專利名稱：：Atg600型蜂窩陶瓷載體的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及TG600型蜂窩陶瓷載體組合
技術領域：
。蜂窩陶瓷載體由于其獨特的結構和性能，已被廣泛應用于燃油機動車的尾氣凈化催化劑載體。公知技術中的200￣350孔/平方英寸堇青石質普通載體普遍存在著材質性能不穩(wěn)定，幾何比表面積偏低，高溫熱性能和抗機械沖擊性差及負載結合性不好等缺點，以致嚴重影響其凈化效率和使用壽命。實踐證明，現(xiàn)有技術已經(jīng)不能滿足于機動車尾氣凈化治理的現(xiàn)狀，于是出現(xiàn)了一些有關的專利技術和產品。如91204920.0“組合式蜂窩陶瓷載體”，公開的是將整體式的載體改為由2塊以上的載體塊拼裝而成。該技術沒有從根本上解決問題。又如97111336.X“三角形孔蜂窩狀陶瓷載體”，公開的是將三角形孔進行各種組合，該技術是強調了孔型的改進，而沒有從材質、形狀、結構上綜合考慮。本發(fā)明的目的是采用改性的優(yōu)質堇青石材料和獨特的制造工藝，應用600孔/平方英寸高孔密度薄壁結構，從材質、形狀、結構上徹底改變現(xiàn)有技術中的不足之處，提高其熱穩(wěn)定性、耐高溫熱性、抗機械沖擊性，以及對負載的適應性，從而提高凈化率和使用壽命。本發(fā)明的技術方案陳述如下ATG600型蜂窩陶瓷載體，是以合成堇青石為主要原料，配以部分工業(yè)純化工原料，并添加少量礦物添加劑，經(jīng)過堇青石原料合成研制、調泥、成型、干燥、燒結、修整、包裝工藝流程和方法制作成成品。2、堇青石的選料及合成工藝采用精選優(yōu)質焦寶石、滑石及少量粘土，配以部分工業(yè)純α-Al2O3Mg(OH)2等化工原料，并添加少量礦物添加劑BaCO3，ZrO2，LiOH，硼玻璃等；堇青石的化學成分控制范圍Al2O330～35％，SiO248～51％，MgO11～13％，BaCO3/ZrO2或B2O3/Li2O4～8％。原料合成工藝精確配料、濕法細磨、除鐵、榨泥干燥、裝缽燒結。3、堇青石合成過程中，添加劑礦物選用試劑級材料，按BaCO3/ZrO2∶B2O3/Li2O=1∶0．05～0．07的配比加入，濕法細磨250目過篩，入窯水份低于5％，燒成止火溫度1420℃，保溫4～5小時，水霧急冷至900℃后隨窯冷卻至70℃出窯。4、采用以熱固型高粘樹脂、有機增塑乳液和有機溶劑為主的無水調泥配方熱固型樹脂5～8％，乳液6～10％，有機溶劑20～24％，表面活性劑1～2％，并經(jīng)多次真空處理。5、無水調泥后，采用模具連續(xù)擠壓成型的方法，即模具的進泥面孔徑為0.86～0.92mm，孔距1.2～1.4mm，出泥端槽寬0.08～0.12mm，方孔距1.0～1.2mm，擠出比為1.2∶1，成型壓力120～140KN/cm。6、坯件成型后的干燥形式為循環(huán)熱風，介質溫度50～70℃，干燥時間(固化時間)為20～30min。7、坯件成型干燥后，是在300-400℃無殘余水分的條件下入窯燒結，并在300-700℃段坯體排膠，爐窯用中性火焰，700--1380℃自由升溫，在1380℃時保溫2小時。8、出窯坯件是按幾何精度要求經(jīng)過磨床精磨為成品。本發(fā)明的特點可通過下表顯示出來&lt;表1&gt;&lt;表1&gt;產品性能指標和參比<tablesid="table1"num="001"><table>類別指標ATG600I載體200～350孔/平方英寸普通載體容重kg/dm30.5～0.570.65～0.75幾何比表面積cm2/cm334.4～41.621.2～27.8熱膨脹系數(shù)(線)(0～900℃)×10-61/℃1.0～1.4，(400℃以下略有負膨脹)2.0～2.5正壓強度KN/cm2常溫180～250120～160900～1100℃270～36080～120軟化溫度℃1400～14501360～1380載體高溫抗機械沖擊優(yōu)良一般載體與中間負載及催化劑結合性結合牢固，無中間層共相熔結，催化劑活性高且持久。