一种刚玉莫来石质结构隔热一体化复合砖及制备方法技术

一种刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖，其特征在于：包括刚玉莫来石质重质工作层，和以轻质骨料和粉料为原料制备的轻质隔热层，重质工作层和轻质隔热层复合制成复合砖，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1～5∶3～1。以及提供一种所述刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖的制备方法。本发明专利技术耐磨性良好、结构强度较高、保温隔热性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料，尤其是一种刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖及制备方法复合砖及制备方法。
技术介绍
耐高温隔热材料是各种窑炉等热工设备的关键部分，耐高温隔热材料直接接触火焰，要求既耐高温又隔热节能，对材料的性能要求特别高。开发轻质、高强、热震稳定性好、 使用温度高能满足轻质结构高温窑炉所需的材料，改变传统高温窑炉采用重质材料而存在的热容量大、升温速率小、能耗大、使用寿命短、施工维修量大等缺点，为建设资源节约型和环境友好型社会服务。氧化铝空心球已经在耐火保温隔热领域得到广泛应用，空心球利用了封闭空腔热阻大的特点，隔热效果好，强度高，耐高温，抗剥落。轻质氧化铝空心球制品克服了泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的特点，不但可以直接接触火焰，还可以作为隔热层使用，但其荷重软化温度有待于进一步提高，特别是炉龄得到提高之后，由于烟气中的低熔点挥发成份进入及长时间蠕变作用易造成炉体内衬变形内突，炉顶塌陷。
技术实现思路
为了克服已有耐火复合砖及制备方法的耐磨性较差、结构强度较低、保温隔热性能较差的不足，本专利技术提供一种耐磨性良好、结构强度较高、保温隔热性能良好的刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖及制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖，包括刚玉莫来石质重质工作层，和以轻质骨料和粉料为原料制备的轻质隔热层，重质工作层和轻质隔热层复合制成复合砖， 重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1 5 3 1。优选的，所述重质工作层中的化学组分质量百分含量如下其中Al2O3 ^ 72%, Si02%为5 观％，其余为原料引入的其他成分；进一步，所述重质工作层中的原料由刚玉和莫来石组成。更进一步，所述轻质隔热层所采用的轻质骨料为氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球中的一种或几种。所述轻质隔热层中，各种种类的轻质骨料化学组分质量百分含量如下1)氧化铝空心球，其中Al2O3大于98% ；2)镁铝空心球，其中Al2O3为0. 1 99. 9 %，MgO为0. 1 99. 9%；3)刚玉空心球，其中Al2O3大于93%；4)铬刚玉空心球，其中Al2O3为70 99. 9%， Cr2O3为0. 1 30% ；5)锆刚玉空心球，其中Al2O3为90 99. 9%，ZrO2为0. 1 10%，其余为原料引入的其他成分。一种刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖的制备方法，所述制备方法的步骤如下(1)重质工作层配料所述重质工作层中的化学组分质量百分含量如下其中Al2O3彡72%, Si02%为 5 观％，其余为原料引入的其他成分。所述配料选用硅石、莫来石、焦宝石和高铝矾土中的两种或两种以上，按配比与外加结合剂一起混勻备用；(2)轻质隔热层配料轻质隔热层特性选用氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球中的一种或几种轻质骨料的混合物，按配比要求把轻质骨料、粉料和外加结合剂混勻；(3)成型完成配料之后，用隔板把成型模具的料腔隔成两部分，致密工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1 5 3 1，加料后抽出隔板，采用振动加压或机压成型；(4)烧成成型后的坯体取出经80 150°C烘干后装窑于1600 1750°C保温3 8小时烧成。进一步，所述步骤(3)中，成型过程在振动压机、摩擦压机或油压机上进行。