高強高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)隔熱耐火磚，特別是涉及一種熱工設(shè)備隔熱層用的高強高鋁 輕質(zhì)隔熱耐火磚及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 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)備的耐火層及隔熱層要求保溫、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)濟效益的保證。目前各種材質(zhì)的隔熱、保溫耐火磚基本采用（1)加 入可燃物，如植物鋸沫、聚輕球；（2)低密度、低耐火度輕質(zhì)材料，如膨化珍珠巖、閉孔珍珠 巖。然而大量加入低密度輕質(zhì)材料往往會破壞產(chǎn)品的整體耐火度、線變化率等高溫使用性 能，達不到相關(guān)產(chǎn)品的國標要求，從而降低工業(yè)窯爐的使用壽命，嚴重時甚至導致生產(chǎn)事故 的發(fā)生。
[0003] 申請?zhí)枮?00810015228. 2的專利申請公開了一種莫來石輕質(zhì)隔熱保溫磚的配 方，其組分包括湛江土、藍晶石、硅線石、煅燒氧化鋁、廢品回料，再加EPS聚輕球和鋸末。該 產(chǎn)品相同體積密度下耐壓強度比同類產(chǎn)品高10%左右，比其他配方更有利于工藝過程控制 和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。但該產(chǎn)品配方相對復雜，原料成本較高，性能一般，產(chǎn)品的性價較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：提供一種耐壓強度高、導熱系數(shù)低、線變化率低、 生產(chǎn)成本低的高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其生產(chǎn)方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種高強高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚，以重量百分比表示，原料中含有高鋁礬土熟料30~35%， 膨脹劑10-20%，粘結(jié)劑45~55%，以上述原料為基礎(chǔ)，外加基礎(chǔ)原料總量0. 1-0. 15%的工程纖 維、0. 15-0. 2%的減水劑，另外每噸基礎(chǔ)原料加入可發(fā)性聚苯乙烯球0. 7~2.Om3 ;所述粘結(jié)劑 為高嶺土或高鋁礬土水泥，粒度為20CT325目；所述膨脹劑為藍晶石，粒度為180目。
[0006] 所述高鋁礬土熟料的鋁含量為50~88%，粒度為20CT325目。
[0007] 所述可發(fā)性聚苯乙烯球是由可發(fā)性聚苯乙烯原粒經(jīng)過高溫蒸汽加工后形成的球 狀粒子，容重為15~20kg/m3,粒度為0. 5~1. 5mm。
[0008] 所述工程纖維主要以同伴聚丙纖維、同伴聚酯纖維為主導，纖維長度為15-20mm， 纖維直徑為18-40微米；所述減水劑采用三聚磷酸鈉。
[0009] 所述高強高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚的生產(chǎn)方法，包括稱取原料、混料、成型、干燥和燒 成，先將高鋁礬土熟料、膨脹劑、粘結(jié)劑、工程纖維、減水劑按比例混合，攪拌5-6分鐘；然后 加入可發(fā)性聚苯乙烯球，混合攪拌5-6分鐘；加入水，高鋁礬土熟料、膨脹劑、粘結(jié)劑的總量 與水的重量比為1 :〇. 3~0. 4,經(jīng)攪拌制成泥料；然后經(jīng)擠泥機擠成泥條，經(jīng)切坯制成磚坯， 將磚坯干燥，然后裝入窯爐；再從常溫加熱至135(Tl40(rC，保溫2~3h，燒成。
[0010] 所述磚坯干燥分兩段，第一段為低溫干燥，干燥溫度為2(T35°C，干燥時間為 24~36h;第二段為強制干燥，干燥溫度為9(Tll(TC，干燥時間為24~36h，干燥后磚坯水分質(zhì) 量含量控制在5%以下。
[0011] 磚坯干燥時采用蜂窩鋁合金烘干托板，鋁合金板上帶有透氣排水孔，鋁合金板上 敷設(shè)有棉布層。
[0012] 將磚坯從常溫加熱的燒成溫度制度為：磚坯由室溫經(jīng)8~10h升溫至700~ 750°C，保溫1~1. 5h;經(jīng)5~6h升溫至1000~1050°C，保溫1. 5~2h;經(jīng)5~6h升溫至 1250~1300°C，保溫1~1. 5h;經(jīng)2~3h升溫至1350~1400°C，保溫2~3h;然后開始 降溫，由1350~1400°C經(jīng)8~10h降溫至1100~1150°C，保溫1~1. 5h;再經(jīng)7~7. 5h 降溫至800~850°C，最后自然冷卻至100°C。
