一种隔热复合耐磨砖

本发明涉及耐火砖生产
技术领域：
，具体为一种隔热复合耐磨砖。
背景技术：
：随着国家对资源保护和资源高效利用的需要，国家出台了系列节能环保法律法规；水泥行业是高耗能行业、因此淘汰落后生产工艺，更为紧迫；大型化、自动化、智能化、节能环保化是水泥业的发展方向。如淘汰2500吨熟料/日以下的产能，推广5000吨熟料/日以上产能。随着产能的提升，三次风管和预热器直径增大；传统的三次风管与预热器筒体内隔热耐火保温工艺，因其耐火砖抗磨损性低；硅钙板的易粉化与高温强度低，已不能满足生产的需要。现研发的隔热复合耐磨砖的耐磨层采用尖晶石及氧化铝空心球配料，配以化学结合剂；隔热层采用陶粒和玻化微珠，配以化学结合剂；隔热与耐火材料采用单独搅拌混碾工艺，经成型与高温烧制而成。具有导热系数低、机械强度高、耐磨性好、抗侵蚀能力强的优良理化性能，可极好的满足水泥生产过程中三次风管、预热器筒体内壁的对隔热、耐火需要。水泥窑三次风管内壁一般采用内层耐火砖，外层硅酸钙板两层砌筑的方式进行筒体防护；这种设计结构，在使用一段时间后，硅钙板易出现粉化与脱落，导致三次风管顶部耐火砖出现抽签与崩塌现象。硅钙板粉化脱落后，隔热层消失，必然导致筒体外表温度升高，筒体外表面散热加剧，三次风热损失增加。技术实现要素：(一)解决的技术问题本发明提供的一种隔热复合耐磨砖耐磨层采用尖晶石及氧化铝空心球配料，配以化学结合剂；隔热层采用陶粒和玻化微珠，配以化学结合剂；隔热与耐火材料采用单独搅拌混碾工艺，经成型与高温烧制而成。将隔热性能与耐火性能进行了有机的结合；集耐磨、耐高温、隔热于一体，可大幅提高设备的运转时间，既节能保温，又耐高温与长期使用，节能降耗。(二)技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种隔热复合耐磨砖，包括以下成分：主要原材料(以重量为单位)：70-75％镁铝尖晶石、20-25％氧化铝空心球和5-10％碳化硅；辅料(以重量为单位)：10-15％陶粒和7-8％膨胀玻化微珠；试剂(以容积为单位)：3-5mol/l结合剂和8-10mol/l减水剂。作为优选的，所述镁铝尖晶石包括以下成分(按重量为单位)：al203≧76％的优质矾土和mgo≧95％的轻烧镁粉。作为优选的，所述镁铝尖晶石的烧结方法步骤如下：1)、将优质矾土和轻烧镁粉按比例投放入至球磨机中磨成180目细粉；2)、将步骤1中的原材料送入高温窑中经≧1800℃高温烧结，煅烧48h。作为优选的，所述氧化铝空心球由工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，且晶型为a-al2o3微晶体。作为优选的，所述膨胀玻化微珠由珍珠岩颗粒经过多级碳化硅电加热管式生产工艺制成。一种隔热复合耐磨砖的制备方法，所述制备方法具体如下：1)、将干燥的陶粒和膨胀玻化微珠按比例投入球磨机中磨成180目细粉,放入仓库存放；2)、将制取的镁铝尖晶石、氧化铝空心球、碳化硅、步骤1中制作的材料按比例投入搅拌机内进行搅拌，时间为10-15min；3)、在步骤2中的搅拌的过程中先后添加外加剂、结合剂以及减水剂，并持续搅拌，时间为30min，制取材料；4)、将步骤3中的取材料通过模具进行制型，再放入干燥窑内干燥24—72h；5)、将步骤4中制作模型放入高温窑中经≧1500℃高温烧结，煅烧72h，72h后降温，带成品冷却取出即可。(三)有益效果与现有技术相比，本发明的实施例所提供的一种隔热复合耐磨砖，隔热复合耐磨砖的耐磨部分，充分利用了尖晶石的抗侵蚀，耐腐蚀、抗剥落、抗渣、热震稳定性好、耐高温等性能；利用氧化铝空心球的低导热系数、高耐火性能、高强度；利用碳化硅的高耐磨、高耐火性。在高温下氧化形成新生态的二氧化硅，一方面与氧化铝反应形成高温体积稳定的莫来石，另一方面在耐火砖表面形成釉面玻璃体，形成封闭气孔，可有效阻止耐火砖在高温下氧化。隔热复合耐磨砖的隔热部分充分利用耐火陶粒的球状的外形，表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点；利用膨胀玻化微珠封闭微孔，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高温、抗老化、吸水率小的优点；通过合理级配，制成低导热，高耐磨、高强度的保温耐火复合材料。