專利名稱：一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料，尤其是涉及一種耐火復(fù)合磚及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著水泥生產(chǎn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，水泥生產(chǎn)主機設(shè)備向大型化方向發(fā)展，增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)能降耗、降低成本成為生產(chǎn)管理中增加效益的關(guān)鍵。現(xiàn)有的耐火磚和隔熱磚大都為單一結(jié)構(gòu)，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(shè)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(shè)備上，如回轉(zhuǎn)窯，配合使用就很難滿足要求。一些廠家和研究單位對此進(jìn)行了研究和攻關(guān)，并推出了一些重質(zhì)和輕質(zhì)相結(jié)合的復(fù)合磚，但由于輕質(zhì)部分結(jié)構(gòu)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(zhì)磚為主。以海螺集團(tuán)loooot/d的回轉(zhuǎn)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(dǎo)熱系數(shù)大(彡2. 7W/m*K)，使得窯筒體外壁溫度較高(大約在380°C左右，高溫時能達(dá)420°C )。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(shè)備的正常運行帶來較大隱患。胴體過熱增加了機械設(shè)備的損壞幾率、加速了筒體變形，而筒體變形又加速了內(nèi)襯的機械破壞，其結(jié)果是掉磚、停窯，影響水泥回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)率。因此若能在該部位使用耐火、隔熱雙重功能的復(fù)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(shè)備維護(hù)， 提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率。若在所有高溫部位均使用復(fù)合不同部位結(jié)構(gòu)特點的復(fù)合磚，則很好地解決了目前存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有耐火復(fù)合磚及制備方法的耐磨性較差、結(jié)構(gòu)強度較低、保溫隔熱性能較差的不足，本發(fā)明提供一種耐磨性良好、結(jié)構(gòu)強度較高、保溫隔熱性能良好的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚及制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，包括以致密耐堿耐火材料為原料制備的重質(zhì)工作層和以輕質(zhì)骨料和粉料為原料制備的輕質(zhì)隔熱層，由重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層復(fù)合而成，重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層的長度尺寸比例為1 5 3 1。進(jìn)一步，重質(zhì)工作層中，成分質(zhì)量百分含量為Al2O3為25 30%，SiO2為60 70 %，其余為原料引入的其他成分。再進(jìn)一步，所述重質(zhì)工作層是以硅石、焦寶石或低鋁臘石高硅耐堿材料為主要原料。所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于所述輕質(zhì)隔熱層中輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、漂珠或輕質(zhì)陶粒中的一種或幾種的混合物。更進(jìn)一步，所述輕質(zhì)隔熱層中，各種種類的輕質(zhì)骨料化學(xué)組分質(zhì)量百分含量如下 1)剛玉空心球，其中Al2O3大于93% ；2)漂珠，其中六1203%為25 40%， 65%%，其余為原料引入的其他成分；3)輕質(zhì)陶粒，其中Al2O3^為18 25%，SiO2 %為 55 65%%，其余為原料引入的其他成分。一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，所述制備方法的步驟如下(1)重質(zhì)工作層配料所述重質(zhì)工作層中，成分質(zhì)量百分含量為Al2O3為25 30%，SiO2為60 70%， 其余為原料引入的其他成分。在配料時先將不大于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外加結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌時間為10 30分鐘。(2)輕質(zhì)隔熱層配料所述輕質(zhì)隔熱層中輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、漂珠或輕質(zhì)陶粒中的一種或幾種的混合物。在配料時先把輕質(zhì)骨料按比例和外加結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料，攪拌時間為10 30分鐘。