金属增强型大尺寸陶瓷纤维管及其制备方法与流程

allin2025-04-30  54


本发明涉及高温烟气净化,具体涉及金属增强型大尺寸陶瓷纤维管及其制备方法。


背景技术:

1、陶瓷纤维过滤材料具有过滤阻力低、过滤效果好、化学稳定性好、抗热震性好等优点,在烟气过滤、空气净化、化工过滤等领域具有广阔的应用前景。目前,现有的陶瓷纤维过滤材料抗折强度低,抗折强度通常不超过2mpa,在工程应用过程中,极易断裂,使用寿命短,限制了陶瓷纤维过滤材料的推广应用。

2、目前陶瓷纤维管的成型工艺主要有抽滤成型和缠绕成型,体系有烧结体系和免烧体系,其中缠绕成型可以添加钢丝或其它陶瓷或玻璃纤维对纤维管进行增强。

3、现有技术中公开了一个专利号为专利zl202310027163.8的专利,该方案包括以下步骤:s1、制备陶瓷浆料;s2、在旋转的多孔模具上沿多孔模具的轴向边缠绕连续长纤维边浇注所述陶瓷浆料至预设长度后,沿反方向继续边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料至预设长度;s3、重复s2步骤往复的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程至预设厚度,得到陶瓷纤维过滤材料坯体;s4、烘干所述陶瓷纤维过滤材料坯体,得到所述增强型陶瓷纤维过滤材料;其中,所述连续长纤维为夹杂有金属线的氧化铝纤维或夹杂有金属线的耐高温玻璃纤维或夹杂有金属线的玄武岩纤维。

4、包括上述专利在内的现有装置随着使用,也逐渐的暴露出了该技术的不足之处,主要表现在以下方面:

5、第一,目前面临的问题主要有大尺寸陶瓷纤维管由于抗折强度偏低,产品在使用过程中容易断裂。

6、第二,随着陶瓷纤维管径向方向长度的增加(长4000mm以上),产品搬运和使用过程中更容易折断,无法批量生产和实现工程应用。

7、综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本发明解决了传统技术中的大尺寸陶瓷纤维管由于抗折强度偏低,产品在使用过程中容易断裂;以及随着陶瓷纤维管径向方向长度的增加,产品搬运和使用过程中更容易折断,无法批量生产和实现工程应用的问题。

2、为解决上述问题,本发明提供如下技术方案:

3、金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,包括由内向外依次套装复合的金属骨架、滤网以及纤维管层,所述金属骨架为可拼接结构,所述滤网由上到下分为上层网与下层网。

4、所述上层网的孔道为直径50-200μm的网格,材质为耐高温的陶瓷纤维布。

5、作为一种优化的方案,所述下层网的孔道形状为网格状、菱形以及圆形中的一种,材质为不锈钢、301以及310s中的一种。

6、作为一种优化的方案,所述金属骨架包括位于两端的筒体结构以及位于中间部位的多孔结构。

7、作为一种优化的方案,陶瓷纤维管单独使用时,其中一个筒体结构固接有连接法兰,另一个筒体结构封堵设置。

8、作为一种优化的方案,陶瓷纤维管拼接使用时,两个筒体结构均固接有连接法兰。

9、作为一种优化的方案,所述筒体结构上套装有折叠伸缩结构,所述折叠伸缩结构的一端连接金属网,另一端连接所述连接法兰。

10、作为一种优化的方案,所述折叠伸缩结构的材质为金属材质或者陶瓷纤维布中的一种。

11、作为一种优化的方案,所述折叠伸缩结构的材质为金属材质时,采用焊接的方式与筒体结构相连接。

12、作为一种优化的方案,所述折叠伸缩结构的材质为陶瓷纤维布时,利用卡箍与筒体结构相连接。

13、作为一种优化的方案,所述金属骨架的材质为高温不锈钢、310以及310s中的一种。

14、本发明同时还公开金属增强型大尺寸陶瓷纤维管的制备方法,包括以下步骤:

15、s1:浆料的制备;

16、s2:将滤网连接于金属骨架上,将金属骨架放置于成型机;

17、s3:采用喷涂工艺将陶瓷纤维浆料喷在金属骨架表面,在喷涂浆料的过程中采用滚轴进行整形,并提高产品的密度、力学性能和外观平整度,最后形成坯体;

