)、根据褐铁矿所含Fe3O4的重量百分比，在褐铁矿颗粒中加入纯铁粉，使其混合物的所含铁的氧化物重量达到65％-85％，或将褐铁矿和纯铁粉的比例确定为褐铁矿(含Fe3O4为53％±10)与纯铁粉(含Fe为98％以上)重量比为3∶2；(4)、在褐铁矿与纯铁粉的混合物中加入重量百分比为0.67％的水，再加入重量百分比为3％的活性炭后将其搅拌均匀，得到湿状混合物；加入活性炭可使褐铁矿中的Fe3O4和SiO2在烧结过程中发生还原反应，使Fe3O4转化为较稳定的Fe2O3；(5)、按所需蓄能块的规格形状制备模具，并计算出成型蓄能块的体积；(6)、根据成型蓄能块的体积，按成型蓄能块比重为3.6换算出加入模具的湿状混合物重量，将湿状混合物加入模具中，利用350吨以上的压机加压成型；(7)、将压制成型的蓄能块放入连续烧结炉中，令蓄能块经过18小时升至1050±50℃温度区域，在1050±50℃温度区域保温2.5小时；(8)、令蓄能块在炉内经过20小时降温至300℃后，出炉冷却至室温。经上述步骤制得的蓄能块，其中铁的氧化物和硅的重量百分比分别为铁的氧化物65％-85％，硅2.4％-27％，其余为杂质。实施例2(1)、选矿，确定褐铁矿所含Fe3O4的重量百分比为65％±5；(2)、用破碎机将褐铁矿粉碎至5mm以下颗粒；(3)、根据褐铁矿所含Fe3O4的重量百分比，在褐铁矿颗粒中加入纯铁粉，使其混合物的所含铁的氧化物重量达到到65％-85％，或将褐铁矿和纯铁粉的比例确定为褐铁矿(含Fe3O4为65％±5)与纯铁粉(含Fe为98％以上)重量比为3∶1.8-3∶1.5；(4)、在褐铁矿与纯铁粉的混合物中加入重量百分比为0.67％的水，再加入重量百分比为3％的活性炭后将其搅拌均匀，得到湿状混合物；加入活性炭可使褐铁矿中的Fe3O4和SiO2在烧结过程中发生还原反应，使Fe3O4转化为较稳定的Fe2O3；(5)、按所需蓄能块的规格形状制备模具，并计算出成型蓄能块的体积；(6)、根据成型蓄能块的体积，按成型蓄能块比重为3.6换算出加入模具的湿状混合物重量，将湿状混合物加入制备好的模具中，利用350吨以上的压机加压成型；(7)、将压制成型的蓄能块放入连续烧结炉中，令蓄能块经过18小时升至1050±50℃温度区域，在1050±50℃温度区域保温2.5小时； (8)、令蓄能块在炉内经过20小时降温至300℃后，出炉冷却至室温。经上述步骤制得的蓄能块，其中铁的氧化物和硅的重量百分比分别为铁的氧化物65％-85％，硅2.4％-27％，其余为杂质。本专利技术所述的固体蓄能块经上述加工步骤制成后，其整体强度高，固体蓄能块受热时升温速度适中，不会在反复的加热和冷却的过程中开裂，放热速度稳定，放热时间长。本专利技术所述的固体蓄能块用于蓄能电采暖器，可在供电系统的用电低谷时间运行，使用户得以利用夜间用电低谷时电价的优惠，将电能转化为热能，降低用电费用。现有的热水蓄能电采暖器是利用热水显热储能，储能密度较低，为了满足在低价电过后较长时间里稳定供暖，箱体内本文档来自技高网...

【技术保护点】
固体蓄能块，其特征在于：其由铁的氧化物、硅和杂质组成，其中铁的氧化物和硅的重量百分比分别为：铁的氧化物６５％－８５％，硅２．４％－２７％，其余为杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦明，崔世芳，冯新书，宋世伟，赵宝龙，陈中秋，王小明，
申请(专利权)人：北京雪花电器集团公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]