[發明專利]一種多孔輕質隔熱保溫耐火材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810225985.2
• 申請日: 2008-11-10
• 公開（公告）號: CN101417888A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 黃朝暉;黃軍同;房明浩;劉艷改;胡建輝;衛李賢
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種工業窯爐用多孔輕質隔熱保溫耐火材料及其制備方法，屬于耐火材料領 域。

背景技術：

工業窯爐是工業生產中的主要耗能設備，每年能耗數量巨大，尤其在冶金、建材、陶瓷、 玻璃、化工及機電企業中的熱加工過程中，工業窯爐的能耗可占總能耗的40-70％。然而各種 工業窯爐的熱損失一般都很大，在大多數情況下，它們的熱效率都較低，能源利用率不到30％， 因此，迫切需要優質的隔熱保溫耐火材料，以降低大量能量的散熱損失和蓄熱損失，達到節 能的目的。

目前應用于各種窯爐內襯的隔熱材料用量較大的硅酸鋁類耐火纖維，由于其導熱系數較 小(0.14-0.16W/m·K，800℃)，在窯爐節能效果方面已經得到充分的證實，但存在價格昂貴、 強度較低、在高溫下長期使用時結構會發生重大改變而降低其隔熱性能等問題，因此耐火纖 維長期使用的耐熱極限多在1200℃以下，同時耐火纖維在極限溫度下使用時使用壽命很短， 一般只有耐火磚的1/2-1/5。另外，硅酸鋁類耐火纖維對呼吸系統有致癌的可能，歐共體已將 硅酸鋁耐火纖維列為二類致癌物質并限制生產。我國目前雖然對纖維的使用在法律上尚未加 以限制，但是采用環保安全的隔熱保溫耐火材料替代陶瓷纖維是隔熱耐火材料發展的一個必 然趨勢。

因此，國內外一些耐火材料生產商相繼開發出了一些輕質耐火磚作為窯爐的耐火內襯材 料，其中包括鈣長石系列輕質耐火磚和莫來石輕質耐火磚。由于鈣長石具有密度小、熱膨脹 系數低、熱導率低等特點，因此一些國家(如美國、英國、日本等)相繼開發出以鈣長石為 主晶相的隔熱耐火材料。如英國摩根公司開發出的鈣長石系列輕質耐火磚，主晶相為鈣長石， 使用溫度從1100℃至1260℃，體積密度低到小于0.48g/cm³，導熱系數(800℃)為0.18W/m·K。 莫來石熔點較高(熔點為1850℃)，強度較高，以其為主晶相的輕質耐火磚使用溫度較高。 如英國摩根公司開發出的莫來石輕質耐火磚，主晶相為莫來石，使用溫度從1430℃至1540℃， 體積密度最低為0.78g/cm³～0.88g/cm³，導熱系數(600℃)為0.31～0.36W/m·K。鈣長石系列 輕質耐火磚雖然導熱系數小，但鈣長石的強度較低和熔點較低(熔點為1550℃)而影響其使 用溫度和使用壽命，在較高的溫度下使用容易變形，使用溫度較低的缺陷限制了其廣泛的應 用。莫來石輕質耐火磚雖然有較高的使用溫度，但導熱系數較高，節能效果受到影響。因此， 開發一種低導熱系數、高強度的多孔輕質耐火磚對我國高溫窯爐行業的節能具有重要意義。

發明內容：

本發明目的是針對目前窯爐內襯用鈣長石系列輕質耐火磚存在使用溫度不高且強度較低 影響使用壽命，莫來石輕質耐火磚導熱系數較高而影響節能效果等問題，利用莫來石耐高溫 性能好、鈣長石導熱系數低的特點，提出一種含莫來石和鈣長石的多孔輕質隔熱保溫耐火磚 及其制備方法，來達到制備高效節能、高強度、長壽命的高溫工業窯爐內襯用的輕質耐火磚 的目的，從而為高溫工業的節能做出貢獻。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明是一種多孔輕質導熱系數低強度高隔熱保溫效果好的隔熱保溫耐火磚，其特征在 于：該耐火磚的主要耐高溫物相為莫來石相和鈣長石相；該耐火磚的主要化學成分為：Al₂O₃30.0％～53.9wt.％，SiO₂30.0～39.9wt.％，CaO?2.1～20.0wt.％，其它雜質總含量小于5.0wt.％。