[发明专利]一种连续生产烧结金属纤维过滤材料的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种连续生产烧结金属纤维过滤材料的方法及其设备。

背景技术

烧结金属纤维过滤材料是一种高效的新型滤材，具有耐高温、耐腐蚀、纳污能力强和过滤精度高等优点。烧结金属纤维过滤材料可广泛应用于石油化工、聚酯化纤、生物医药和食品饮料等行业的流体过滤，同时可应用于火力发电和钢铁冶金等技术领域的高温烟气粉尘过滤。

目前，这种烧结金属纤维烧结过滤材料的生产广泛采用干法铺毡-真空烧结和湿法铺毡-真空烧结两种方法。中国发明专利公开书CN103170186A公开的干法铺毡-真空烧结法是以长度为10～80mm的金属短纤维为原材料，通过气流沉积的原理铺制单位克重为50～1000g/m²的松软的金属纤维毡。根据产品的设计，通常把两到四层不同单位克重和不同过滤精度的单层金属纤维毡叠加在一起，放入真空烧结炉中烧结成成品。高温真空烧结是在1000～1300℃的温度和真空的状态下保温3～10小时。这种方法是一个间歇式的生产方法，干法铺毡和真空烧结都是独立的步骤，真空烧结炉的升温和降温过程缓慢，生产周期可能长达30个小时。湿法铺毡-真空烧结法只是在铺毡的步骤与前述方法不同，湿法铺毡是把金属短纤维均匀地分散在添加了水溶性粘结剂的水溶液中，通过真空网带铺制均匀的金属纤维毡。然后采用真空烧结的方法烧结成成品。这两种的缺点都是间歇式的生产方法，生产周期长，成本高，导致了烧结金属过滤材料价格昂贵。尽管这种烧结金属纤维过滤材料有着其他过滤材料许多不可比拟的优点，但是也无法把这种过滤材料推广到更加广泛的应用领域。

发明内容

针对现有生产方法存在的不足，本发明的首要目的在于提供一种连续生产烧结金属纤维过滤材料的方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现上述连续生产烧结金属纤维过滤材料的设备。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种连续生产烧结金属纤维过滤材料的方法，包括铺毡工序、干燥工序、压实工序、烧结工序、压制成型工序和切片工序，所述铺毡工序、干燥工序、压实工序、烧结工序、压制成型工序和切片工序是连续不间断的，材料在烧结的过程中连续通过连续烧结炉的预加热段、保温段和降温段，并且在多组两辊式压机的连续轧制下直接烧结成型。

所述铺毡工序是指将金属短纤维投入干法铺毡机中，通过气流沉积的方法连续铺制成纤维毡；或者将金属短纤维投入到添加有水溶性粘结剂的搅拌槽中配制成均匀的悬浮液，通过真空网带的方法连续铺制成纤维毡；所述金属短纤维的长度为1.0～10.0mm。

所述干燥工序是指将铺毡工序铺制而成的纤维毡通过传送带传送至电阻丝加热烘干装置进行干燥；所述压实工序是指将干燥后的纤维毡通过传送带传送至两辊式预压机压实；压实工序是对单层纤维毡进行压实，或者是将多层不同规格的纤维毡进行压实。

所述烧结工序是指经过压实工序压实后的纤维毡由传送带以0.1m/min至1.0m/min的线速度进入连续烧结炉的预加热段进行加热，然后进入保温段进行烧结，最后进入降温段进行降温；所述烧结工序是在还原性气氛(优选干燥的氢气)或者惰性气氛(优选氩气、氮气)的保护下进行，烧结温度控制在1050℃～1300℃之间。

所述压制成型工序是指纤维毡在连续烧结炉中烧结的同时，在传送带的传送下在保温段中连续通过2～10组两辊式压机，在两辊式压机的压力下压制成型。通过调节两辊式压机的上下辊的间隙实现金属纤维毡在连续烧结炉里烧结时所需要的压力。

所述切片工序是指烧结降温、压制成型的纤维毡在传送带的作用下从连续烧结炉中输送至切片装置进行剪切。

一种实现上述的连续生产烧结金属纤维过滤材料的方法的设备，该设备包括传送带、铺毡装置、两辊式预压机、连续烧结炉和切片装置，以传送带的前进方向依次设置铺毡装置、两辊式预压机、连续烧结炉和切片装置，铺毡装置、两辊式预压机之间的传送带下方设有电阻丝加热烘干装置，连续烧结炉内分为预加热段、保温段和降温段，连续烧结炉内填充还原性气体或者惰性气体，连续烧结炉的保温段内设置2～10组两辊式压机。

所述铺毡装置为气流沉积方法的干法铺毡机或者真空网带方法的湿法铺毡机。

所述两辊式压机的轧辊材料为耐热不锈钢(优选310不锈钢和310S不锈钢)，轧辊直径为100mm～500mm；轧辊的表面采用等离子喷涂的方法喷涂一层耐高温氧化物陶瓷涂层(优选氧化铝涂层和氧化锆涂层)。

与现有的烧结金属纤维过滤材料的生产方法和生产设备相比，本发明具有以下优点：