[發明專利]一種高鋁結構隔熱一體化復合磚及制備方法

有效

• 申請號: 201010192190.3
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101863675A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 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
• 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，尤其涉及一種高鋁結構隔熱一體化復合磚及制備方法。

背景技術

隨著水泥生產新技術的不斷出現，水泥生產主機設備向大型化方向發展，增加產量、提高質量、節能降耗、降低成本成為生產管理中增加效益的關鍵。回轉窯主要由窯筒體、耐火磚及傳動設備等組成。在生產過程中，物料中的熱量通過輻射和傳導作用傳遞給窯皮、耐火磚和窯筒體，傳遞到窯筒體的熱量再通過輻射和對流的方式散發到大氣中。由于導熱系數和材料的厚度決定溫降的多少，耐火磚和窯筒體的導熱系數較大，無論干法還是濕法，回轉窯筒體的熱損失都占兩者熱耗的四分之一左右，造成了能源的巨大浪費。目前，耐火磚是直接砌筑在窯筒體上，不能很好的降溫節能，另外，回轉窯的極限安全溫度在410℃左右，如果接近或超過這個溫度，將會存在安全隱患。

現有的耐火磚和隔熱磚大大都為單一結構，使用時需將各種性能的磚配合使用，若在相對固定不動的設備上，如隧道窯、倒閻窯，配合使用都能滿足要求；但在一些相對運動的設備上，如回轉窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進行了研究和攻關，并推出了一些重質和輕質相結合的復合磚，但由于輕質部分結構強度過低，無法滿足使用要求而沒有大范圍推廣，還是以重質磚為主。以海螺集團10000t/d的回轉窯為例，前過渡帶使用尖晶石磚、燒成帶使用鎂鉻磚，由于尖晶石磚和燒成帶使用的鎂鉻磚的導熱系數大(≥2.7W/m·K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380℃左右，高溫時能達420℃)。筒體外壁溫度較高，一方面使窯筒體散熱增加，從而加大熟料熱耗，引起熟料單位成本增加；另一方面極易使筒體受熱膨脹，致使窯中部托輪瓦溫度升高，尤其是在使用后期或夏季給設備的正常運行帶來較大隱患。胴體過熱增加了機械設備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內襯的機械破壞，其結果是掉磚、停窯，影響水泥回轉窯的運轉率。因此若能在該部位使用耐火、隔熱雙重功能的復合磚不僅使過渡帶部位的胴體溫度降低，減少散熱損失，而且也有利于設備維護，提高設備運轉率。若在所有高溫部位均使用復合不同部位結構特點的復合磚，則很好地解決了目前存在的問題。

發明內容

為了克服已有回轉窯用高鋁磚導熱系數大，本發明的目的在于提供具有耐磨性好、耐火度高、結構強度好及保溫隔熱性能好的一種高鋁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、一種高鋁結構隔熱一體化復合磚：

包括以致密高鋁礬土為主要原料的重質工作層，和以氧化鋁空心球或鋁鎂空心球或剛玉空心球或漂珠或輕質陶粒或前五者的混合物為骨料的高強輕質隔熱層，由重質工作層和輕質隔熱層復合而成，重質工作層和輕質隔熱層的長度尺寸比例為1～5∶2～1。

二、一種高鋁結構隔熱一體化復合磚的制備方法：

A、重質工作層和輕質隔熱層的原料配比如下：

一、重質工作層中，各個組分的質量百分含量為：

3～5mm高鋁礬土18～23％；

1～3mm高鋁礬土30～33％；

小于1mm高鋁礬土20～28％；

不大于325目高鋁礬土18～30％；

粘土3～10％；

外加液體結合劑3～5％；

功能外加劑3～10％；

所述的外加液體結合劑是工業木質璜酸鹽溶液或甲基纖維素溶液或聚丙稀酰胺溶液或黃糊精溶液或水玻璃或磷酸二氫鋁溶液或磷酸；

所述的功能外加劑是質量含量為3～8％的藍晶石或3～7％的氧化鋯或5～10％的硅酸鋯或3～8％的紅柱石或3～8％的硅線石；

二、輕質隔熱層為以氧化鋁空心球或鋁鎂空心球或剛玉空心球或漂珠或輕質陶粒或前五者的混合物為骨料的高強輕質隔熱層，其技術指標和含量比例如下：

(1)氧化鋁空心球輕質隔熱層中，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％、微粉35～65％、外加結合劑為微粉質量百分含量的30～35％，對應密度為1.3～1.9g/cm3，微粉是α-Al₂O₃粉或高鋁礬土粉或焦寶石粉或葉蠟石粉或前四者的混合物，結合劑是磷酸溶液或磷酸二氫鋁溶液或鋁膠或硫酸鋁溶液；