专利名称：新型工业炉炉衬材料及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型工业炉炉衬材料及其应用，属高温蓄热保温新材料。
多年以来，传统工业窑炉所用的蓄热保温材料有以下三种，一为粘土型的耐火砖；二为不定型的高温耐火材料；三为耐火纤维类和各种轻质耐火材料。以上多种传统耐火材料，虽然在工业窑炉上各领风骚，为工业窑炉的革新、进步作出不少贡献；但应用上述材料或已有技术制造的工业窑炉都存在着一定的致命弱点炉体蓄热保温性能欠佳、热能利用率低、使用寿命短、维修施工工序繁琐、时间长、费用高。
本发明的目的在于提供一种新型工业炉衬材料，希望应用该种炉衬材料的工业窑炉能克服上述传统耐火材料的众多缺陷；达到既提高窑炉的热能利用率，又延长窑炉使用寿命的目的。
本发明是通过寻找新材料、新配方的途径来实现的。
这种新型工业炉炉衬材料由硅酸铝纤维、高铝骨料及粘结剂组成，其主要特征是在上述配料中掺入了作为基料的海泡石粘土。在同一发明主导思想下，有两种实施方案其第一方案所述的炉衬材料由海泡石粘土、硅酸铝纤维、高铝骨料和粘结剂组成，其中海泡石粘土用量为总重量的40-60％；硅酸铝用量10-20％；高铝骨料10-20％；所用的粘结剂是矾土水泥，其用量为总量的20％。其第二方案所述的炉衬材料由海泡石粘土、高铝骨料、高铝粉料、粘结剂组成；其中海泡石粘土用量为总重量30-40％；高铝骨料为20-40％；高铝粉料20-30％；所用粘结剂为总量的10％；所采用的粘结剂由磷酸、磷酸盐或水玻璃三者中的任一个。
本发明还要求保护依照上述两种技术方案生产的炉衬砌块砌筑成的各类工业窑炉；同时还要求保护采用上述两组配方材料，采用整体捣筑、浇灌成型的各种工业窑炉。
根据上述技术方案设计的工业窑炉。由于采用海泡石粘土这种新材料，并在其它组合材料的配合下，形成了一种全新的耐火材料；是继耐火纤维材料之后的更为理想的一种新型耐火材料。这种材料适应性广，既可用于有色金属熔炼炉又可用于电极盐浴炉，也可用于箱式电阻炉、传送带式链条炉等。经发明人实践应用表明，该材料干燥成型后结构牢固，由于内部形成封闭气孔网状结构，导热系数仅为800℃0.03W/(W、℃)；热稳定性、抗热振性好，显气孔率低、化学隋性强、耐火度高达1600℃，升温快；所以大大提高热能利用率。此外也实现了使用中不粉化、不剥落、不开裂，大大延长了使用寿命；同时维修也十分方便。
发明人认为掺入以海泡石粘土为基料的新型工业炉炉衬材料，之所以具有这么好的热工性能，其根本原因是和海泡石粘土矿物独具的物理、化学性能有关，也和搭配材料的恰到好处有关。
前人的研究表明海泡石粘土是一种含有海泡石的粘土矿物；其中的海泡石是一种斜方晶系的层链状富镁硅酸盐粘土矿物，在透射电镜下形态多呈毛发状、针状、细管状或纤维束状集合体；具有极强的粘着性、可塑性和流变性。此外，由于其化学成份为MGO 24.85％ ；SiO255.680％；H2O19.47％在100℃以下时结构稳定；400-800℃过渡为无水海泡石；800℃开始转变为顽火辉石；在1350-1557℃形成方英石。在此以前的区间内不存在挥发成份，故而具有一定的热稳定性能。虽然在此以后的方英石相会随温度的升高而开始破坏，招致抗热性滑坡；但发明人依据前人的研究成果，用富含Al2O3的高岭土进行掺杂改性，由于高岭土在高温下生成高温矿物莫来石晶体，而生成的这种莫来石晶体又能与海泡石中的氧化镁在高温下生成更耐高温的尖晶石MGO.Al2O3，进一步增强复合材料的抗热振性能和内聚强度，使该复合材料具有良好的耐火度。
同时，之所以选用海泡石粘土作基料，还在于该物料导热系数仅为0.02W/m.K，大大低于常用的其它蓄热保温材料。
以下给出
具体实施例方式实施例1(重量百分比)海泡石粘土40硅酸铝纤维20高铝粉料 20矾土水泥 20实施例2(重量百分比)海泡石粘土60硅酸铝纤维10高铝粉料 10矾土水泥 20
实施例3(重量百分比)海泡石粘土 50硅酸铝纤维 15高铝粉料15矾土水泥20实施例4(重量百分比)海泡石粘土 40高铝骨料20高铝粉料30磷酸10实施例5(重量百分比)海泡石粘土 30高铝骨料40高铝粉料20水玻璃 10实施例6(重量百分比)海泡石粘土 35高铝骨料30高铝粉料25磷酸盐 10
权利要求
1.一种新型工业炉炉衬材料由硅酸铝纤维、高铝骨料及粘结剂组成，其特征是在上述配料中掺入了作为基料的海泡石粘土；在这种炉衬材料中各种组分的重量配比是海泡石粘土40-60％；硅酸铝纤维10-20％；高铝骨料10-20％；粘结剂20％。
2.一种新型工业炉炉衬材料由高铝骨料、高铝粉料、粘结剂和海泡石粘土组成，其特征是这种炉衬材料中各组分的重量配比是，海泡石粘土30-40％；高铝骨料20-40％；高铝粉料20-30％；粘结剂10％。
3.根据权利要求1所述新型工业炉炉衬材料，其特征是所采用的粘结剂为矾土水泥。
4.根据权利要求2所述新型工业炉炉衬材料，其特征是所述的粘结剂为磷酸、磷酸盐、水玻璃中的任一种。
5.一种新型工业炉炉衬材料，其特征是指以权利要求1或2为技术特征的各种炉衬砌块砌筑而成的工业窑炉。
6.一种新型工业炉炉衬材料，其特征是指以权利要求1或2为技术特征的各种经整体捣筑、浇灌而成的工业窑炉。
全文摘要
新型工业炉炉衬材料由海泡石粘土作为基料，通过它分别与硅酸铝纤维、高铝骨料、矾土水泥及高铝骨料、高铝粉料、磷酸的组合，组合的两类新型炉衬材料。使这种新型炉衬材料比传统的炉衬材料在蓄热保温、热能利用率、热传导性方面具有更优良的特点；是一种具广泛开发前景的新型炉衬材料。
文档编号F27D1/00GK1163388SQ9611812
公开日1997年10月29日 申请日期1996年4月24日 优先权日1996年4月24日
发明者谢晓阳, 朱忠生 申请人:株洲桥梁工厂, 湖南省浏阳市永和金桥化工厂