一种保温耐火砖的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种保温耐火砖。
【背景技术】
[0002]世界范围内能源紧缺，各种热工设备是工业生产中的重要设施，也是能源消耗大户，因此，要求各种热工设备的耐火层、保温隔热层的性能良好是热工设备长期安全使用和节能降耗获得较好经济效益的保证。
[0003]目前，生产制造各种材质的耐火砖及及其制品，要求具有轻质、保温、隔热和耐火性能，基本采用如下方法:(I)加入可燃物，如植物可燃物、聚轻球等；(2)加入低密度、低耐火度轻质材料，诸如膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩。其中方法(I)中加入的可燃物在产品烧结过程中烧失产生气孔而获得轻质、隔热保温的效果。方法(2)通过加入低密度轻质材料，以加大产品体积与重量比而获得轻质、隔热保温的效果，然而大量地加入低密度轻质材料(例如珍珠岩，其耐火度低只有1350°C，严格来说不属于耐火材料的范畴)，破坏了产品的整体耐火度、线变化率等高温性能，从而大大降低了产品的使用寿命，并且浪费资源和污染环境；同时随着原料的紧缺，各种原料的价格越来越高，从而导致保温耐火砖的生产成本也逐渐增高。
[0004]粉煤灰是一种燃煤电厂排出的主要固体废弃物，也是我国当前排量较大的工业废渣之一。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量也逐年增加，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气，若排入水系会造成河流淤塞，且粉煤灰中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。目前，粉煤灰的有效利用率较低，仅在水泥工业和耐火材料工业有少量利用。
[0005]本发明考虑将粉煤灰用于制备保温耐火砖。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种保温耐火砖，该保温耐火砖的强度较高。
[0007]本发明提供了一种保温耐火砖，由以下组分制备得到，所述组分包括:
[0008]粉煤灰 10?40重量份；
[0009]所述粉煤灰中AI2O3的质量百分含量大于20%，且Fe203的质量百分含量小于6%。
[0010]优选的，还包括20?65重量份的耐火粘土、15?40重量份的植物可燃物与0.3?1.5重量份的聚轻球。
[0011]优选的，所述耐火粘土为高铝矾土、苏州泥、漳州泥与鲁山泥中的一种或多种。
[0012]优选的，所述植物可燃物的粒径为I?5_。
[0013]优选的，所述聚轻球的粒径为0.8?1.5mm。
[0014]优选的，所述保温耐火砖中Al2O3的质量百分含量大于等于20%，小于75%，且Al2O3与S12的质量百分含量之和大于等于85%。
[0015]优选的，所述保温耐火砖中Al2O3的质量百分含量大于等于28%，小于75%，且Al2O3与S12的质量百分含量之和大于等于90%。
[0016]优选的，所述保温耐火砖中Al2O3的质量百分含量大于等于32%，小于75%，且AI2O3与Si02的质量百分含量之和大于等于95%。
[0017]优选的，所述保温耐火砖的容重为590?1050kg/m3。
[0018]优选的，所述粉煤灰的粒径为150?325目。
[0019]本发明提供了一种保温耐火砖，由以下组分制备得到，所述组分包括:10?40重量份的粉煤灰；所述粉煤灰中AI2O3的质量百分含量大于20%，且Fe203的质量百分含量小于6%。与现有技术相比，本发明采用特定的粉煤灰用于制备保温耐火砖，粉煤灰本身的体密比较轻，可以使用在不同容重的保温砖中，降低了生产成本，同时提高了保温耐火砖的强度，具有良好的保温、隔热效果。
[0020]实验表明，本发明制备的保温耐火砖的常温耐压强度为1.2?3.5MPa。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例，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。
[0022]本发明提供了一种保温耐火砖，由以下组分制备得到，所述组分包括:
[0023]粉煤灰 10?40重量份；
[0024]所述粉煤灰中AI2O3的质量百分含量大于20%，且Fe203的质量百分含量小于6%。
[0025]粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之间变化。粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标，可以反映含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深粉煤灰粒度越细，含碳量越高。粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄，低钙粉煤灰的颜色偏灰。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5?300μπι。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%?80%，有很强的吸水性。
