專利名稱：：硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐火保溫磚，特別是涉及一種熱工設(shè)備隔熱層用硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚及其制造方法。二
背景技術(shù)：
：世界范圍內(nèi)能源緊缺，各種熱工設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)施，也是能源消耗大戶，因此，各種熱工設(shè)備的保溫層要求保溫、耐火、隔熱，是熱工設(shè)備長期安全使用、節(jié)能降耗獲得更大經(jīng)濟(jì)效益的保證。粉煤灰是一種火電廠發(fā)電過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，具有球狀中空的性質(zhì)，經(jīng)過風(fēng)選設(shè)備處理后容重能夠達(dá)到650-900kg/cm3的使用要求，其耐火度比較高，一般能達(dá)到1580。C以上；硅藻土為一種天然的無機(jī)非金屬原料，是由單細(xì)胞水生植物硅藻的細(xì)胞的遺骸沉積所形成，這種硅藻的獨(dú)特性能在于能吸收水中的游離硅形成骨骸，當(dāng)其生命結(jié)束后沉積，在一定的地質(zhì)條件下形成硅藻土礦床。硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟，多孔而輕，在顯微鏡下可觀察到天然硅藻土的特殊多孔性構(gòu)造。在浙江、吉林、云南、山東及四川產(chǎn)量比較豐富，有很多硅藻土加工企業(yè)?，F(xiàn)有的硅藻土質(zhì)磚的生產(chǎn)方法比較原始粗放，只是將硅藻土原礦進(jìn)行粉碎，然后與鋸末等有機(jī)質(zhì)進(jìn)行簡單混合，然后利用人工手工成型或擠泥成型，生產(chǎn)中由于加入了大量的鋸末，形成的氣孔粗大，最終制品的強(qiáng)度較差，制約了硅藻土隔熱磚的應(yīng)用。申請?zhí)枮?007100138897的文件公開了一種輕質(zhì)耐酸磚及其制備方法，原料組成為硅藻土3545%、陶土骨料3040%、粉煤灰2530%，制備方法是將原料粉碎、篩選，加水制成泥料，然后進(jìn)行混煉、成型、干燥，在110(TC下燒成。導(dǎo)熱系數(shù)為0.30.4W/m.k，體積密度為0.81.0g/cm3。該磚僅作為一般耐酸磚使用，不能滿足熱工爐料設(shè)備用磚的要求。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服
背景技術(shù)：
中硅藻土質(zhì)隔熱保溫耐火磚的缺點(diǎn)，提供一種耐壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、生產(chǎn)成本低的硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚及其制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案—種硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，以重量百分比表示，原料為粉煤灰5070%，硅藻土3050%，外加占上述原料總重0.21.0%的發(fā)泡劑。所述粉煤灰容重為650900kg/m3，粒度為4060目。所述硅藻土為天然硅藻土經(jīng)過加工粉碎的細(xì)粉，其中Si(^含量^85%，粒度為120180目。所述發(fā)泡劑為松香樹脂類發(fā)泡劑、合成類發(fā)泡劑、蛋白活性物型發(fā)泡劑或復(fù)合型發(fā)泡劑。所述合成類發(fā)泡劑為陰離子表面活性劑型發(fā)泡劑、陽離子表面活性劑型發(fā)泡劑、非離子表面活性劑型發(fā)泡劑或兩性離子表面活性劑型發(fā)泡劑。所述陰離子表面活性劑型發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺鹽或油酰氨基羧酸鈉；所述陽離子表面活性劑型發(fā)泡劑為十二烷基二甲基溴化銨或十八烷基三甲基氯化銨；所述非離子表面活性劑型發(fā)泡劑為聚乙二醇型表面活性劑；所述兩性離子表面活性劑型發(fā)泡劑為月桂基羧甲基鈉型咪唑啉乙酸鹽或咪唑啉磷酸鹽。所述復(fù)合型發(fā)泡劑為KC-15型或HCH-9型復(fù)合型發(fā)泡劑。—種硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚的制造方法，包括以下步驟，將粉煤灰、硅藻土按比例混合均勻，加入水，混合料和水的比例為46:l，經(jīng)攪拌調(diào)成糊狀料，備用；將發(fā)泡劑與水按l:1015的比例混合后加入發(fā)泡機(jī)中，制得孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫與所述糊狀料混合均勻，然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥，然后裝入窯爐；從常溫加熱至1000IIO(TC，在此溫度下保溫68h，燒成。所述干燥分兩段，第一段為脫模干燥，溫度為406(TC，第二段為強(qiáng)制干燥，溫度為8012(TC，兩段干燥后磚坯的水分質(zhì)量含量控制在6^以下。