一种新型的蓄热砖及制备方法技术

本发明专利技术提供一种以炼钢氧化渣或铜渣铁橄榄石为主要原料，配以适量结合剂混料成型和低温烧制而制得蓄热砖的方法，提高了蓄热砖的蓄热能力和体积稳定性，同时做到了价格低廉。同时做到了价格低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的蓄热砖及制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火砖蓄热工程
，尤其是一种采用工业废炉渣制备生产蓄热砖及制备方法。

技术介绍

[0002]选择性能优良、结构优化、节能效果好的蓄热体是设计一台高性能蓄热式换热器的前提，相变材料储能性能良好，能将工业余热储存和释放出来，但是，相变材料往往受到使用温度的限制，并且它们的热容比较低，因此效果不佳。而固体氧化物蓄热体体积密度大，体积蓄热能力大而且具有较大的发展空间。
[0003]固体蓄热体普遍采用的材质有硅质、高铝质、镁铁质、刚玉质、堇青石质、镁质、莫来石质等。目前研究主要在集中在其结构和形状上，使之表面积增大，换热能力增强。如蜂窝陶瓷蓄热体，多孔格子砖，多孔状的长方体等等。用于取暖的锅炉，使用温度比较低，一般不超过1000
o
C，因此，对耐高温性能要求不高，而抗热震性和价格低廉是其追求的目标。因此作者专利技术了铁系蓄热体，它具有物美价廉，密度大、导热性能好，吸热、放热快以及热容量大的特点。
[0004]另外也有表面涂辐射涂料的蓄热体，以提高蓄热体表面的吸热和放热能力，把外界的热烟气或其他的热量尽可能快的留下来。这些材料和结构已经在传统的蓄热体上得以体现。
[0005]专利CN1316399，蓄热砖组成质量百分数为MgO：86~90%，Fe2O3：7~9%，Al2O3：0.2~1.0%，SiO2：1~2%，CaO：1~5%。该蓄热砖耐高温、蓄热效果好。该镁铁砖蓄热体已经得到了普遍应用。但是随着镁砂价格的上涨，该产品价格到了市场难以接受的地步。
[0006]专利CN1640848，“主要利用低谷电贮能的蓄热砖的制作方法”，蓄热砖组成质量百分数为Fe2O3：3~4%，Al2O3：29~30%，SiO2：66~67%。是以含铁量大于58%的磁铁矿为主要原料，加入结合粘土和复合结合剂烧制而成。该产品实质上是铝硅铁制品。根据成分可知它的密度较低，蓄热能力有限，难以满足要求。
[0007]专利201210085049.2以菱镁石尾矿55~65%，铁矿粉35~45%为主要原料，经过配料、混合、成球、烧成等制得镁铁砖。这个专利是在CN1316399基础上得到了进步，成本下降和资源得到利用。但是它的制造工艺复杂，需要简化。
[0008]专利 CN02125996.8是以轧钢厂的副产品氧化铁皮（Fe3O4）为廉价原料，添加铁矿粉、粘土为造坯剂，兑5%水玻璃作为结合剂。在强氧化气氛下，把Fe3O4转化成Fe2O3，并经过1000
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C烧结。经过检测：Fe2O3：83~90%的高铁热容为0.938KJ/kg.k。该产品具有高的蓄热能力和高的换热效率，并且价格低廉。
[0009]作为蓄热体选用的材料，应该具有下列特点：1）高体积蓄热能力。因此应该要求具有高密度和高热容的材料。这样能够储存更高的热量；2）高辐射和高吸收系数的材料。它容易快速把外部热量吸收和储存起来；3）高导热系数。这样吸收的热量能够很快地传热到蓄热体内部，可以蓄更多的热量；4）在满足上述条件下，在使用温度范围内，能够有相变蓄热；
5）成本低廉；6）满足使用温度。根据上述要求的特点，在使用温度为1000
o
C以下的情况，炼钢氧化渣和炼铜铁橄榄石渣应是最佳选择。这两个材料具有上述6个特点之外，与轧钢厂的氧化铁皮相比较，还有价格低廉和稳定的特点。在不同温度下，轧钢厂的氧化铁皮发生体积变化，导致体积稳定性变差。而炼钢氧化渣和铜渣内的氧化铁是稳定氧化物，不会变价而产生体积效应，因此使用过程体积稳定，使用寿命长。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种以炼钢氧化渣和铜渣铁橄榄石为主要原料，配以适量结合剂混料成型和低温烧制而制得蓄热砖的方法，提高了蓄热砖的蓄热能力和体积稳定性，同时做到了价格低廉。
[0011]为了解决上述问题，本专利技术专利所采用的技术方案如下：一种新型的蓄热砖，以铜渣或炼钢氧化渣为主要原料，并添加一定量的结合剂。