[0026]我国粉煤灰的主要氧化物组成为:Si02、Al203、Fe0、Fe203、Ca0、Ti02、Mg0、K20、Na20、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等O
[0027]粉煤灰可以直接用于制备高强度保温耐火砖，无需经过另外的加工，而且制备得到的高强度保温耐火砖具有良好的保温、绝热性能，可在不同温度下使用，能够满足电力、石化、冶金等大部分领域的绝热保温的需要。本发明对所述的粉煤灰原料没有特殊限制，化学成分满足AI2O3含量大于20%，Fe203含量小于6%即可，优选为山西杂质含量少、Fe203含量小的粉煤灰;优选所述粉煤灰中AI2O3含量大于28%，Fe203的含量小于5% ;更优选粉煤灰中AI2O3含量大于30%，Fe203的含量小于4% ;再优选为粉煤灰中AI2O3含量大于32%，Fe203的含量小于3%。
[0028]当所述粉煤灰中Al2O3含量大于20%,Fe2O3含量小于6%，制备得到的保温耐火砖的使用温度为800°C?1400°C;当所述粉煤灰中Al2O3含量大于28% ,Fe2O3含量小于5%，制备得到的保温耐火砖的使用温度为1000°C以上；当所述粉煤灰中Al2O3含量大于30% ,Fe2O3含量小于4%，制备得到的保温耐火砖的使用温度为1300°C以上;所述粉煤灰中Al2O3含量大于32% ,Fe2O3含量小于3%，制备得到的保温耐火砖的使用温度为1400°C以上。
[0029]所述粉煤灰的含量优选为15?40重量份，更优选为20?40重量份，再优选为21?37重量份。粉煤灰的物理性质中，细度和粒度是比较重要的项目，它直接影响着粉煤灰的其他性质，粉煤灰越细，细粉所占的比重越大，其活性也越大，本发明的粉煤灰必须达到一定的粒度，粒度的大小将直接影响保温耐火砖的成型质量。在本发明中，所述粉煤灰的粒度优选为150?325目，更优选为200?325目。
[0030]本发明采用特定的粉煤灰用于制备保温耐火砖，粉煤灰本身的体密比较轻，可以使用在不同容重的保温砖中，降低了生产成本，同时提高了保温耐火砖的强度，具有良好的保温、隔热效果。
[0031]按照本发明优选还包括20?6重量份的耐火粘土、15?40重量份的植物可燃物与0.3?1.5重量份的聚轻球。
[0032]其中，所述耐火粘土的含量优选为20?61重量份，更优选为20?50重量份，再优选为20?50重量份，最优选为20?45重量份;所述耐火粘土为本领域技术人员熟知的耐火粘土即可，并无特殊的限制，本发明中优选为高铝矾土、苏州泥、漳州泥与鲁山泥中的一种或多种。
[0033]所述植物可燃物的含量优选为17.5?38.5重量份;所述植物可燃物为本领域技术人员熟知的植物可燃物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为钻木肩;所述钻木肩可为软质木肩，也可为硬质木肩，并无特殊的限制，优选陈腐10?30天后方可使用;所述植物可燃物的粒径优选为I?5mm。
[0034]所述聚轻球的含量优选为0.5?1.5重量份，更优选为0.5?1.45重量份，再优选为
0.9?1.45重量份;所述聚轻球为本领域技术人员熟知的聚轻球即可，并无特殊的限制，本发明中优选为聚苯乙烯颗粒经过发泡而成的聚轻球；所述聚轻球的粒径优选为0.8?2.5mm，更优选为I?2mm的颗粒占80%以上。
[0035]按照本发明，所述保温耐火砖中优选Al2O3的质量百分含量大于等于20%，小于75%，且AI2O3与Si02的质量百分含量之和大于等于85% ;更优选AI2O3的质量百分含量大于等于28%，小于75%，且Al2O3与S12的质量百分含量之和大于等于90% ;再优选为Al2O3的质量百分含量大于等于32%，小于75%，且Al2O3与S12的质量百分含量之和大于等于95%。
[0036]所述保温耐火砖的容重优选包括600kg/m3、800kg/m3与1000kg/m3三种容重等级。
[0037]本发明还提供了一种上述保温耐火砖的制备方法，将10?40重量份的粉煤灰与其他组分混合，成型，烘干，煅烧，得到保温耐火砖;所述粉煤灰中Al2O3的质量百分含量大于20%，且Fe203的质量百分含量小于6%。
[0038]所述粉煤灰同上所述，在此不再赘述;所述其他组分优选包括20?65重量份的耐火粘土、15?40重量份的植物可燃物与0.3?1.5重量份的聚轻球。所述耐火粘土、植物可燃物与聚轻球均同上所述，在此不再赘述。
[0039]所述成型、烘干、煅烧为本领