隔热复合耐磨砖的生产：利用硅铝溶胶作结合剂，耐磨和隔热部分单独配料，在成型磨具中采用波纹隔板，单独喂料，高压成型，合二为一。保证耐火和隔热部分形成结合牢固的中间层。应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。附图说明图1为本发明提供的原耐火砖结构结构示意图；图2为本发明提供的隔热复合耐磨砖结构示意图；图3为本发明提供的一种隔热复合耐磨砖的加工流程结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1至图3所示，本发明提供的一种隔热复合耐磨砖，包括以下成分：主要原材料(以重量为单位)：70-75％镁铝尖晶石、20-25％氧化铝空心球和5-10％碳化硅；辅料(以重量为单位)：10-15％陶粒和7-8％膨胀玻化微珠；试剂(以容积为单位)：3-5mol/l结合剂和8-10mol/l减水剂。进一步的，实施例中的镁铝尖晶石包括以下成分(按重量为单位)：al203≧76％的优质矾土和mgo≧95％的轻烧镁粉。其具体的烧结方法步骤如下：1)、将优质矾土和轻烧镁粉按比例投放入至球磨机中磨成180目细粉；2)、将步骤1中的原材料送入高温窑中经≧1800℃高温烧结，煅烧48h。而实施例中的氧化铝空心球由工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，且晶型为a-al2o3微晶体。而实施例中的膨胀玻化微珠由珍珠岩颗粒经过多级碳化硅电加热管式生产工艺制成。进一步的，作为本发明进一步提供的技术方案：上述的材料具体以下特性，从而使得本发明制备的隔热复合耐磨砖具有面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点；利用膨胀玻化微珠封闭微孔，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高温、抗老化、吸水率小的优点；通过合理级配，制成低导热，高耐磨、高强度的保温耐火复合材料。具体如下：铝矾土基烧结镁铝尖晶石：用al203≧76％的优质矾土和mgo≧95％的优质轻烧镁粉，经过多级均化，在超高铝镁尖晶石隧道窑中经≧1800℃高温烧结而成。该材料的体积密度大，矿物相含量高、晶粒发育良好、结构均匀、质量稳定。镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀、抗腐蚀、抗剥落、抗磨蚀、热震稳定性好、耐高温等性能。是生产耐火材料的理想原料。镁铝尖晶石代替镁铬砂制造的镁铝尖晶石砖用于水泥回转窑，不但避免了铬公害，而且具有良好的抗剥落性。氧化铝空心球：用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，晶型为a-al2o3微晶体。以氧化铝空心球为主体，可制成各种形状制品，最高使用温度1800℃，制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍，而体积密度仅为刚玉制品的二分之一，是一种新型的高温隔热材料。碳化硅：耐火温度2700℃，化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好；,莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)。碳化硅在高温下容易氧化，形成二氧化硅。陶粒：是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形，表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高等特点。在耐火材料的生产行业中，陶粒主要用作隔热材料的骨料。膨胀玻化微珠：为无机玻璃质矿物材料。