18、s4:将坯体采用直立旋转烘干方式进行烘干。

19、作为一种优化的方案,所述步骤s1,按照硅溶胶和水的重量比为1:1倒入搅拌桶内,添加重量比例为2%的有机粘结剂,之后加入陶瓷纤维,选用的陶瓷纤维为高纯莫来石纤维,纤维直径为8-14μm,单丝抗拉伸强度大于1-2gpa。纤维比克值为300-350ml和600-850ml纤维,重量比例为1:1,进行搅拌分散,陶瓷纤维的添加比为3-5%。

20、作为一种优化的方案,所述步骤s3,还包括通过负压连通成型后的坯体内部,将陶瓷纤维固定在表面,并将多余的液体排出。

21、作为一种优化的方案,所述步骤s4,烘干温度为90-150℃。

22、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

23、通过缠绕工艺和金属刚性骨架的完美结合,可攻克成型大尺寸纤维管的断裂,尤其是长度为4000-6000mm、壁厚在5-10mm的陶瓷纤维管;

24、刚性骨架可以降低在运行过程中最大摆动幅度,降低法兰断管率,提高产品的抗疲劳能力,提高产品的使用寿命;

25、若纤维管断裂后,纤维管也不会掉落或撞断周围的纤维管而造成损失;

26、通过壁厚的调整、成本的控制,可替代目前滤袋;

27、在金属增强型纤维管成型过程中不用成型模具,脱模工序,降低了投资成本,提高了生产效率;

28、金属增强的陶瓷纤维管可以解决2支全陶瓷纤维管在连接过程中膨胀系数不匹配,中间结合部位不牢固等关键问题;

29、配方采用高抗拉伸强度的莫来石,以及不同比克值纤维搭配,材料的力学性能远高于市场流通的陶瓷纤维管。



技术特征:

1.金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:包括由内向外依次套装复合的金属骨架、滤网以及纤维管层(5),所述金属骨架为可拼接结构,所述滤网由上到下分为上层网(3)与下层网(4)。

2.根据权利要求1所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述上层网(3)的孔道为直径50-200μm的网格,材质为耐高温的陶瓷纤维布;

3.根据权利要求1所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述金属骨架包括位于两端的筒体结构(1)以及位于中间部位的多孔结构(2)。

4.根据权利要求3所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:陶瓷纤维管单独使用时,其中一个筒体结构(1)固接有连接法兰(7),另一个筒体结构(1)封堵设置;

5.根据权利要求3所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述筒体结构(1)上套装有折叠伸缩结构(6),所述折叠伸缩结构(6)的一端连接金属网,另一端连接所述连接法兰(7)。

6.根据权利要求5所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述折叠伸缩结构(6)的材质为金属材质或者陶瓷纤维布中的一种。

7.根据权利要求6所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述折叠伸缩结构(6)的材质为金属材质时,采用焊接的方式与筒体结构(1)相连接;

8.根据权利要求1所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管,其特征在于:所述金属骨架的材质为高温不锈钢、310以及310s中的一种。

9.金属增强型大尺寸陶瓷纤维管的制备方法,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的金属增强型大尺寸陶瓷纤维管的制备方法,其特征在于:所述步骤s1,按照硅溶胶和水的重量比为1:1倒入搅拌桶内,添加重量比例为2%的有机粘结剂,之后加入陶瓷纤维,选用的陶瓷纤维为高纯莫来石纤维,纤维直径为8-14μm,单丝抗拉伸强度大于1-2gpa。纤维比克值为300-350ml和600-850ml纤维,重量比例为1:1,进行搅拌分散,陶瓷纤维的添加比为3-5%;


技术总结
金属增强型大尺寸陶瓷纤维管及其制备方法,涉及高温烟气净化技术领域,包括由内向外依次套装复合的金属骨架、滤网以及纤维管层,所述金属骨架为可拼接结构,所述滤网由上到下分为上层网与下层网。本发明解决了传统技术中的大尺寸陶瓷纤维管由于抗折强度偏低,产品在使用过程中容易断裂;以及随着陶瓷纤维管径向方向长度的增加,产品搬运和使用过程中更容易折断,无法批量生产和实现工程应用的问题。

技术研发人员:张久美,唐钰栋,赵世凯,李杰,柳华利
受保护的技术使用者:山东工业陶瓷研究设计院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-20808.html

最新回复(0)