專利名稱：高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，特別是涉及一種熱工設備隔熱層用高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
世界范圍內(nèi)能源緊缺，各種熱工設備是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設施，也是能源消耗大戶，因此，各種熱工設備的耐火層及隔熱層要求保溫、耐火、隔熱，是熱工設備長期安全使用、節(jié)能降耗獲得更大經(jīng)濟效益的保證。目前各種材質(zhì)的隔熱、保溫耐火磚基本采用(1)加入可燃物，如植物鋸沫、聚輕球；(2)低密度、低耐火度輕質(zhì)材料，如膨化珍珠巖、閉孔珍珠巖。然而大量地加入低密度輕質(zhì)材料往往會破壞產(chǎn)品的整體耐火度、線變化率等高溫使用性能，達不到相關(guān)產(chǎn)品國家標準的要求，從而降低工業(yè)窯爐的使用壽命，嚴重時甚至導致生產(chǎn)事故的發(fā)生。
申請?zhí)枮?00810015228.2的專利申請公開了一種莫來石輕質(zhì)隔熱保溫磚的配方，其組分包括湛江土、藍晶石、硅線石、煅燒氧化鋁、同型號廢品回料，再加EPS聚輕球和鋸末。該產(chǎn)品相同體積密度下耐壓強度比同類產(chǎn)品高10％左右，比其他配方更有利于工藝過程控制和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。但該產(chǎn)品配方相對復雜，原料成本較高，性能一般，產(chǎn)品的性價比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種耐壓強度高、導熱系數(shù)低、線變化率低、生產(chǎn)成本低的高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，以重量百分比表示，原料為高鋁礬土熟料40～60％，粘結(jié)劑40～60％，外加占上述原料總重0.5-1.5％的聚輕球和占上述原料總重10-15％的鋸末。
所述高鋁礬土熟料中氧化鋁含量為50～88％，粒度為200～325目。
所述粘結(jié)劑為高嶺土或高鋁礬土水泥，粒度為200～325目；所述聚輕球容重為15～20kg/m3；所述鋸末使用前用14目的篩網(wǎng)進行篩分。
所述聚輕球用量優(yōu)選為0.8～1.2％，所述鋸末用量優(yōu)選為12～14％。
一種高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的制備方法，包括稱取原料、混料、成型、干燥和燒成等步驟，具體是將高鋁礬土熟料、粘結(jié)劑兩種干粉按比例混合均勻；然后加入聚輕球和鋸末，混合均勻；加入水，干粉混合料和水的重量比為1.0～1.75∶1，經(jīng)攪拌制成泥漿狀料；然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥，然后裝入窯爐；再從常溫加熱至1270～1350℃，在此溫度下保溫6～8h，燒成。
所述磚坯干燥分兩段，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為16～24h；第二段為強制干燥，干燥溫度為80～120℃，干燥時間為12～18h，干燥后磚坯中水分重量百分比含量控制在6％以下。
所述磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～48h。
原料的性能要求 1、高鋁礬土熟料的性能要求 2、高嶺土的性能要求 3、高鋁礬土水泥的性能要求 本發(fā)明的積極有益效果 (1)本發(fā)明的高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，配方簡單，原料易得，配伍性好，產(chǎn)品具有耐壓強度高、導熱系數(shù)低、高溫重燒線變化率低等優(yōu)點，產(chǎn)品性能達到了相關(guān)產(chǎn)品的國家標準(高鋁質(zhì)隔熱耐火磚GB/T3995-1983)。具體性能見表1。
表1中的性能參數(shù)是本發(fā)明產(chǎn)品的典型值，可以通過原料的優(yōu)化配比達到用戶不同的性能要求。
表1本發(fā)明的高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的性能指標
(2)本發(fā)明的方法中磚坯在干燥時采用兩段法干燥，先脫模干燥，此階段磚坯水分大，需控制烘干溫度，防止水分急劇排出而導致磚坯出現(xiàn)裂紋，然后強制干燥，控制坯體水分達到要求，以保證燒結(jié)后產(chǎn)品的質(zhì)量。
(3)本發(fā)明的方法簡單，成本較低，產(chǎn)品性能優(yōu)良，生產(chǎn)的輕質(zhì)隔熱耐火磚可用于各種熱工設備隔熱層、耐火層，達到節(jié)能、耐火的雙重作用，有利于推廣應用。
具體實施例方式 下面舉例進一步說明本發(fā)明，各原料性能要求見技術(shù)方案部分，原料用量以重量百分比計算，可根據(jù)用戶要求的性能，具體調(diào)整配比和生產(chǎn)方法。
實施例1高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土孰料60％、粘結(jié)劑高嶺土40％，以上兩種原料為干粉，粒度均為200～325目，將上述原料加入強制攪拌機中混合均勻，攪拌5-6分鐘；然后外加占上述原料總重0.5％的聚輕球和10％的鋸末，再攪拌5-6分鐘，其中鋸末使用前用14目的篩網(wǎng)進行篩分；按比例加水并攪拌均勻，干粉混合料和水的重量比為1.75∶1，攪拌時間為5-6分鐘，攪拌成泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為16～24h；第二段為強制干燥，干燥溫度為80～120℃，干燥時間為12～18h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1270～1350℃，保溫6～8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～48h。
產(chǎn)品出窯后，對其理化性能、表面質(zhì)量和外形尺寸進行檢驗；合格后按尺寸標準或合同要求進行磨砌、組裝；最后將產(chǎn)品包裝入庫，保管或發(fā)貨。
實施例2高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑，以上兩種原料的粒度均為200～325目，將上述原料加入強制攪拌機中混合均勻，攪拌時間為5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘，其中鋸末使用前用14目的篩網(wǎng)進行篩分；按比例加水，攪拌5-6分鐘，干粉混合料和水的重量比為1.35∶1，攪拌成流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～50℃，干燥時間為16～20h；第二段為強制干燥，干燥溫度為90～100℃，干燥時間為14～16h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1270～1300℃，保溫6～8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～48h。
實施例3高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑，將上述原料加入強制攪拌機中，混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.35∶1，然后攪拌5-6分鐘，攪拌成流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為50～60℃，干燥時間為16～18h；第二段為強制干燥，干燥溫度為80～100℃，干燥時間為12～15h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1300～1350℃，保溫6～7h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～40h。
