[发明专利]一种陶瓷膜支撑体煅烧用垫脚以及控制陶瓷膜支撑体形变的方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷膜支撑体煅烧用垫脚，为横条形异型柱状，其径向横截面为倒置的扇形；所述垫脚的下表面为圆柱面，上表面与陶瓷膜支撑体底部相接触的支承面与下表面为同圆心圆柱面。此外，还公开了一种控制陶瓷膜支撑体形变的方法。本发明通过采用具有异型结构的垫脚用以在煅烧过程中支承陶瓷膜支撑体，能够很好地适应陶瓷膜支撑体的烧结收缩形变，从而有效避免了现有技术陶瓷膜支撑体所出现的断裂、麻点、扭曲等外观缺陷。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜生产技术领域，尤其涉及一种陶瓷膜支撑体煅烧用支承器件以及控制陶瓷膜支撑体形变的方法。

背景技术

膜分离技术已被国际上称为二十一世纪最高效的分离技术之一。陶瓷膜是以Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SiC等原料经一系列特殊工艺制作而成的具有多孔结构的膜分离材料，为两层或两层以上膜层构成的多层非对称结构，包括具有良好分离功能的分离膜层、以及保证陶瓷膜具有足够机械强度和高渗透通量的支撑体膜层。根据支撑体的形状，陶瓷膜可以分为管状、多通道和平板状。平板状陶瓷膜支撑体的外形尺寸通常为宽度250～500mm、长度1000～1500mm、厚度3～7mm，多通道陶瓷膜的外形尺寸通常为长度1000～1800mm、外径25～40mm，采用的主要原料为Al₂O₃，通过添加有机添加剂，获得可塑性良好的泥料，通过挤出成型获得所需形状，经过干燥、煅烧(煅烧温度在1550～1750℃)而得到陶瓷膜支撑体。

陶瓷膜支撑体通常需要在较高的烧结温度下煅烧，才能够在保持一定孔隙率的前提下获得足够的机械强度。在烧结过程中通常存在2～7％的烧结收缩率，由于陶瓷膜支撑体具有很大的长径比(25～72)，在轴向方向上的长度一般为1000～1800mm，而一根1000mm长的陶瓷膜支撑体，其形变尺寸(也即收缩量)至少为20mm，因此，也就意味着陶瓷膜支撑体在烧结过程中必然出现明显的收缩滑动。为使得陶瓷膜支撑体能够自由滑动，目前现有技术多采用在陶瓷膜支撑体与棚板之间铺一层刚玉砂以减少摩擦。然而，使用刚玉砂存在着以下两个技术问题：

(1)刚玉砂与陶瓷膜支撑体直接接触，由于陶瓷膜的密度较大，约3.9kg/cm³，刚玉砂的粒径约0.2mm；并且刚玉砂尖锐的棱角，使其产生明显的应力集中，类似图钉作用。因此，在支撑体重力的作用下、以及高温条件下，刚玉砂颗粒容易陷入到陶瓷膜支撑体中，从而形成点状外观缺陷。

(2)刚玉砂的存在增大了与陶瓷膜支撑体之间的接触面积，陶瓷膜支撑体与刚玉砂之间形成了面接触，这样，特别是在开始烧结收缩阶段，由于有机物被氧化完全，氧化铝颗粒之间的结合力最弱，增大的接触面积容易导致陶瓷膜支撑体断裂，造成明显的外观缺陷。而且，刚玉砂铺设时难以保证其堆积密度处处相同，在陶瓷膜支撑体重力作用下会发生重排，致使与其接触的陶瓷膜支撑体表面发生扭曲，进而导致陶瓷膜支撑体发生变形等缺陷。目前陶瓷膜支撑体的外观缺陷主要包括断裂、麻点(点缺陷)、扭曲等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种陶瓷膜支撑体煅烧用垫脚，用以在煅烧过程中支承陶瓷膜支撑体，通过采用异型结构实现等高倾斜，以适应陶瓷膜支撑体的烧结收缩形变，从而有效避免出现外观缺陷。本发明的另一目的在于提供一种控制陶瓷膜支撑体形变的方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种陶瓷膜支撑体煅烧用垫脚，为横条形异型柱状，其径向横截面为倒置的扇形；所述垫脚的下表面为圆柱面，上表面与陶瓷膜支撑体底部相接触的支承面与下表面为同圆心圆柱面。