专利名称:高铁砖的制作方法
技术领域：
冶金与制陶的边缘技术。产品用于节能、环保领域。
背景技术：
蓄热式电暖器技术在欧美已有所发展，其要点是利用夜间低谷时段的电力，通过电热管发热，把热能贮存在贮能砖中，供24小时取暖使用。是一种节能、环保技术。可为我所用。特别是用它取代煤炉、燃煤锅炉，可缓解2008年北京奥运会环境治理的压力。从国外取得蓄能暖器机的样本后，得知此设备与我们实验室中的马福炉的原理类似。用管形发热器发热，以耐火砖蓄热，供止供电后，需经十多小时热能才释放完毕。据我国资料报导这种贮热“核心元件”是“高密度合金磁性材料砖”(2001.10.29北京日报)。
我们将固体物资按密度比热热导率列一张表。经过研究比较，认为贮能砖不是金属物质，因为铜铁钢钨钼等金属的比热都较低，也不可能是现有的工业用硅砖、铬镁砖、高铝砖。因为它们不仅比热低，还因为要求这类砖耐高温，要求其氧化物纯度高，造价很昂贵。从密度、比热和热导率综合判断，判定这种贮热砖是含氧化铁85％-90％的高铁砖，按我国对工业用砖的传统称谓，是继焦油白云石砖、硅砖、铬镁砖、高铝砖之后的一种以蓄能为主要功能的“高铁砖”，它的技术参数是氧化铁含量85％以上，密度3.8-3.9，比热0.938KJ/kg k。热导率在200℃时3.4W/MK。在400℃时2.54W/MK。在600℃时2.1W/MK。
以三氧化二铁为主要成份的高铁砖和氧化铝、氧化镁等金属氧化物砖一样，是绝缘体材料，不是资料报导中所说的磁性材料。
发明内容
制造高铁砖可以有三种方法。第一种方法是用纯铁粉压型，在氧化气氛中烧结。但纯铁粉每吨价格五六千元，原料过于昂贵。第二种方法是用富含85％以上的铁矿粉、压型、烧结。但品位在85％以上的铁矿粉矿源稀少，价格也在每吨400元，成本太高。第三种方法是最佳方案，用热轧钢时脱落下来的废品—氧化铁皮为主要原料，它含Fe3O4接近百分之百。但它结成片状，经碾碎粒度较粗而松散。为充添空隙，要添加含铁30％-40％低品位的铁矿石粉，和陶土(二氧化硅含量近70％，含铁2％)，其配方是氧化铁皮(Fe3O4)85％，铁矿石粉10％，陶土5％，兑5％水玻璃，这一配方一是保证了铁砖的Fe2O3含量在85％以上，同时有陶土和水玻璃的双重粘结作用来改善氧化铁皮的松散性，使造坯获得成功。
在氧化气氛中烧结的温度，不能用烧制铝、镁、硅砖的1300℃高温，而要用1000℃(-20℃+30℃)。这个温度是氧化铁相互换化的最活跃的温度线。鞍山红铁矿Fe2O3因品位仅30％，不能入炉直接炼铁，又无磁性不能进行磁选，最终用1000℃还元气氛培烧，使Fe2O3转化为Fe3O4而进入磁选工艺，得以利用。这就是“红矿培烧磁选”工艺。山东兰宝石(Al2O3结晶体)因内含Fe3O4，呈黑色不透明状态，经1000℃氧化气氛培烧使宝石中的Fe3O4转化为Fe2O3，则去除掉了黑色，增加了透明度。这就是“兰宝石改色技术”。从以上两项科学实验中总结出，以Fe3O4为主要原料的氧化烧结温度必然是1000℃(-20℃+30℃)。如果超过1060度，Fe3O4将呈熔融状态，如达到1300℃，Fe3O4则完全熔化。
经过实践，以Fe3O4为主原料的高铁砖，经1000℃五小时烧结，使Fe3O4砖氧化成Fe2O3烧结体砖。在箱式电炉和隧道窑中都进行了试验，都是成功的。
工业技术上的用砖，大多以金属氧化物构成，但都严格要求铁含量成份，不得超过1-2％。而高铁砖却使其氧化铁的含量高达85-90％，这一特殊的成份，使高铁砖具有了贮能的特性。每公斤高铁砖可贮藏热能920千焦耳(合220大卡)，(0℃-980℃)或贮藏冷能280千焦耳(合66大卡)(20℃-负273℃)。它的这一蓄能特性，将在取暖、制冷、空调、烘烤、培烧、原油加温远程输送、石油、化工和锅炉制造等诸多领域被广泛应用。
具体实施方式
，已将样块和样品寄至德国斯梯贝尔公司进行化验、检测，答复为“非常好”和“这砖是好的”。拟寻求已停产或没有生产任务的耐火砖生产厂，进行合作，生产出口，德国的这家公司订货量较大，要求订购20万-60万块“高铁砖”。
各固体物质比热、热导率、密度比较表
权利要求
“高铁砖”是我国工业技术用砖的一个新的品种。其特征是，与其它工业用砖要求“含铁成份很低”相反，把氧化金属铁的成份提高到85％以上。这种高氧化铁成份，使高铁砖不仅可耐受1000℃的高温，而且它本身属于高电阻值的绝缘体。它的最突出的功能是可以大功率的蓄能，更由于其热导率低，使人们便于控制其能量释放速度。以它的比热0.938KJ/kgk(千焦耳/公斤-度)计算。从0℃-980℃，每公斤高铁砖可贮藏热能919千焦耳(合220大卡)或从25℃负273℃每公斤高铁砖可贮藏冷能279千焦耳(合66大卡)“高铁砖”的蓄能物理特性，决定了它可以在取暖、制冷、空调、烘烤、培烧、原油远程加温输送、石油、化工和锅炉制造上被广泛应用，从而节约能源和保护环境。“高铁砖”的制造工艺，也与硅、镁、铝砖不同。它不是由最终氧化物直接压制烧结成型。而是选择了铁的多种氧化物中的Fe3O4为主原料，在特定温度下进一步氧化为Fe2O3，这一氧化反应过程，实质上起到了烧结造块的作用。从而使高铁砖结构紧密、坚实，从而使该产品具有长时间的使用寿命。故此请求按国家有关规定，在批准的被保护时间内对“高铁砖”的发明专利予以保护。在不与发明者达成合作的情况下，禁止仿制。建议界定砖中Fe2O3含量在85％及以上者可被称为“高铁砖”。仿制范围则设定为砖中含Fe2O380％及以上者，作为仿制。当否，请批示。
专利摘要
技术领域：
:冶金与制陶的边缘技术，此产品适用于节能、环保领域。
背景技术：
:利用低谷廉价的电能储存热冷能技术在欧美已有所发展。经查各种固体物性能，发现Fe
文档编号C04B35/26GKCN1473790SQ02125996
公开日2004年2月11日 申请日期2002年8月8日
发明者李国樑, 李国 申请人:李国樑, 李国 导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan