[發明專利]一種粘土質結構隔熱一體化復合磚及制備方法

無效

• 申請號: 201110150682.0
• 申請日: 2011-06-06
• 公開（公告）號: CN102230741A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 王家邦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F27D1/06
• 分類號: F27D1/06;C04B35/66
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，尤其涉及一種耐火復合磚及制備方法。

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粘土磚的結構強度較差、導熱系數大、保溫隔熱性能差大的不足，本發明的目的在于提供一種具有結構強度好及保溫隔熱性能好的粘土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：

一種粘土質結構隔熱一體化復合磚，包括致密粘土質重質工作層，以及以剛玉空心球、輕質莫來石骨料、輕質高鋁骨料、漂珠和輕質陶粒中的一種或幾種為輕質骨料為原料制備的輕質隔熱層，兩者復合制成復合磚，重質工作層和輕質隔熱層的長度尺寸比例為1～5∶3～1。

優選的，所述重質工作層的化學組分質量百分含量如下：Al₂O₃為30～45％，SiO₂為45～65％，其余為原料引入的其他成分。

進一步，所述重質工作層材質由焦寶石、蘇州泥或柳州泥中的一種或幾種組成。

再進一步，所述輕質隔熱層骨料為剛玉空心球、輕質莫來石骨料、輕質高鋁骨料、漂珠和輕質陶粒中的一種或幾種的混合物。

所述輕質隔熱層中，各種種類的輕質骨料化學組分質量百分含量如下：1)剛玉空心球，其中Al₂O₃大于93％；2)輕質莫來石骨料，其中Al₂O₃大于65％；3)輕質高鋁骨料，其中Al₂O₃大于70％；4)漂珠，其中Al₂O₃為25～40％，SiO₂為50～65％；5)輕質陶粒，其中Al₂O₃為18～25％，SiO₂為55～65％。

一種粘土質結構隔熱一體化復合磚的制備方法，所述制備方法的步驟如下：

(1)重質工作層配料：所述重質工作層中，成分質量百分含量為Al₂O₃為30～45％，SiO₂為45～65％，其余為原料引入的其他成分，先將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外加結合劑混合均勻后加入混合好的粉料備用。

(2)輕質隔熱層配料：