一种体积稳定型高温台板及制造方法技术

一种体积稳定型高温台板，属于耐火窑具制备领域，以烧结刚玉、电熔莫来石颗粒为骨料，基质中引入钛酸铝复合相材料经高温烧制而成，制得的台板既能保证台板使用的高温强度及热震性好的要求，另能明显提高台板的体积稳定性，经在使用环境下长时间循环后测试，推进方向的尺寸变化≤0.5%。

A volume stable high temperature platen and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种体积稳定型高温台板及制造方法
本专利技术属于耐火窑具制备领域，尤其是一种体积稳定型高温台板，同时提供这种体积稳定型高温台板的制造方法。
技术介绍
台板，亦称推板或移进板，是推板窑炉中承载产品推进运行的关键部件，不仅要满足烧结的高温气氛条件，而且要求薄台板(一般厚度只有30mm)承受20—30kg/板压力，以及传输被烧产品长距离（30M左右）推进挤压力，经受从室温→高温→室温长期循环引起的高低温不断变化冲击(每20—30h左右循环一次（炉内）)，有长的使用寿命。推板在使用过程中只要有一块发生破碎、掉块爬板、粘结或变形，就会导致无法继续推进而被迫停窑进行翻顶处理的重大事故，给使用者造成较大经济损失。因此，台板不仅要求具有优良的耐高温强度和耐磨性、较好的抗热震稳定性和体积稳定性，还要求对烧成制品不产生污染，以及保证台板的一致性，对台板的综合性能要求极高。目前市场上通常使用莫来石质台板，其它材质的台板例如堇青石、刚玉材质等不是因为耐火度低就是膨胀大而不适用，碳化硅因为在氧化气氛中不耐氧化，也不能使用。例如：中国专利CN1796465软磁铁氧体烧结氮窑用推板，重量百分比为：电熔莫来石0.5-3mm40～45%，0.06～0.5mm5～8%，〈0.04mm18～22%，板状刚玉0.5-3mm8~12%，电熔白刚玉0.06-0.5mm1~3%，α-氧化铝〈0.045mm10~14%、〈4um4～6%,二氧化硅微粉2~4%，外加硅铝凝胶8～9%。这种软磁铁氧体烧结氮窑用推板适用于在1450℃以下的氮窑中使用，温度与使用的要求和本专利不相同，和本专利有着较大区别。中国专利CN201410809937.3一种高性能改性莫来石高温台板及制备工艺，重量百分比为：电熔莫来石≤3mm40~50%、板状刚玉≤3mm20~35%、α-氧化铝≤320目12~20%、尖晶石≤200目3~5%、高岭土≤200目7~10%、氧化镧氧化钇复合稀土添加剂≤1um0.5~1%，所述的氧化镧氧化钇复合稀土添加剂中氧化钇与氧化镧的质量配比为1：0.05～0.3。该专利具有较好的抗热震性及高温强度，但长期使用下来，因推板的材料组成线膨胀系数大，推板的推进面因受力挤压易产生较大的变化，尺寸增大，可能降低使用寿命，甚至影响到窑炉的安全平稳运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种体积稳定型高温台板，是使用温度在1600℃以下的各类电子材料及特种陶瓷产品在推板式窑炉中烧结时作为承载产品的推进运行的关键部件，主要创新在于在台板窑具领域引入低膨胀系数，高抗热震和抗热冲击性能优异的钛酸铝材料，并对引入钛酸铝材料进行复合第二相掺杂改性，有效解决钛酸铝材料在800-1300℃高温不稳定性问题，即在该复合耐火材料体系中加入少量的氧化硅及莫来石微粉，高温烧成下形成稳定的固溶体，形成固溶体的晶相对抑制钛酸铝主晶相的高温分解有决定性的作用，能确保复合材料制品的体积稳定性，同时固溶体中反应形成的莫来石复合第二相又能提高复合材料的高温强度和高温抗热震性。以烧结刚玉、电熔莫来石颗粒为骨料，基质中引入钛酸铝复合相材料经高温烧制的台板既能保证台板使用的高温强度及热震性好的要求，另能明显提高台板的体积稳定性，经在使用环境下长时间循环后测试，推进方向的尺寸变化≤0.5%。具体是这样实施的：一种体积稳定型高温台板，其特征在于各组份原料的质量百分比为：烧结刚玉1～3mm30~40%电熔莫来石颗粒0.3～1mm10~20%α-氧化铝微粉≤0.045mm15~25%电熔莫来石微粉≤0.045mm10~20%钛酸铝微粉≤0.063mm10~20%二氧化硅微粉≤0.045mm2~6%高岭土≤0.063mm5~10%。