[0013] 原料性能要求： 1、 高鋁礬土熟料的性能要求
2、 高嶺土的性能要求
3、 高鋁礬土水泥的性能要求：
4、 膨脹劑藍晶石的性能要求
5、 工程纖維的性能要求
本發(fā)明的積極有益效果： (1)本發(fā)明的高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚配方簡單，原料易得，配伍性好，產(chǎn)品具有耐壓強度 高、導熱系數(shù)低、高溫重燒線變化率低等優(yōu)點，其常溫耐壓強度達到普通制品的兩倍以上， 產(chǎn)品性能達到了相關(guān)產(chǎn)品的國家標準(高鋁質(zhì)隔熱耐火磚GB/T3995-1983)。具體性能見表 1〇
[0014] 表1中的性能參數(shù)是本發(fā)明產(chǎn)品的典型值，可以通過優(yōu)化原料配比達到用戶不同 的性能要求。
[0015] 表1中牌號LG-1. 0表示高鋁輕質(zhì)磚，比重為g/cm3。
[0016] (2)本發(fā)明采用工程纖維替代鋸末作為燒失材料，其優(yōu)越性明顯。用工程纖維形成 的氣孔更小，結(jié)構(gòu)強度高，導熱系數(shù)小。因鋸末長度和直徑隨加工過程的不同而不同，其直 徑一般在80-100微米之間，長度為10-15mm，其形成的氣孔遠大于工程纖維形成的氣孔尺 寸，往往導致制品的結(jié)構(gòu)強度不高，導熱系數(shù)較大。采用工程纖維代替鋸末，其質(zhì)量非常穩(wěn) 定，可以根據(jù)需要選用各種長度和直徑的制品；該材料不吸水，能大幅降低泥料的水分，再 輔以減水劑，能將泥料的水分減少40-50%以上，從而能大幅提高最終制成品的強度，并減 少烘干過程中的能源消耗。
[0017] (3)本發(fā)明配方中采用膨脹劑藍晶石，該材料在1200-1400度的溫度范圍內(nèi)由于 晶型的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生10%左右的體積膨脹，可以抵消粘結(jié)劑在高溫燒成時的體積收縮，防止燒 結(jié)裂紋的產(chǎn)生，并且其在高溫時能轉(zhuǎn)化成莫來石，增加制品中莫來石的含量，提高制品的高 溫使用性能和常溫耐壓強度。
[0018] (4)本發(fā)明中配方中采用的工程纖維是一種束狀細絲狀的人工合成纖維，加工過 程中纖維能輕易迅速均勻分散于加過水的泥料中，形成一種多向支撐體系，分散了泥料的 定向應(yīng)力，阻止泥料中原生裂縫的發(fā)生和發(fā)展，消除或減少了原生微裂縫的數(shù)量。另外由于 纖維本身具有一定的強度，纖維均勻分散在泥料中并形成錨固作用，其在干燥受熱過程中 可吸收一定的破壞能量，降低半成品干燥裂紋產(chǎn)生的可能性，提高半成品的合格率。
[0019] (5)本發(fā)明中磚坯在干燥時采用蜂窩鋁合金烘干托板，由于鋁合金板上帶有透氣 排水孔，同時敷設(shè)有棉布，干燥效果好，節(jié)能降耗；采用兩段法干燥，根據(jù)原料種類設(shè)定每段 的干燥溫度和干燥時間，先進行低溫干燥，此階段磚坯水分大，需控制烘干溫度，防止水分 急劇排出導致磚坯出現(xiàn)裂紋，然后強制干燥，控制坯體水分達到要求，能保證燒結(jié)后產(chǎn)品的 質(zhì)量。
[0020] (6)本發(fā)明采用設(shè)定的燒成溫度，有利于產(chǎn)品加工和產(chǎn)品性能的改善，有利于提高 其耐壓強度等性能指標。
[0021] ( 7 )本發(fā)明的高強高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚可用于各種熱工設(shè)備的隔熱層、耐火層，達 到節(jié)能、耐火的雙重作用，有利于推廣應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0022] 下面通過舉例進一步說明本發(fā)明，各原料的性能要求見技術(shù)方案部分，原料用量 以重量百分比計，可根據(jù)用戶要求具體調(diào)整其技術(shù)性能。
[0023] 實施例1:高鋁輕質(zhì)隔熱耐火磚及其生產(chǎn)方法，原料配比見表2,按重量百分比稱 取高鋁礬土孰料30%、粘結(jié)劑高嶺土 55%、膨脹劑藍晶石15%，以上述原料為基礎(chǔ)，外加基 礎(chǔ)原料總量〇. 1%的工程纖維、〇. 15%的減水劑，另外每噸基礎(chǔ)原料加入可發(fā)性聚苯乙烯球 0? 8m3。
[0024] 所述高鋁礬土熟料的鋁含量為5(T88%，粒度為20(T325目，藍晶石的粒度為180 目，高嶺土的粒度為20CT325目；工程纖維以同伴聚丙纖維、同伴聚酯纖維為主導，纖維長 度為15-20mm，纖維直徑為18-40微米。
[0025] 所述可發(fā)性聚苯乙