[发明专利]用节能型搪玻璃釉涂搪的大型搪玻璃设备的搪烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型搪玻璃设备的搪烧方法。属搪玻璃技术领域。

背景技术

搪玻璃设备是石油、化工、医药、食品工业的重要防腐、防污染设备。搪玻璃设备，由搅拌器、减速机和罐体组成。罐体(如图1)由上封头2、下封头5、筒体4和管口等组成。罐体底部有出料管口7，上部有加料管口8及人孔1等，其外部有夹套，夹套由夹套筒体3、夹套下封头6和接管组成。搪玻璃罐体用上接环9、下接环10与夹套焊接。

搪玻璃罐体内壁涂搪一层玻璃质釉，玻璃质釉经850-950℃高温烧成而粘附于坯体壁(低碳钢)上。其中搪烧技术是工艺过程中最重要的工艺。传统的搪烧工艺是将常温制品直接放入已升温至850-950℃左右的窑炉中，制品自由地升温，等再升温到850-950℃左右，玻璃质釉在低碳钢制搪玻璃设备坯体表面熔化成均匀的玻璃质釉层，在这个过程中由于窑炉中的气氛、玻璃质釉和钢材之间复杂的化学反应及物理作用，使釉层的质量难于保证，产生严重的锈点、泡影(暗泡或称再沸气泡)、发纹等缺陷。究其原因，主要有以下几点：

1、再沸，是指已经涂搪的试件(或工件)，再加热时会突然出现气泡，当延长烧成时间，气泡会塌陷或消失，而钢材中含有的氢是产生搪瓷缺陷“再沸”的主要根源。

氢在纯铁中的溶解度是温度的函数，随温度升高氢在钢中溶解度增大，反之，降温则析出，如图2所示。

这里要指出存在于钢材中的氢有多种形式，而主要是两种，即：分子氢(H₂)及原子氢[H]。分子氢会储存于钢材的间隙中。分子氢和原子氢可以相互转化，存在量的比例与温度及压力有关。分子氢在钢材中是不可扩散的。原子氢[H]在钢材中会向各个方向扩散，同时也会向玻璃-金属界面聚集，以气体分子H₂的形式沉淀于任何足够大的界面空隙里。当再次搪烧时氢分子会应受热而形成再沸气泡。

2、暗泡、锈点等缺陷主要与初生态氢[H]在钢中的行为有关，钢中氢的来源是多方面的，除了钢材自身含有一定量的氢外，在搪烧时钢材表面与水气的反应生成的初生态氢[H]也是氢的重要来源，有如下反应：

C+H₂O→CO+2[H]      ……①

Fe+H₂O→FeO+2[H]    ……②

                      ……③

反应中的H₂O主要存在于窑炉气氛中，气氛中的水汽越多，生成的初生态氢越多，产生的暗泡、锈点等缺陷也就越多。而由于通常窑炉中的水汽为不确定因素。特别是高温雨水季节，空气非常潮湿。该气氛中有很多的水汽，会生成很多的初生态氢，因此也就会产生的较严重的的暗泡、锈点等缺陷。因此只有降低窑炉气氛中的水汽才会降低钢材中溶解原子氢的量从而使降温时析出原子氢的量变少，从而克服或减少再沸。

3、本发明专利所采用的搪玻璃釉为一种磨加超细ZrO₂粉体作增强剂的节能型玻璃面釉，由熔块和磨加物两部分组成，其熔块主要由以下重量份的原料组成：

基体剂：SiO₂+B₂O₃＝45～55

助溶剂：Na₂O+K₂O＝7～12    MgO+CaO+BaO＝12～16    Li₂O3.5～6

着色剂：CoO    1～2

耐火成分：ZrO₂+Al₂O₃+TiO₂＝6～15；

所述磨加物，其组成按熔块重量为100计，主要由以下重量份的原料组成：

400～500目锆英粉40～60

悬浮剂粘土3～5。

我们把磨好的釉料制成圆柱体试样，采用与实际生产中釉烧的升温速率相同的加热速率，用高温显微镜观察试样在加热过程中外形的变化情况，并记录下不同形状时的温度。如图3所示为玻璃釉料熔融过程外形的变化图。根据图3就可测出该搪玻璃釉的高温特性参数：

始熔温度(η＝10^7.6泊)：550℃

熔化温度(η＝10^4.8泊)：780℃

完全熔化温度(η＝10^3.2泊)：880℃

流动温度(η＝10^2.2泊)：960℃。