这种体积稳定型高温台板的制造方法是：先将电熔莫来石微粉和钛酸铝微粉、二氧化硅微粉在球磨机上按配比外加0.1%聚乙烯醇有机粘结剂水溶液球磨制成浆料进行干粉造粒，另将烧结刚玉、电熔莫来石颗粒、α-氧化铝微粉、高岭土按质量百分比加入V型混料机中，再将造粒料加入混料机中混和均匀，密闭困料30-48小时，在大吨位压机上加压成型，干燥后再经高温烧成制得。造成高温台板损坏的主要原因是抗热震性能和机械强度这对矛盾，抗热震性不好就会导致台板因经不起冷热急变的冷热循环冲击而造成开裂或断裂损坏；机械强度不够，在交变的烧成环境下，会产生脱层、掉块、剥落，严重的也可能引起台板开裂或断裂；另高温台板的体积稳定较差也是造成高温台板使用寿命较短的主要原因；在充分掌握台板使用环境要求及产生损坏及使用寿命短的主要原因基础上，本专利技术通过引入钛酸铝材料，关键攻克引入钛酸铝材料的复合第二相掺杂改性，高温烧成下形成稳定的固溶体，能确保复合材料制品的体积稳定性，同时固溶体中反应形成的莫来石复合第二相又能提高复合材料的高温强度和高温抗热震性。具体实施方式实施例1一种体积稳定型高温台板，各组份原料的质量百分比组成为：烧结刚玉1～3mm40%、电熔莫来石颗粒0.3～1mm14%、α-氧化铝微粉≤0.045mm15%、电熔莫来石微粉≤0.045mm10%、钛酸铝微粉≤0.063mm14%、二氧化硅微粉≤0.045mm2%、高岭土≤0.063mm5%。先将电熔莫来石微粉和钛酸铝微粉、二氧化硅微粉在球磨机上按配比外加0.1%聚乙烯醇水溶液球磨8小时左右制成浆料，然后进行干粉造粒，后备用；另将烧结刚玉、电熔莫来石颗粒、α-氧化铝微粉、高岭土按质量百分比加入V型混料机中，再将造粒料加入混料机中均匀混和24小时左右，密闭困料30-48小时；在大吨位压机上加压成型，分段式干燥，再经过高温烧成工艺制得。经在1600℃的高温窑炉试用，本推板在窑炉中可使用152次，推进方向的尺寸变形在0.5%控制要求范围之内，不发生热震开裂，不发生掉块或剥落，与轨道接触面的磨损小，具有良好的体积稳定性和较长的使用寿命。实施例2一种体积稳定型高温台板，各组份原料的质量百分比组成为：烧结刚玉1～3mm30%、电熔莫来石颗粒0.3～1mm10%、α-氧化铝微粉≤0.045mm17%、电熔莫来石微粉≤0.045mm15%、钛酸铝微粉≤0.063mm12%、二氧化硅微粉≤0.045mm6%、高岭土≤0.063mm10%。先将电熔莫来石微粉和钛酸铝微粉、二氧化硅微粉在球磨机上按配比外加0.1%聚乙烯醇水溶液球磨8小时左右制成浆料，然后进行干粉造粒，后备用；另将烧结刚玉、电熔莫来石颗粒、α-氧化铝微粉、高岭土按质量百分比加入V型混料机中，再将造粒料加入混料机中均匀混和24小时左右，密闭困料30-48小时；在大吨位压机上加压成型，分段式干燥，再经过高温烧成工艺制得。经在1600℃的高温窑炉试用，本推板在窑炉中可使用145次，推进方向的尺寸变形在0.5%控制要求范围之内，不发生热震开裂，不发生掉块或剥落，与轨道接触面的磨损小，具有良好的体积稳定性和较长的使用寿命。实施例3一种体积稳定型高温台板，各组份原料的质量百分比组成为：烧结刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体积稳定型高温台板，其特征在于各组份原料的质量百分比为：/n烧结刚玉 1～3mm 30~40%/n电熔莫来石颗粒0.3～1mm 10~20%/nα-氧化铝微粉≤0.045 mm 15~25%/n电熔莫来石微粉≤0.045mm 10~20%/n钛酸铝微粉≤0.063mm 10~20%/n二氧化硅微粉≤0.045mm 2~6%/n高岭土≤0.063mm 5~10%。/n

【技术特征摘要】
1.一种体积稳定型高温台板，其特征在于各组份原料的质量百分比为：
烧结刚玉1～3mm30~40%
电熔莫来石颗粒0.3～1mm10~20%
α-氧化铝微粉≤0.045mm15~25%
电熔莫来石微粉≤0.045mm10~20%
钛酸铝微粉≤0.063mm10~20%
二氧化硅微粉≤0.045mm2~6%
高岭土≤0.063mm5~10%。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王立平，王理达，
申请(专利权)人：江苏三恒高技术窑具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32