所述磚坯從加熱、保溫至燒成的總時間為2428h。原料粉煤灰的性能要求見下表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>原料硅藻土的性能要求見下表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的積極有益效果如下(1)本發(fā)明的硅藻土質(zhì)高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料簡單，配伍合理，充分利用硅藻土多孔、隔熱的性能特點(diǎn)，并大量利用粉煤灰等副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了粉煤灰的有效利用；同時加入少量發(fā)泡劑，以改善磚的性能。本發(fā)明產(chǎn)品具有耐壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品性能優(yōu)于同類產(chǎn)品，達(dá)到了相關(guān)產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)(硅藻土隔熱制品GB3996-83)。具體性能指標(biāo)見下表3。(2)本發(fā)明產(chǎn)品克服了現(xiàn)有產(chǎn)品中因加入植物鋸末等有機(jī)質(zhì)因燒失形成較大氣孔，影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、保溫隔熱性能的缺點(diǎn)。通過加入發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在攪拌過程中形成細(xì)微且具有一定支撐力的泡沫，與粉煤灰及硅藻土粉均勻混合后燒結(jié)，在制品中形成均勻一致的、相互封閉的微小氣孔，最終制品中孔徑為0.2-0.5mm的氣孔占整個制品氣孔的80%左右，使產(chǎn)品具有輕質(zhì)、保溫隔熱和耐火作用，導(dǎo)熱系數(shù)小，一般低于0.21W/m.k;通過高溫?zé)Y(jié)可使產(chǎn)品保持較高的強(qiáng)度，其常溫耐壓強(qiáng)度大于2.OMpa。(3)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(dǎo)致磚坯出現(xiàn)裂紋，然后強(qiáng)制干燥，控制坯體水分達(dá)到要求，以保證燒結(jié)后產(chǎn)品的質(zhì)量。工藝中采用加入發(fā)泡劑的方法，用量少，成本低，且發(fā)泡劑在產(chǎn)品干燥過程中蒸發(fā)掉，不會造成環(huán)境污染，可節(jié)約大量輕質(zhì)材料，利于節(jié)能降耗。(4)本發(fā)明產(chǎn)品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，工藝簡單，成本低，產(chǎn)品性能明顯改善，生產(chǎn)的耐火磚可用于各種熱工設(shè)備的隔熱層、耐火層，有利于推廣應(yīng)用。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，配比見表4，按重量百分比稱取粉煤灰50%、硅藻土50%，將上述原料加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合，加水，混合料和水的重量比為46:l，攪拌調(diào)成糊狀料，備用；另稱取占上述粉料總重0.5%的陰離子型發(fā)泡劑十二烷基硫酸鈉，將發(fā)泡劑與水按1:1015的比例加入發(fā)泡機(jī)中，攪拌成孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中與糊狀料混合，攪拌6min，然后注入模具，澆注成磚坯；將磚坯分兩段進(jìn)行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為406(TC，干燥時間為1624h;第二段為強(qiáng)制干燥，干燥溫度為8012(TC，干燥時間為1218h，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1000110(TC，保溫68h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從加熱、保溫至燒成的總時間為2428h。產(chǎn)品出窯后，對其理化性能、表面質(zhì)量和外形尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)；產(chǎn)品合格后按尺寸標(biāo)準(zhǔn)或合同要求進(jìn)行磨砌、組裝；最后將產(chǎn)品包裝入庫，保管或發(fā)貨。