一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚及制備方法技術

一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚，包括致密鋯剛玉莫來石質重質工作層，以及以輕質骨料和粉料為原料制備的輕質隔熱層，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∶3～1。以及提供一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚的制備方法。本發明專利技術耐磨性好、耐火度高、結構強度好及保溫隔熱性能好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于耐火材料
，尤其涉及一種耐火復合磚及制備方法。
技術介紹
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°C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loooot/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(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。
技術實現思路
為了克服已有回轉窯用鋯剛玉莫來石磚導熱系數大，本專利技術的目的在于一種提供具有耐磨性好、耐火度高、結構強度好及保溫隔熱性能好的鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚及制備方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚，包括致密鋯剛玉莫來石質重質工作層，以及以輕質骨料和粉料為原料制備的輕質隔熱層，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 3 1。進一步，所述重質工作層的化學組分質量百分含量如下A1203%為40 83%，SiO2%為12 25%，&02%為5 40%，其余為原料引入的其他成分。優選的，所述重質工作層由單斜氧化鋯、莫來石、電熔剛玉、蘇州泥、電熔鋯剛玉莫來石、礬土基鋯剛玉莫來石和燒結剛玉莫來石中的一種或幾種組成。所述輕質骨料為氧化鋁空心球、鎂鋁空心球、剛玉空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球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)氧化鋁空心球，其中Al2O3大于98% ；2)鎂鋁空心球，其中Al2O3為0. 1 99. 9 %，MgO為0. 1 99. 9%；3)剛玉空心球，其中Al2O3大于93%；4)鉻剛玉空心球，其中Al2O3為70 99. 9%， Cr2O3為0. 1 30% ；5)鋯剛玉空心球，其中Al2O3為90 99. 9%, ZrO2為0. 1 10%。一種鋯剛玉莫來石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Al2O3ZrO2 %為5 30 %，其余為原料引入的其他成分；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合劑混合均勻后加入混合好的粉料攪拌均勻備用；(2)輕質隔熱層配料采用的輕質骨料為氧化鋁空心球、剛玉空心球、鎂鋁空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球中的一種或幾種的混合物，先把輕質骨料稱量好，把輕質骨料按比例和外加結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料攪拌均勻備用；(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，致密工作層和輕質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80 150°C烘干后裝窯于1600 1700°C保溫3 8小時燒成。進一步，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行。所述步驟(1)中，重質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%，325目細粉25 35%，外加結合劑3 5% ；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合劑混合均勻后加入混合好的粉料，攪拌時間為10 30分鐘。所述步驟O)中，所述輕質隔熱層采用的輕質骨料粒徑為0. 2 5mm，自然堆積密度0. 6 1. Og/cm3,輕質隔熱層中原料質量配比為輕質骨料55 70%，不大于325目細粉 30 45 %，外加結合劑6 10 %，在配料時先把輕質骨料按比例和外加結合劑混合均勻，然后按比例加入粉料，攪拌時間為10 30分鐘。所用的外加結合劑為鋁膠、硅膠、硫酸鋁溶液、紙漿廢液、木質磺酸鹽溶液、甲基纖維素溶液中的一種。本專利技術的具有的有益效果是在不降低材料使用壽命的情況下，抗磨損、抗剝落性能優良、導熱系數低和結構強度高，直接用于窯爐的砌筑施工方便，產品具有節約能耗，降低材料消耗和減少回轉窯耐火材料用量的作用，并且能夠延長設備使用壽命。附圖說明圖1是鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚的結構圖。圖中1、重質工作層，2、輕質隔熱層。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步說明。參照圖1，一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚，包括致密鋯剛玉莫來石質重質工作層1，以及以輕質骨料和粉料為原料制備的輕質隔熱層2，由重質工作層1和輕質隔熱層2復合而成，重質工作層1和輕質隔熱層2的長度尺寸比例為1 5 3 1。所述重質工作層的化學組分質量百分含量如下A1203%為40 83%，Si02%為 12 25%，為5 40%，其余為原料引入的其他成分。所述重質工作層由單斜氧化鋯、莫來石、電熔剛玉、蘇州泥、電熔鋯剛玉莫來石、礬土基鋯剛玉莫來石和燒結剛玉莫來石中的一種或幾種組成。所述輕質骨料為氧化鋁空心球、鎂鋁空心球、剛玉空心球、鉻剛玉空心球、鋯剛玉空心球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)氧化鋁空心球，其中Al2O3大于98% ；2)鎂鋁空心球，其中Al2O3為0. 1 99. 9 %，MgO為0. 1 99. 9%；3)剛玉空心球，其中Al2O3大于93%；4)鉻剛玉空心球，其中Al2O3為70 99. 9%， Cr2O3為0. 1 30% ；5)鋯剛玉空心球，其中Al2O3為90 99. 9%, ZrO2為0. 1 10%。所用的外加結合劑為鋁膠、硅膠、硫酸鋁溶液、紙漿廢液、木質本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種鋯剛玉莫來石質結構隔熱一體化復合磚，其特征在于：包括致密鋯剛玉莫來石質重質工作層，以及以輕質骨料和粉料為原料制備的輕質隔熱層，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∶３～１。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王家邦，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：86