泡沫炭超高温大型硬质隔热室制造方法 【技术领域】
本发明属于高温炉隔热室技术领域，尤其是涉及一种泡沫炭超高温大型硬质隔热室制造方法。
背景技术
近年来我国硬质合金、单晶硅、高温合金、炭/炭复合材料生产快速发展，据不完全统计，我国目前拥有硬质合金烧结炉、单晶硅炉、真空冶炼炉、真空热处理炉、气相沉积炉等多种炉型约10万台以上，这些高温炉目前仍普遍使用传统的软质炭毡做隔热室，存在着以下一些问题：一、制作安装过程繁琐，需要经过“剪裁”、“缝制”后再固定在石墨筒上等过程；二、隔热室造价高，隔热室由石墨筒、炭毡隔热层及加固钢带(板)等组成(即一般电阻炉需附带石墨筒一个，例如一个尺寸为φ600×1000的石墨筒价格在10000-15000元左右)，加压烧结炉还需配置加固钢带(板)；三、使用寿命短，气相沉积炉半年左右需更换一次；四、耗电量大；五、隔热性能衰退较快造成炉子温度场不稳定；六、炭毡高温脆化、掉沫等污染环境及产品；
针对软质炭毡所存在的问题，国内一些单位采用各种途径研究新型硬质隔热材料如“复合炭毡”、“硬质炭毡”等，但都没有彻底解决问题，因此，我国一些企业急需从国外高价进口高温硬质隔热材料，但是国外产品价格昂贵。
【发明内容】
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种针对目前国内高温炉采用软质炭毡终身制缝制隔热室存在着的问题、生产整体、硬质、异形大型隔热室，以满足国内硬质合金、单晶硅、炭/炭复合材料等高新产业的需要、替代进口隔热室、成本低、生产方法简单实用的泡沫炭超高温大型硬质隔热室制造方法。
本发明的目的是这样实现的，泡沫炭超高温大型硬质隔热室制造方法，其特点是该方法包括以下步骤：
a、按产品的形状和尺寸使用泡沫炭制作隔热室预制坯，需制成的隔热室直径小于1200mm时，采用泡沫炭整体一次成型制成隔热室预制坯，直径大于1200mm时，采用分块制作隔热室预制坯，然后拚装成型；
b、按产品的形状和尺寸制作隔热室型模；
c、用耐高温2000℃以上的胶粘剂将隔热室预制坯沿型模外缘胶粘、拚装成形体；
d、固化，将胶粘拼装成形体的预制坯和型模在温度160℃-200℃下固化50-60分钟；
e、固化好后脱型模，用车床加工至图纸尺寸，成为隔热室；
f、制防渗透敷膜，用耐高温2000℃以上的胶粘剂在隔热室内表面粘敷炭质薄膜；
g、在隔热室外表面涂覆防腐蚀和抗氧化剂；
h、整体烧结，将敷完膜的隔热室整体放入大型炭化炉内进行烧结，最高烧结温度：1100-1200℃，升温速率为5-200℃/小时，氮气保护；
所述的泡沫炭是由重量百分比为11-18％的炭粉，30-44％的粘结剂，1-10％的锆英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨胀石墨，15-20％的纤维，10-15％的PCF粉，5-10％的回用废料，0.1-8％的偶联剂，0.1-5％的甲基纤维素组成。
所述的胶粘剂是由重量百分比为40-50％的沥青，4-5％的磷酸，20-30％的二氧化硅，15-20％的炭黑，0.4-0.5％的偶联剂，1-2％的甲基纤维素，2-4％的丁腈橡胶混合而成。
所述的防腐蚀和抗氧化剂是由重量百分比为40-50％的二氧化硅，10-20％的氧化铝，3-6％的金红石，2-5％的三氧化二硼，1-3％的氧化钠，4-6％的氧化钾，10-20％的水混合而成。
所述的偶联剂为KH550、KH570中的一种或两种混合。