實(shí)施例2:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，配比見表4，按重量百分比稱取電廠粉煤灰55%、硅藻土細(xì)粉45%，將上述原料加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合，加水，混合料和水的重量比為46:l，攪拌調(diào)成糊狀料，備用；另稱取占上述粉料總重0.3%的陰離子型液體發(fā)泡劑十二烷基磺酸鈉；將發(fā)泡劑與水按1:1015的比例加入發(fā)泡機(jī)中，攪拌成孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫加入強(qiáng)制攪拌機(jī)與糊狀料混合，攪拌6min，然后注入模具，澆注成磚坯；將磚坯分兩段進(jìn)行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為405(TC，干燥時間為1620h;第二段為強(qiáng)制干燥，干燥溫度為809(TC，干燥時間為1418h，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1000110(TC，保溫8h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。實(shí)施例3:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，配比見表4，按重量百分比稱取電廠粉煤灰60%、硅藻土細(xì)粉40%，將上述原料加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合，加水，混合料和水的重量比為46:l，攪拌調(diào)成糊狀料，備用；另稱取占上述粉料總重1.0%的陰離子型液體發(fā)泡劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉；將發(fā)泡劑與水按1:1015的比例加入發(fā)泡機(jī)中，攪拌成孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中與糊狀料混合，攪拌8min，然后注入模具中，澆注成磚坯；將磚坯分兩段進(jìn)行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為506(TC，干燥時間為2024h;第二段為強(qiáng)制干燥，干燥溫度為90ll(TC，干燥時間為1214h，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1000110(TC，保溫6h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從加熱、保溫至燒成的總時間為2428h。實(shí)施例4:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，配比見表4，按重量百分比稱取原料，其中粉煤灰70%、硅藻土細(xì)粉30%，將上述原料加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中混合，加水，混合料和水的重量比為46:l，攪拌調(diào)成糊狀料，備用；另稱取占上述粉料總重1.0%的陰離子型液體發(fā)泡劑脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鈉；將發(fā)泡劑與水按1:1015的比例加入發(fā)泡機(jī)中，攪拌成孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫加入強(qiáng)制攪拌機(jī)中與糊狀料混合，攪拌10min，然后注入模具澆注成磚坯；將磚坯分兩段進(jìn)行干燥，第一段為脫模干燥，干燥溫度為5055t:，干燥時間為1618h;第二段為強(qiáng)制干燥，干燥溫度為100ll(TC，干燥時間為1517h，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1000°CIIO(TC，保溫6h，燒成，產(chǎn)品隨爐冷卻后出窯。磚坯從加熱、保溫至燒成的總時間為2428h。實(shí)施例5-7:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為聚乙二醇型表面活性劑，生產(chǎn)方法同實(shí)施例l，不再詳述。實(shí)施例8-10:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為月桂基羧甲基鈉型咪唑啉乙酸鹽，生產(chǎn)方法同實(shí)施例2，不再詳述。實(shí)施例11-13:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為咪唑啉磷酸鹽，生產(chǎn)方法同實(shí)施例3，不再詳述。實(shí)施例14-16:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為陽離子型液體發(fā)泡劑十二烷基二甲基溴化銨或十八烷基三甲基氯化銨，生產(chǎn)方法同實(shí)施例3，不再詳述。實(shí)施例17-19:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為松香樹脂類發(fā)泡劑，生產(chǎn)方法同實(shí)施例l，不再詳述。實(shí)施例20-22:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑為蛋白活性物型發(fā)泡劑，生產(chǎn)方法同實(shí)施例l，不再詳述。實(shí)施例23-24:硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，原料配比見表4，發(fā)泡劑選用北京中科筑誠建材科技有限公司生產(chǎn)的KC-15型或HCH-9型復(fù)合型發(fā)泡劑，生產(chǎn)方法同實(shí)施例l，不再詳述。