(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(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層的長度尺寸比例為1 5 3 1，加料后抽出隔板，采用振動加壓或機壓成型；(4)燒成成型后的坯體取出經(jīng)80 150°C烘干后裝窯于1100 1350°C保溫3 8小時燒成。所述步驟(3)中，成型過程在振動壓機、摩擦壓機或油壓機上進(jìn)行。所述步驟(1)中，重質(zhì)工作層采用的原料顆粒級配為不小于Imm顆粒35 45%， 小于Imm顆粒25 35%，不大于325目細(xì)粉25 ；35%，外加結(jié)合劑3 5% ；所述步驟O)中，所述輕質(zhì)隔熱層采用的輕質(zhì)骨料粒徑為0. 2 5mm，自然堆積密度0. 3 1. Og/cm3，輕質(zhì)隔熱層中原料質(zhì)量配比為輕質(zhì)骨料55 70%，不大于325目細(xì)粉 30 45 %，外加結(jié)合劑6 10 %，所用的外加結(jié)合劑為黃糊精、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液、鋁膠、硅膠、硫酸鋁溶液的一種。本發(fā)明具有的有益效果是耐磨性良好、結(jié)構(gòu)強度較高、保溫隔熱性能良好；不降低使用壽命的情況下，產(chǎn)品具有節(jié)約能耗，降低材料消耗和減少回轉(zhuǎn)窯耐火材料用量，延長設(shè)備使用壽命。


圖1是耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚結(jié)構(gòu)圖。圖中1、重質(zhì)工作層，2、輕質(zhì)隔熱層。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照圖1，一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，包括以致密耐堿耐火材料為原料制備的重質(zhì)工作層1和以輕質(zhì)骨料和粉料為原料制備的輕質(zhì)隔熱層2，由重質(zhì)工作層1和輕質(zhì)隔熱層2復(fù)合而成，重質(zhì)工作層1和輕質(zhì)隔熱層2的長度尺寸比例為1 5 3 1。
重質(zhì)工作層中，成分質(zhì)量百分含量為Al2O3為25 30%，SiO2為60 70%，其余為原料引入的其他成分。所述重質(zhì)工作層是以硅石、焦寶石或低鋁臘石高硅耐堿材料為主要原料。所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于所述輕質(zhì)隔熱層中輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、漂珠或輕質(zhì)陶粒中的一種或幾種的混合物。所述輕質(zhì)隔熱層中，各種種類的輕質(zhì)骨料化學(xué)組分質(zhì)量百分含量如下1)剛玉空心球，其中Al2O3大于93% ；2)漂珠，其中六1203%為25 40%，50 65% %，其余為原料引入的其他成分；3)輕質(zhì)陶粒，其中六1203%為18 25%，Si02%*55 65%%， 其余為原料引入的其他成分。所用的外加結(jié)合劑為黃糊精、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液、鋁膠、硅膠、硫酸鋁溶液的一種。實施例1 本實施例重質(zhì)工作層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為
大于Imm葉臘石45%
小于Imm葉臘石25%
325目葉臘石26%
325目蘇州泥4%
外加結(jié)合劑亞硫酸紙漿廢液 3%按上述配比，所得重質(zhì)工作層成分的質(zhì)量百分含量為Al2O3 :25%，SiO2 70%, Fe2O3 0. 6%，其余為原料引入的其他成分。輕質(zhì)隔熱層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為剛玉空心球70%，高鋁礬土 20%， 粘土 10%，外加質(zhì)量百分比濃度為20%的黃糊精溶液10%，其中所用剛玉空心球中Al2O3成分質(zhì)量百分含量為93%。耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚制造方法包括以下步驟(1)配料重質(zhì)工作層的配料工藝為先將不大于325目粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，然后在其余骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌10分鐘后備用；輕質(zhì)隔熱層的配料工藝為將；空心球按比例和黃糊精溶液混合均勻，然后按比例加入高鋁礬土粉和粘土攪拌10分鐘備用。(2)成型完成配料之后，根據(jù)材料的使用位置和磨損率及使用壽命確定重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層之間的尺寸比例，根據(jù)比例用隔板把成型模具的料腔隔成兩部分，加料后抽出隔板，采用摩擦壓機加壓成型。(3)燒成成型后的坯體取出經(jīng)80°C烘干后裝窯于1350°C保溫3小時燒成。實施例2 本實施例重質(zhì)工作層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為大于Imm焦寶石35%
小于Imm焦寶石31%
325目石英粉29%
325目蘇州泥5%