所述的粘结剂是糖浆、环氧树脂的一种或两种混合。
所述的氧化物是氧化钙、金红石和三氧化二铝中的一种或两种或两种以上任意混合。
所述的纤维是人造丝、炭纤维中的一种或两种混合。
所述的回用废料为本泡沫炭报废产品经破碎后的产物。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明采用泡沫炭隔热室，1、成型方法简单易行，可以一次成型或大型尺寸的通过拼装成型，而已有的方法是通过模压或是挤压成型，方法繁琐，设施复杂；2、成本低廉，隔热性能好。摒弃了其它企业先前的方法，有的是将短纤维模压法制作，还有的是将保温炭毡经过浸树脂法固化后成型，不仅成本高，而且密度大，隔热性能不好；3、由于泡沫炭这一材料的可加工性，使得用泡沫炭做成的隔热室也具备极强的可机械加工性能，可以加工成为任何形状及尺寸。而固体炭毡及其它方法制作都难以机械加工成为要求的尺寸和形状；本发明与炭毡隔热室的
实用效果对比如下：
序号实用特性炭毡本泡沫炭材料1隔热性较好好3使用寿命(功率升幅＞40％时更换)＜五个月＞17个月4防渗透性不能防渗透防渗透5环保特性短纤维粉尘污染无污染6材质软质硬质7成型性不能制作异形制品能做成异形，满足各种炉型对各种几何形状的要求
【具体实施方式】
实施例，一种泡沫炭超高温大型硬质隔热室制造方法，是用泡沫炭制作平板形或弧形隔热室预制坯，需制成的隔热室直径小于1200mm时，采用泡沫炭整体一次成型制成隔热室预制坯，直径大于1200mm时，采用分块制作隔热室预制坯，然后拚装成型；用木材按产品图纸制作、拚装隔热室型模，采用胶粘剂粘结小样，经1100℃的高温处理后，检查粘结强度，合格后放置24小时后待用，用胶粘剂将隔热室预制坯沿型模外缘胶粘拼装成整体，将胶粘拼装成的整体固化，固化是在160℃-200℃温度下保温1小时，固化好后脱型模，加工至需要尺寸，成为隔热室，用胶粘剂在隔热室内表面粘敷炭质薄膜，在隔热室外表面涂覆防腐蚀和抗氧化剂涂层，将敷完膜的隔热室整体放入大型炭化炉内进行整体烧结高温热处理，最高烧结温度：1100-1200℃，升温速率为5-200℃/小时，氮气保护，然后随炉降温出炉后，交付使用，其中泡沫炭是由重量百分比为11-18％的炭粉，30-44％的粘结剂，1-10％的锆英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨胀石墨，15-20％的纤维，10-15％的PCF粉，5-10％的回用废料，0.1-8％的偶联剂，0.1-5％的甲基纤维素组成，炭粉是炭黑、石油焦、沥青焦、石墨粉中的一种或两种或两种以上任意混合，粘结剂是糖浆、环氧树脂的一种或两种混合，氧化物是氧化钙、金红石和三氧化二铝中的一种或两种或两种以上任意混合，纤维是人造丝、炭纤维中的一种或两种混合，回用废料为本泡沫炭报废产品经破碎后的产物，泡沫炭的具体配比和生产方法详见本申请人同期申请的发明名称为“泡沫炭超高温硬质隔热材料及其生产方法”的专利申请，胶粘剂是由重量百分比为40-50％的沥青，4-5％的磷酸，20-30％的二氧化硅，15-20％的炭黑，0.4-0.5％的偶联剂，1-2％的甲基纤维素，2-4％的丁腈橡胶组成，泡沫炭和胶粘剂中的偶联剂为KH550、KH570中的一种或两种混合，防腐蚀和抗氧化剂是由重量百分比为40-50％的二氧化硅，10-20％的氧化铝，3-6％的金红石，2-5％的三氧化二硼，1-3％的氧化钠，4-6％的氧化钾，10-20％的水混合而成。