表3:硅藻土質(zhì)高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚性能指標(biāo)6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4:實(shí)施例中的耐火磚成分(以重量百分比計(jì)，％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚，其特征是以重量百分比表示，原料為粉煤灰50～70％，硅藻土30～50％，外加占上述原料總重0.2～1.0％的發(fā)泡劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火磚，其特征是所述粉煤灰容重為650900kg/m粒度為4060目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火磚，其特征是所述硅藻土為天然硅藻土經(jīng)過加工粉碎的細(xì)粉，其中Si02含量^85%，粒度為120180目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火磚，其特征是所述發(fā)泡劑為松香樹脂類發(fā)泡劑、合成類發(fā)泡劑、蛋白活性物型發(fā)泡劑或復(fù)合型發(fā)泡劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火磚，其特征是所述合成類發(fā)泡劑為陰離子表面活性劑型發(fā)泡劑、陽離子表面活性劑型發(fā)泡劑、非離子表面活性劑型發(fā)泡劑或兩性離子表面活性劑型發(fā)泡劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐火磚，其特征是所述陰離子表面活性劑型發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺鹽或油酰氨基羧酸鈉；所述陽離子表面活性劑型發(fā)泡劑為十二烷基二甲基溴化銨或十八烷基三甲基氯化銨；所述非離子表面活性劑型發(fā)泡劑為聚乙二醇型表面活性劑；所述兩性離子表面活性劑型發(fā)泡劑為月桂基羧甲基鈉型咪唑啉乙酸鹽或咪唑啉磷酸鹽。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐火磚，其特征是所述復(fù)合型發(fā)泡劑為KC-15型或HCH-9型復(fù)合型發(fā)泡劑。8.—種權(quán)利要求1所述的硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚的制造方法，其特征是該方法包括以下步驟，將粉煤灰、硅藻土按比例混合均勻，加入水，混合料和水的比例為46:l，經(jīng)攪拌調(diào)成糊狀料，備用；將發(fā)泡劑與水按l:1015的比例混合后加入發(fā)泡機(jī)中，制得孔徑為0.20.5mm的泡沫，將泡沫與所述糊狀料混合均勻，然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥，然后裝入窯爐；從常溫加熱至1000110(TC，在此溫度下保溫68h，燒成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐火磚的制造方法，其特征是所述干燥分兩段，第一段為脫模干燥，溫度為406(TC，第二段為強(qiáng)制干燥，溫度為8012(TC，兩段干燥后磚坯的水分質(zhì)量含量控制在6%以下。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐火磚的制造方法，其特征是所述磚坯從加熱、保溫至燒成的總時間為2428h。全文摘要本發(fā)明公開了一種硅藻土質(zhì)超微孔高強(qiáng)隔熱保溫耐火磚及其制造方法。該磚原料為粉煤灰50～70％、硅藻土30～50％，外加占上述原料總重0.2～1.0％的發(fā)泡劑。制造方法是將粉煤灰、硅藻土混合，加入水，混合料和水的比為4～6∶1，經(jīng)攪拌調(diào)成糊狀料；將發(fā)泡劑與水按1∶10～15的比混合后加入發(fā)泡機(jī)中，制得孔徑為0.2～0.5mm的泡沫，將泡沫與糊狀料混合均勻，然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥后裝入窯爐；從常溫加熱至1000～1100℃，保溫6～8h，燒成。本發(fā)明產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)低于0.21W/m.k，常溫耐壓強(qiáng)度大于2.0MPa。工藝中采用發(fā)泡劑，可節(jié)約大量輕質(zhì)材料，利于節(jié)能降耗。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，該工藝簡單，成本低，產(chǎn)品性能優(yōu)于同類產(chǎn)品，該產(chǎn)品可用于各種熱工設(shè)備的隔熱層、耐火層。文檔編號C04B38/02GK101774817SQ20101010103公開日2010年7月14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