高溫時易與中間負載及催化劑共熔結晶，致使催化劑失活。催化劑再生性可再生利用不能再生催化劑凈化效率(三元催化為例)86％97％平均使用壽命公里7.4萬公里3.6萬公里</table></tables>下面通過實施例對本發(fā)明再作進一步說明本發(fā)明采用經(jīng)改性的優(yōu)質堇青石材料和獨特的制造工藝，首創(chuàng)600孔/平方英寸高孔密度薄壁結構載體技術。ATG6001蜂窩陶瓷載體產品經(jīng)鑒測，與普通載體相比，其幾何結構、熱穩(wěn)定性、高溫(1100℃)抗機械沖擊性以及對負載的適應性等性能都得到突破性的改善和提高，從而大大提高了凈化器產品的凈化效率和使用壽命。制造流程如下堇青石原料合成、粉碎和細磨-調泥-成形-干燥-燒成-修整-檢選包裝。工藝控制1、堇青石原料合成、粉碎和細磨目前市售普通載體使用的堇青石原料，一般是用高鋁粘土和滑石等原礦按堇青石理論成分配料、混合、大型窯爐燒結合成的，其缺點是原礦組分不穩(wěn)定，大型倒焰窯或隧道窯溫差大且控溫精度差(堇青石晶相生成溫度很窄，約20℃)，致使合成的堇青石含量偏低且組織不均勻。本發(fā)明的合成堇青石，采用精致優(yōu)選焦寶石、滑石及少量粘土，配以部分工業(yè)純α-Al2O3、Mg(OH)2等化工原料，并添加少量礦物添加劑(BaCO3.ZrO2.LiOH.硼玻璃等)，經(jīng)高效混合球磨，4-5小時精確保溫燒結而成。礦物添加劑的加入，擴大了堇青石合成溫度范圍，改善了晶相組織和材質高溫性能。堇青石合成料化學成分范圍Al2O330-35％；SiO248-51％；MgO11-13％；BaCO3/ZrO2B2O3/Li2O4-8％；其它＜1％合成工藝要點合成流程精確配料-濕法細磨-除鐵-榨泥干燥-裝缽燒成。參數(shù)控制原料成分含量允許偏差小于1％，重量配料采用自動稱量配料系統(tǒng)，精確度小于0.2Kg；添加劑礦物選用試劑級材料，嚴格按BaCO3/ZrO2∶B2O3/Li2O=1∶0.05-0.07配比加入。濕法細磨出料全經(jīng)250目篩；泥餅入窯水分低于5％；燒成止火溫度1420℃，保溫4-5小時，保溫精度小于10℃；水霧急冷至900℃后隨窯冷卻至70℃出窯。堇青石塊料粉碎細磨將堇青石塊料粉碎至約1mm顆粒后入超細磨中細磨，出料細度350-400目，堇青石粉料須嚴格控制其顆粒形狀和級配。2、調泥本發(fā)明區(qū)別于普通低孔密厚壁載體所用的水型調泥形式，采用以熱固型高粘樹脂、有機增塑乳液和有機溶劑為主的無水調泥配方，并經(jīng)多次真空處理，大大改善了泥料成形性能，降低了形成模-泥阻力和載體孔道氣流阻力，提高了產品的幾何精度、孔道表面光潔度以及氣孔開口孔率。調泥配方(重量比)熱固型樹脂5-8％；乳液6-10％；有機溶劑20-24％；表面活性劑1-2％。注泥料有效使用時間不超過4小時。3、成形產品用金屬模連續(xù)擠壓成形。因本發(fā)明采用無水調泥配方，降低了?！嘧枇?，縮短了軟坯定型固化時間，大大減小了干燥收縮，為制品的高幾何精度提供了保證。成形模具用優(yōu)質高強耐磨合金鋼精密加工而成。模具主要參數(shù)進泥面孔徑0.86-0.92mm，孔距1.2-1.4mm；出泥端槽寬0.08-0.12mm，方孔距1.0-1.2mm；擠出比1.2∶1成形壓力120-140KN/cm24、干燥本發(fā)明因采用了純有機調泥配方，大大縮短了干燥固化時間，降低了干燥介質溫度，干燥收縮的減小，減少了軟坯變形和坯件干燥開裂的機會。