外加結(jié)合劑亞硫酸紙漿廢液 5%按上述配比，所得重質(zhì)工作層成分的質(zhì)量百分含量為Al2O3 :30%，SiO2 65%, Fe2O3 1. 2%，其余為原料引入的其他成分。輕質(zhì)隔熱層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為漂珠55 %，高鋁礬土 35 %，粘土 10%，外加質(zhì)量百分比濃度為20%的黃糊精溶液8%，其中所用漂珠成分質(zhì)量百分含量 Al2O3^為25%，Si02%為65%，其余為原料引入的其他成分耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚制造方法包括以下步驟(1)配料重質(zhì)工作層的配料工藝為先將不大于325目粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，然后在其余骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌30分鐘后備用；輕質(zhì)隔熱層的配料工藝為將；漂珠按比例和黃糊精溶液混合均勻，然后按比例加入高鋁礬土粉和粘土攪拌30分鐘備用。(2)成型完成配料之后，根據(jù)材料的使用位置和磨損率及使用壽命確定重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層之間的尺寸比例，根據(jù)比例用隔板把成型模具的料腔隔成兩部分，加料后抽出隔板，采用振動加壓成型。(3)燒成成型后的坯體取出經(jīng)150°C烘干后裝窯于1250°C保溫3小時燒成。實施例3 本實施例重質(zhì)工作層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為
大于Imm焦寶石40%小于Imm焦寶石25%325目石英粉19%325目焦寶石10325目蘇州泥6%外加結(jié)合劑黃糊精水溶液5%按上述配比，所得重質(zhì)工作層成分的質(zhì)量百分含量為Al2O3 :30%，SiO2 60%, Fe2O3 :1. 9%，其余為原料引入的其他成分。輕質(zhì)隔熱層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為陶粒55 %，高鋁礬土 35 %，粘土 10%，外加質(zhì)量百分比濃度為25%的磷酸溶液6%，其中所用陶粒中Al2O3成分質(zhì)量百分含量A1203%為 18%, SiO2%^ 65%%o
耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚制造方法包括以下步驟(1)配料重質(zhì)工作層的配料工藝為先將不大于325目粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，然后在其余骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；輕質(zhì)隔熱層的配料工藝為將；陶粒按比例和磷酸溶液混合均勻，然后按比例加入高鋁礬土粉和粘土攪拌20分鐘備用。(2)成型完成配料之后，根據(jù)材料的使用位置和磨損率及使用壽命確定重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層之間的尺寸比例，根據(jù)比例用隔板把成型模具的料腔隔成兩部分，加料后抽出隔板，采用振動加壓成型。(3)燒成成型后的坯體取出經(jīng)120°C烘干后裝窯于1100°C保溫3小時燒成。實施例4 本實施例重質(zhì)工作層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為
大于Imm焦寶石31%
大于Imm葉臘石14
小于Imm葉臘石30%
325目葉臘石4%
325目石英粉15%
325目蘇州泥6%
外加結(jié)合劑磷酸二氫鋁溶液 4%按上述配比，所得重質(zhì)工作層成分的質(zhì)量百分含量為Al2O3 :四％，SiO2 66%, Fe2O3 :1. 0%，其余為原料引入的其他成分。輕質(zhì)隔熱層所采用的原料及其質(zhì)量百分含量為剛玉空心球15%，漂珠15%，陶粒 30%，高鋁礬土 30%，粘土 10%，外加質(zhì)量百分比濃度為25%的磷酸溶液8%，其中所用剛玉空心球中Al2O3成分質(zhì)量百分含量為97%;所用漂珠成分質(zhì)量百分含量A1203%為25%， Si02%為50%，其余為原料引入的其他成分；所用陶粒中Al2O3成分質(zhì)量百分含量A1203% 為 25%，55%%。耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚制造方法包括以下步驟(1)配料重質(zhì)工作層的配料工藝為先將不大于325目粉料按比例配好后在球磨機中混合均勻，然后在其余骨料顆粒與結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌20分鐘后備用；輕質(zhì)隔熱層的配料工藝為將；剛玉空心球、漂珠和陶粒按比例和磷酸二氫鋁溶液混合均勻，然后按比例加入高鋁礬土粉和粘土攪拌10分鐘備用。(2)成型完成配料之后，根據(jù)材料的使用位置和磨損率及使用壽命確定重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層之間的尺寸比例，根據(jù)比例用隔板把成型模具的料腔隔成兩部分，加料后抽出隔板，采用油壓機加壓成型。(3)燒成成型后的坯體取出經(jīng)100°C烘干后裝窯于1300°C保溫3小時燒成。