所述步骤(1)中，重质工作层采用的原料颗粒级配为不小于Imm颗粒35 45%， 小于Imm颗粒25 35%，不大于325目细粉25 35%，外加结合剂3 5% ；在配料时先将不大于325目粉料按比例配好后在球磨机中混合均勻，再在其余骨料颗粒与外加结合剂混合均勻后加入混合好的粉料，搅拌时间为10 30分钟。所述步骤O)中，所述轻质隔热层采用的轻质骨料粒径为0. 2 5mm，自然堆积密度0.3 l.Og/cm3，轻质隔热层中原料质量配比为轻质骨料55 70%，不大于325目细粉 30 45 %，外加结合剂6 10 %，在配料时先把轻质骨料按比例和外加结合剂混合均勻，然后按比例加入粉料，搅拌时间为10 30分钟。所用的外加结合剂为黄糊精、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液、铝胶、硅胶、纸浆废液、 木质磺酸盐溶液中的一种。本专利技术的技术构思为为进一步延长窑炉寿命，为满足节能降耗的要求，利用研究所专有技术开发了刚玉空心球结构隔热一体化复合砖，致密高铝支撑层用来承重，同时提高窑炉致密性和降低高温蠕变，轻质隔热层主要用于隔热和提高抗热震性，以便进一步提高炉龄，达到节能降耗的目的。砌筑窑炉时注意，轻质层接触火焰，否则起不到提高寿命作用。本专利技术的有益效果主要表现在耐磨性良好、结构强度较高、保温隔热性能良好。 附图说明图1是刚玉莫来石质结构隔热一体化复合砖结构图。图中1、重质工作层，2、轻质隔热层。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1，一种刚玉-莫来石质结构隔热一体化复合砖，包括刚玉莫来石质重质工作层1，和以轻质骨料和粉料为原料制备的轻质隔热层2，重质工作层1和轻质隔热层2复合制成复合砖，重质工作层1和轻质隔热层2的长度尺寸比例为1 5 3 1。 优选的，所述重质工作层中的化学组分质量百分含量如下其中Al2O3 ^ 72%,Si02%为5 观％，其余为原料引入的其他成分； 所述重质工作层中的原料由刚玉和莫来石组成。所述轻质隔热层所采用的轻质骨料为氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球中的一种或几种。所述轻质隔热层中，各种种类的轻质骨料化学组分质量百分含量如下1)氧化铝空心球，其中Al2O3大于98% ；2)镁铝空心球，其中Al2O3为0. 1 99. 9 %，MgO为0. 1 99. 9%；3)刚玉空心球，其中Al2O3大于93%；4)铬刚玉空心球，其中Al2O3为70 99. 9%， Cr2O3为0. 1 30% ；5)锆刚玉空心球，其中Al2O3为90 99. 9%，ZrO2为0. 1 10%，其余为原料引入的其他成分。所用的外加结合剂为黄糊精、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液、铝胶、硅胶、纸浆废液、 木质磺酸盐溶液中的一种。刚玉-莫来石质重质工作层，抗高温蠕变；轻质隔热层起到隔热作用，并具有高抗热震性。实施例1本实施例重质工作层所采用的原料及其质量百分含量为1 3mm莫来石45%小于Imm莫来石25%不大于325目莫来石 30%外加结合剂铝胶3%其中，莫来石牌号为SM-72。按上述配比，所得重质工作层成分的质量百分含量Al2O3为45%，SiO2为50%，其余为原料引入的其他成分。轻质隔热层所采用的原料及其质量百分含量为氧化铝空心球35%，锆刚玉空心球20%、不大于325目莫来石粉45%、外加结合剂硅胶10%，所用氧化铝空心球中成分的质量百分含量Al2O3为99%，锆刚玉空心球中成分的质量百分含量Al2O3为99. 9%, ZrO2为 0.1%。刚玉莫来石质结构隔热一体化复合砖制造方法包括以下步骤(1)配料重质工作层先将骨料颗粒与结合剂按比例配好并在球磨机中混合均勻，再加入不大于325目的粉料，搅拌30分钟后备用；高强轻质隔热层将空心球轻质骨料按比例和结合剂混合均勻，然后按比例加入不大于325目的粉料，搅拌30分钟备用。(2)成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种刚玉－莫来石质结构隔热一体化复合砖，其特征在于：包括刚玉莫来石质重质工作层，和以轻质骨料和粉料为原料制备的轻质隔热层，重质工作层和轻质隔热层复合制成复合砖，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为１～５∶３～１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家邦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86