干燥形式循環(huán)熱風；介質溫度50--70℃干燥時間(固化時間)20-30min5、燒成本發(fā)明采用高速噴嘴燃氣小截面隧道窯計算機自控燒結技術燒成，參見“燒成曲線”燒成工藝控制入窯溫度300-400℃(坯件無殘余水分，可提高入窯溫度，縮短燒成周期)；排膠溫度300-700℃段坯體排膠，宜用氧化焰緩慢升溫，排膠時間約4小時；700--1380℃為自由升溫期，火焰為中性焰；1380℃保溫2小時，保溫精度和溫差小于7℃；1380℃保溫2小時，止火急冷至900℃后隨窯冷卻。精磨休整出窯坯件用磨床精磨，以確保其幾何精度。權利要求1.一種ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于是以合成堇青石為主要原料、配以部分工業(yè)純化工原料，并添加少量礦物添加劑，經(jīng)過堇青石原料合成、調泥、成型、干燥、燒結、修整、包裝工藝流程和方法制作成成品。2.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于堇青石的選料及合成工藝如下采用精選優(yōu)質焦寶石、滑石及少量粘土，配以部分工業(yè)純α-AlO.Mg(OH)2等化工原料，并添加少量礦物添加劑BaCO3.ZrO2.LiOH.硼玻璃等；堇青石化學成分控制范圍AlO30-35％，SiO248-51％，MgO11-13％，BaCO3/ZrO2或B2O3/Li2O4-8％原材料合成工藝精確配料、濕法細磨、除鐵、榨泥干燥、裝缽燒結。3.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于堇青石合成過程中，添加劑礦物選用試劑級材料，按BaCO3/ZrO2∶B2O3/Li2O=1∶0.05-0.07的配比加入，濕法細磨250目過篩，入窯水分低于5％，燒成止火溫度1420℃，保溫4-5小時，水霧急冷至900℃后隨窯冷卻至70℃出窯。4.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于采用以熱固型高粘樹脂、有機增塑乳液和有機溶劑為主的無水調泥配方熱固型樹脂5-8％，乳液6-10％，有機溶劑20-24％，表面活性劑1-2％，并經(jīng)多次真空處理。5.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于無水調泥后，采用模具連續(xù)擠壓成型的方法，即模具的進泥面孔徑是0.86-0.92mm，孔距1.2-1.4mm，出泥端槽寬0.08-0.12mm，方孔距1.0-1.2mm，擠出比為1.2∶1，成型壓力120-140KN/cm。6.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于坯件成型后的干燥形式為循環(huán)熱風，介質溫度50-70℃，干燥時間(固化時間)為20-30分鐘。7.根據(jù)權利要求1所述的ATG600型蜂窩陶瓷載體的制作方法，其特征在于坯件成型干燥后，是在300-400℃無殘余水分的條件下入窯燒結，并在300-700℃段坯體排膠，爐窯用中性火焰，700-1380℃自由升溫，在1380℃時保溫2小時。8.出窯坯件是按幾何精度要求經(jīng)過磨床精磨為成品。全文摘要本發(fā)明涉及一種ATG600蜂窩陶瓷載體的制作方法,它是以合成堇青石為主要原料,配以部分工業(yè)純化工原料,并添加少量礦物添加劑,經(jīng)過堇青石原料合成、調泥、成型、干燥、燒結、修整、包裝,制作成成品。文檔編號B01J35/00GK1284407SQ00109858公開日2001年2月21日申請日期2000年7月13日優(yōu)先權日2000年7月13日發(fā)明者甘萍,李圣秋,甘建軍,黃偉華,甘承萍申請人:甘萍