珍珠岩颗粒经过多级碳化硅电加热管式生产工艺制成，呈不规则球状体颗粒；其内部呈多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定；具有质轻、绝热、防火、耐高温、抗老化、吸水率低等优良特性，可替代粉煤灰漂珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用。是一种环保型高性能新型无机绝热材料。实施例1为本发明提供的一种隔热复合耐磨砖的制备方法，其制备方法具体如下：1)、将干燥的陶粒和膨胀玻化微珠按比例投入球磨机中磨成180目细粉,放入仓库存放；2)、将制取的镁铝尖晶石、氧化铝空心球、碳化硅、步骤1中制作的材料按比例投入搅拌机内进行搅拌，时间为10-15min；3)、在步骤2中的搅拌的过程中先后添加外加剂、结合剂以及减水剂，并持续搅拌，时间为30min，制取材料；4)、将步骤3中的取材料通过模具进行制型，再放入干燥窑内干燥24—72h；5)、将步骤4中制作模型放入高温窑中经≧1500℃高温烧结，煅烧72h，72h后降温，带成品冷却取出即可。实施例2为传统高铝耐火砖的生产方法：1、先将生高铝矾土放入高温窑炉中煅烧48小时，温度控制在1500℃—1600℃，煅烧后冷却粉碎备用。2、将煅烧好的高铝矾土进行破粉碎，经过筛分分成5-3，3-1，1-0级配的骨料。筛上料进入球磨机中磨成180目细粉，放入料仓内备用。粘土原料经过烘干后进入球磨机磨成180目细粉备用。3、按重量百分含量取70—80％的高铝矾土熟料和20—30％高铝矾土生料细粉放入搅拌机中搅拌均匀，然后用专业模具进行压制成型，再放入干燥窑内干燥24—72小时，最后在高温窑内煅烧72小时，最高温度控制在1500℃，冷却出窑即为普通高铝耐火砖。由于2010年以前我国水泥窑生产线以2500吨熟料/日新型干法窑为主，三次风管直径尺寸为2300，三次风管内壁保温耐火原设计为：用厚度114毫米的耐火砖和114毫米的硅酸钙板进行复合砌筑。现在水泥生产线以5000吨熟料/日以上的新型干法窑为主，目前5000吨/日新型干法窑三次风管筒体直径尺寸为3200，原厚度为114毫米的耐火砖和114毫米的硅酸钙板已经不能满足现大直径设备筒体的安装要求，导致耐火砖极易出现抽签或崩塌现象，影响窑炉的生产周期。而这种传统高铝耐火砖的缺点是：砖型尺寸小、导热系数大、机械强度低、气孔率高与吸水率大、不耐磨。在三次风管上使用，因不具备隔热性能，导致筒体表面温度高，能耗增大；且砖型结构不具备抗极冷极热，当工况温度波动大时易出现耐火砖的抽签或崩塌。只适用于原生产技术要求，对于先生产技术则无法满足。为进一步的论述本发明提供的隔热复合耐磨砖与传统的传统高铝耐火砖的改性特点，对其进行实验，以下参数将被严格检测、分析：(1)原料化学成份、粒度组成、水份、添加剂。(2)详细的配方记录，工艺参数记录。(3)混碾时间，泥料水份，压制次数等。(4)半成品尺寸、重量、外观状况记录。(5)干燥窑温度、湿度记录。(6)干燥后砖坯尺寸、体密、残存水分记录。(7)装窑高度、密度记录。传统产品技术指标：本产品技术指标：项目指标显气孔率(％)≥30体积密度(g/cm3)2.5/0.6常温耐压强度(mpa)45/10导热系数(w/m·k)0.35(隔热端)根据上述数据对比本发明提供的隔热复合耐磨砖和传统高铝耐火砖相比，其高耐磨、耐碱蚀、低导热,和传统产品相比节能30％以上。表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点；利用膨胀玻化微珠封闭微孔，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高温、抗老化、吸水率小的优点；通过合理级配，制成低导热，高耐磨、高强度的保温耐火复合材料。而传统高铝耐火砖，其砖型尺寸小、导热系数大、机械强度低、气孔率高与吸水率大、不耐磨。在三次风管上使用，因不具备隔热性能，导致筒体表面温度高，能耗增大；且砖型结构不具备抗极冷极热，当工况温度波动大时易出现耐火砖的抽签或崩塌。只适用于原生产技术要求，对于先生产技术则无法满足。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12