[0012]优选方案为，所述铜渣中铁橄榄石含量大于50%（优选为70~85%），颗粒的显气孔率应该低于30%（优选低于10%）；其化学成分为TFe：35~50%，SiO2：30~40%。
[0013]优选方案为，所述炼钢氧化渣的化学成分为TFe：12~30%，CaO：30~50%，SiO2：10~20%，CaO/SiO2≤3%，颗粒的显气孔率低于30%（优选低于10%）。
[0014]优选方案为，所述结合剂为硫酸镁、氯化镁、硅酸钠、磷酸二氢铝、磷酸钠、氧化镁细粉加硅灰（两者比例为1:1）之一或它们的组合。
[0015]优选方案为，所述原料按照一定的质量配比组成，其中主要原料的颗粒组成为：10~5mm：10~30%，5~3mm：5~20%，3~1mm：15~30%，1~0.088mm：10~20%，<0.088mm：20~35%，结合剂的加入量为2~15%（优选为3~10%，且在使用前配成溶液或乳液）。
[0016]一种新型的蓄热砖的制备方法，按照配方比例进行混料、成型和干燥处理，以制成一种新型蓄热。
[0017]优选方案为，所述成型设备为震动成型机、液压机、或摩擦压力机，成型压力大于80MPa。
[0018]优选方案为，所述干燥温度不大于600℃，保温时间在24h以上（优选为26
‑
36h）。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：1）采用了工业废渣，属于资源再生利用，改善了环境；2）这些渣内含有高热吸收率的氧化铁，这对于提高蓄热体的换热速度起到非常重要的作用；3）这些工业渣是经过高温液态冷却下来的，结构致密，体积密度很高，具有非常高的热容，热容达到了3.5MJ/(m3.K)以上，价格非常低廉。
具体实施方式
[0020]以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。应该明白的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。
[0021]实施例1把干燥后的化学成分为TFe：35~50%，SiO2：30~40%的铜渣加工成：10~5mm、5~3mm、3
~1mm、1~0.088mm、<0.088mm细粉五级颗粒。选用工业品硫酸镁作为结合剂，采用下列质量百分数进行配料：铜渣10~5mm：15%，5~3mm：10%，3~1mm：25%，1~0.088mm：15%，<0.088mm细粉：30%，工业级硫酸镁5%。外加适量水，在混料机里进行混料5min，出料进行压砖。砖坯自然放置干燥3天后，进行低温烧成。
[0022]烧成制度如下：常温~100
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C：升温速度10
o
C/h；100
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C：保温10h；100~250
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C：升温速度8
o
C/h； 250
o
C：保温10h；自然冷却至室温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的蓄热砖，其特征在于，以铜渣或炼钢氧化渣为主要原料，并添加一定量的结合剂。2.如权利要求1所述的蓄热砖，其特征在于，所述铜渣中铁橄榄石含量大于50%（优选为70~85%），颗粒的显气孔率应该低于30%（优选低于10%）；其化学成分为TFe：35~50%，SiO2：30~40%。3.如权利要求1所述的蓄热砖，其特征在于，所述炼钢氧化渣的化学成分为T.Fe：12~30%，CaO：30~50%，SiO2：10~20%，CaO/SiO2≤3%，颗粒的显气孔率低于30%（优选低于10%）。4.如权利要求1所述的蓄热砖，其特征在于，所述结合剂为硫酸镁、氯化镁、硅酸钠、磷酸二氢铝、磷酸钠、氧化镁细粉加硅灰（两者比例为1:1）之一或它们的组合。5.如权利要求1
‑
4任一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田守信，贺恒星，申娟娟，
申请(专利权)人：阳谷信民耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：