以上實例只是列出了一部分產(chǎn)品類型，采用上述方法制備的復(fù)合磚均在本專利申請保護(hù)范圍之內(nèi)。以上實例只是列出了一部分產(chǎn)品類型，采用上述方法制備的復(fù)合磚均在本專利申請保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于包括以致密耐堿耐火材料為原料制備的重質(zhì)工作層和以輕質(zhì)骨料和粉料為原料制備的輕質(zhì)隔熱層，由重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層復(fù)合而成，重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層的長度尺寸比例為1 5 3 1。
2.如權(quán)利要求1所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于重質(zhì)工作層中，成分質(zhì)量百分含量為Al2O3為25 30%，SiO2為60 70%，其余為原料引入的其他成分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于所述重質(zhì)工作層是以硅石、焦寶石或低鋁臘石高硅耐堿材料為主要原料。
4.如權(quán)利要求1或2所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于所述輕質(zhì)隔熱層中輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、漂珠或輕質(zhì)陶粒中的一種或幾種的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，其特征在于所述輕質(zhì)隔熱層中， 各種種類的輕質(zhì)骨料化學(xué)組分質(zhì)量百分含量如下1)剛玉空心球，其中Al2O3大于93% ；2) 漂珠，其中Al2O3 %為25 40 %，SiO2 %為50 65 % %，其余為原料弓丨入的其他成分；3)輕質(zhì)陶粒，其中六1203%為18 25%，55 65% %，其余為原料引入的其他成分。
6.一種如權(quán)利要求1所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟如下(1)重質(zhì)工作層配料所述重質(zhì)工作層中，成分質(zhì)量百分含量為Al2O3為25 30%，SiO2為60 70%，其余為原料引入的其他成分。在配料時先將不大于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外加結(jié)合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌時間為10 30分鐘。(2)輕質(zhì)隔熱層配料所述輕質(zhì)隔熱層中輕質(zhì)骨料為剛玉空心球、漂珠或輕質(zhì)陶粒中的一種或幾種的混合物。在配料時先把輕質(zhì)骨料按比例和外加結(jié)合劑混合均勻，然后按比例加入粉料，攪拌時間為10 30分鐘。(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(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層的長度尺寸比例為1 5 3 1，加料后抽出隔板，采用振動加壓或機壓成型；(4)燒成成型后的坯體取出經(jīng)80 150°C烘干后裝窯于1100 1350°C保溫3 8小時燒成。
7.如權(quán)利要求6所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，成型過程在振動壓機、摩擦壓機或油壓機上進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求6或7所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，重質(zhì)工作層采用的原料顆粒級配為不小于Imm顆粒35 45%，小于Imm顆粒25 ；35%，不大于325目細(xì)粉25 ；35%，外加結(jié)合劑3 5%。
9.如權(quán)利要求6或7所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，其特征在于 所述步驟O)中，所述輕質(zhì)隔熱層采用的輕質(zhì)骨料粒徑為0. 2 5mm，自然堆積密度0. 3 1. Og/cm3,輕質(zhì)隔熱層中原料質(zhì)量配比為輕質(zhì)骨料55 70%，不大于325目細(xì)粉30 45%，外加結(jié)合劑6 10%。
10.如權(quán)利要求6或7所述的耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法，其特征在于所用的外加結(jié)合劑為黃糊精、磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液、鋁膠、硅膠、硫酸鋁溶液的一種。
全文摘要
一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚，包括以致密耐堿耐火材料為原料制備的重質(zhì)工作層和以輕質(zhì)骨料和粉料為原料制備的輕質(zhì)隔熱層，由重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層復(fù)合而成，重質(zhì)工作層和輕質(zhì)隔熱層的長度尺寸比例為1～5∶3～1。以及提供一種耐堿結(jié)構(gòu)隔熱一體化復(fù)合磚的制備方法。本發(fā)明耐磨性良好、結(jié)構(gòu)強度較高、保溫隔熱性能良好。
文檔編號C04B35/66GK102285808SQ20111015046
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月6日
發(fā)明者王家邦 申請人:浙江大學(xué)