[發明專利]一種剛玉質結構隔熱一體化復合磚及制備方法

有效

• 申請號: 201010192186.7
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101857450A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 王家邦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及耐火復合磚及制備方法，尤其是涉及一種剛玉質結構隔熱一體化復合磚及制備方法。

背景技術

耐高溫隔熱材料是各種窯爐等熱工設備的關鍵部分，耐高溫隔熱材料直接接觸火焰，要求既耐高溫又隔熱節能，對材料的性能要求特別高。開發輕質、高強、熱震穩定性好、使用溫度高能滿足輕質結構高溫窯爐所需的材料，改變傳統高溫窯爐采用重質材料而存在的熱容量大、升溫速率小、能耗大、使用壽命短、施工維修量大等缺點，為建設資源節約型和環境友好型社會服務。

氧化鋁空心球已經在耐火保溫隔熱領域得到廣泛應用，空心球利用了封閉空腔熱阻大的特點，隔熱效果好，強度高，耐高溫，抗剝落。輕質氧化鋁空心球制品克服了泡沫氧化鋁產品強度低、高溫抗蠕變性能差的特點，不但可以直接接觸火焰，還可以作為隔熱層使用，但其荷重軟化溫度有待于進一步提高，特別是爐齡得到提高之后，由于煙氣中的低熔點揮發成份進入及長時間蠕變作用易造成爐體內襯變形內突，爐頂塌陷。為進一步延長窯爐壽命，為滿足節能降耗的要求，浙江大學材料系無機非金屬材料研究所結合本所在高溫材料制備和高溫節能技術方面的優勢，利用研究所專有技術開發了空心球/剛玉-莫來石復合磚，致密層用來承重，同時提高窯爐致密性和降低高溫蠕變，輕質層主要用于隔熱和提高抗熱震性，以便進一步提高爐齡，達到節能降耗的目的。砌筑窯爐時注意，輕質層接觸火焰，否則起不到提高壽命作用。

發明內容

為了克服已有高溫窯爐重質剛玉磚結構和輕質氧化鋁空心球磚結構的缺點，本發明的目的在于提供結構強度好、耐火度高、保溫隔熱性能好及抗蠕變的一種剛玉質結構隔熱一體化復合磚及制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一、一種剛玉質結構隔熱一體化復合磚：

包括致密剛玉的重質支撐層，以及以氧化鋁空心球為輕質骨料的輕質隔熱層，由兩者復合而成，重質支撐層和輕質隔熱層的長度尺寸比例為1～5∶2～1。

二、一種剛玉質結構隔熱一體化復合磚的制備方法：

A、重質支撐層和輕質隔熱層的原料配比如下：

一、致密剛玉重質支撐層中，各個組分的質量百分含量為：

1～3mm電熔剛玉35～45％；小于1mm電熔剛玉20～35％；不大于325目電熔剛玉15～25％；α-Al₂O₃粉10～20％；外加結合劑3～5％；

二、輕質隔熱層為以氧化鋁空心球為輕質骨料的輕質隔熱層，其技術指標和含量比例如下：

氧化鋁空心球高強輕質隔熱層中，Al₂O₃的質量百分含量＞98.5％，粒徑為0.2～5mm，自然堆積密度0.6～0.9g/cm³；各個組分的質量百分含量為：氧化鋁空心球35～65％；α-Al₂O₃微粉35～65％；外加結合劑為α-Al₂O₃微粉質量百分含量的30～35％；對應密度為1.3～2.0g/cm³；

B、剛玉質結構隔熱一體化復合磚的制備方法：

(1)重質支持層制備：先將不大于325目粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，再在其余骨料顆粒與結合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10～30分鐘后備用；

(2)輕質隔熱層制備：以氧化鋁空心球為輕質骨料，把輕質骨料按比例和結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌10～30分鐘備用；

(3)成型：完成配料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成兩部分，重質支持層和輕質隔熱層的長度尺寸比例為1～5∶2～l，加料后抽出隔板，采用震動加壓或機壓成型；

(4)燒成：成型后的坯體取出經80～150℃烘干后裝窯于1650～1800℃保溫3～8小時燒成。

所述輕質隔熱層中，結合劑是磷酸溶液或磷酸二氫鋁溶液。

所述致密鎂鋁尖晶石的重質支撐層中，結合劑是有機結合劑或磷酸溶液或磷酸二氫鋁溶液。

本發明采用致密剛玉重質支撐層，氧化鋁空心球作為隔熱層骨料引入空隙提高隔熱性能并確保輕質隔熱層強度和耐火度。復合結構磚在成型加料時，先用隔板隔開，分別加入重質料和輕質料，加料后抽出隔板，采用震動加壓或機壓成型，坯體經80～150℃烘干后裝窯于1650～1800℃保溫3～8小時燒成。

氧化鋁空心球是氧化鋁含量在98.5％以上的電熔噴吹空心球。

本發明的具有的有益效果是：

本發明改變現有剛玉磚結構或氧化鋁空心球磚內襯結構窯爐存在的缺點，延長窯爐使用壽命，降低成本。