實施例4高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1∶1，攪拌5-6分鐘，制成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為16～24h；第二段為強制干燥，干燥溫度為100～120℃，干燥時間為15～18h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1300～1320℃，保溫6～8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為35～45h。
實施例5高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑，將上述原料加入強制攪拌機中混合5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.05∶1，攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為18～22h；第二段為強制干燥，干燥溫度為90～110℃，干燥時間為14～16h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1280～1320℃，保溫6～8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為35～40h。
實施例6高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、高鋁礬土水泥，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.5∶1，攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯； 將磚坯分兩段進行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為16～24h；第二段為強制干燥，干燥溫度為80～120℃，干燥時間為12～18h，干燥后磚坯水分質(zhì)量含量控制在6％以下；將干燥的磚坯裝入窯爐，從常溫加熱至1270～1350℃，保溫6～8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～48h。
實施例7高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑高鋁礬土水泥，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.7∶1，然后攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯。其余內(nèi)容同實施例1。
實施例8高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑高鋁礬土水泥，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.2∶1，然后攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯。其余內(nèi)容同實施例2。
實施例9高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑高鋁礬土水泥，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.4∶1，然后攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯。其余內(nèi)容同實施例3。
實施例10高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，按重量百分比稱取高鋁礬土、粘結(jié)劑高鋁礬土水泥，將上述原料加入強制攪拌機中混合攪拌5-6分鐘；然后按比例加入聚輕球、鋸末，攪拌5-6分鐘；按比例加水，干粉混合料和水的重量比為1.3∶1，然后攪拌5-6分鐘，攪拌成會流動的泥漿狀料，然后注入模具中，澆注成磚坯。其余內(nèi)容同實施例4。
實施例11～15高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，生產(chǎn)方法同實施例1，不再詳述。
實施例16～20高鋁聚輕隔熱耐火磚，原料配比見表2，生產(chǎn)方法同實施例6，不再詳述。
表2實施例1～20中高鋁聚輕隔熱耐火磚成分

權(quán)利要求
1.一種高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是以重量百分比表示，原料為高鋁礬土熟料40～60％，粘結(jié)劑40～60％，外加占上述原料總重0.5～1.5％的聚輕球和占上述原料總重10～15％的鋸末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是所述高鋁礬土熟料中氧化鋁含量為50～88％，粒度為200～325目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是所述粘結(jié)劑為高嶺土或高鋁礬土水泥，粒度為200～325目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是所述聚輕球容重為15～20kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是所述鋸末使用前用14目的篩網(wǎng)進行篩分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，其特征是所述聚輕球用量優(yōu)選為0.8～1.2％，所述鋸末用量優(yōu)選為12～14％。
7.一種權(quán)利要求1所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的制備方法，包括稱取原料、混料、成型、干燥和燒成，其特征是將高鋁礬土熟料、粘結(jié)劑兩種干粉按比例混合均勻；然后加入聚輕球和鋸末，混合均勻；加入水，干粉混合料和水的重量比為1.0～1.75∶1，經(jīng)攪拌制成泥漿狀料；然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥，然后裝入窯爐；再從常溫加熱至1270～1350℃，在此溫度下保溫6～8h，燒成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的制備方法，其特征是所述磚坯干燥分兩段，第一段為脫模干燥，干燥溫度為40～60℃，干燥時間為16～24h；第二段為強制干燥，干燥溫度為80～120℃，干燥時間為12～18h，干燥后磚坯中水分重量百分比含量控制在6％以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的制備方法，其特征是所述磚坯從預熱、燒結(jié)、保溫至冷卻出窯的總時間為32～48h。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱工設備隔熱層用高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其制備方法。以重量百分比表示，原料為高鋁礬土熟料40～60％，粘結(jié)劑40～60％，外加占上述原料總重0.5～1.5％的聚輕球和10～15％的鋸末。制備時將高鋁礬土熟料、粘結(jié)劑混合，然后加入聚輕球和鋸末；再加入水，干粉混合料和水的比為1.0～1.75∶1，攪拌成泥漿狀料，然后澆注成磚坯，干燥后裝入窯爐；加熱至1270～1350℃，保溫6～8h，燒成。本發(fā)明的耐火磚，配方簡單，原料易得，配伍性好，產(chǎn)品具有耐壓強度高、導熱系數(shù)低、高溫重燒線變化率低等優(yōu)點，達到了相關(guān)產(chǎn)品的國家標準。該產(chǎn)品制法簡單，成本較低，可用于各種熱工設備隔熱層、耐火層，有利于推廣應用。
文檔編號C04B35/66GK101768005SQ201010100809
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者張青永, 耿昌彬 申請人:鄭州東方爐襯材料有限公司