莫来石轻质隔热耐火砖及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种轻质隔热耐火砖，特别是涉及一种热工设备用莫来石轻质隔热耐 火砖及其生产方法。
【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，各种热工设备的耐火层及隔热层要求保温、耐火、隔热，是热工设备长期安全使 用、节能降耗获得更大经济效益的保证。目前各种材质的隔热、保温耐火砖基本采用（1)加 入可燃物，如锯末、聚轻球；（2)低密度、低耐火度轻质材料，如膨化珍珠岩、闭孔珍珠岩。然 而大量地加入低密度轻质材料往往会破坏产品的整体耐火度、线变化率等高温使用性能， 产品达不到相关国家标准，从而降低工业窑炉的使用寿命，严重时甚至导致生产事故的发 生。
[0003] 申请号为200810015228. 2的专利申请公开了一种莫来石轻质隔热保温砖，其组 分包括湛江土、蓝晶石、硅线石、煅烧氧化铝、同型号废品回料等。该产品原料成本较高，使 用的煅烧氧化铝等原料为高耗能高价值原料，用在生产隔热砖中较不经济，制品性能一般， 产品的性价比较低。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题：提供一种耐压强度高、导热系数低、线变化率低、热震 稳定性好、生产成本低的莫来石轻质隔热耐火砖及其生产方法。
[0005] 本发明的技术方案： 一种莫来石轻质隔热耐火砖，以重量百分比表示，原料为氢氧化铝25~35%，焦宝石熟料 1(T30%，蓝晶石1(T30%，粘结剂35~50%，以上述原料为基础，每吨基础原料加入可发性聚苯 乙烯球1. 0~2.Om3、锯末0. 3~0. 5m3 ;所述粘结剂为高岭土或氧化铝水泥。
[0006] 所述氢氧化铝的铝含量为> 30%，粒度为20CT325目；所述焦宝石熟料的铝含量为 42~55%，粒度为20CT325目；所述蓝晶石的铝含量为48~58%，粒度为18CT325目；所述粘结 剂的粒度为200~325目。
[0007] 所述可发性聚苯乙烯球是由可发性聚苯乙烯原粒经过高温蒸汽加工后形成的球 状粒子，容重为15~20kg/m3,粒度为0. 5~1.5mm。
[0008] 所述锯末用14目的筛网进行筛分，然后用水浸泡处理，浸泡时间不少于30天。
[0009] 所述的莫来石轻质隔热耐火砖的生产方法，包括称取原料、混料、成型、干燥和烧 成，先将基础原料氢氧化铝、焦宝石熟料、蓝晶石、粘结剂按比例混合，搅拌均匀；然后加入 可发性聚苯乙烯小球、锯末，搅拌混合均匀；加入水，基础原料与水的重量比为1. (T1. 75 : 1，搅拌制成流动的泥浆状料；然后注入模具浇注成砖坯，将砖坯干燥后装入窑炉；将砖坯 从常温加热至高温135(Tl40(TC，保温2~3h，烧成。
[0010] 所述砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度为2(T35°C，干燥时间为 24~36h;第二段为强制干燥，干燥温度为9(Tll(TC，干燥时间为24~36h，干燥后砖坯水分质 量含量控制在5%以下。
[0011] 砖坯干燥时采用蜂窝铝合金烘干托板，铝合金板上带有透气排水孔，铝合金板上 敷设有棉布层，铝合金板和棉布层之间采用粘合剂粘合。
[0012] 将砖坯从常温加热至高温的烧成温度制度为：砖坯由室温经8~10h升温至 700~750°C，保温1~1. 5h;经5~6h升温至1000~1050°C，保温1. 5~2h;经5~6h 升温至1250~1300°C，保温1~1. 5h;经2~3h升温至1350~1400°C，保温2~3h;然 后开始降温，由1350~1400°C经8~10h降温至1100~1150°C，保温1~1. 5h;再经7~ 7. 5h降温至800~850°C，最后自然冷却至100°C，出窑。
[0013] 所述模具为木质模具，模具边框的上表面设有凹槽，凹槽中镶嵌有铁块，所述凹槽 底部的宽度大于凹槽的顶部，铁块的形状和凹槽相匹配，所述凹槽的横截面为梯形或方形。
[0014] 原料性能要求： 1、 氢氧化铝细粉的性能要求：
2、 焦宝石熟料细粉的性能要求：
3、 蓝晶石细粉的性能要求：
4、 高岭土细粉的性能要求：
5、 纯氧化铝水泥的性能要求：
本发明的积极有益效果： (1)本发明的莫来石轻质隔热耐火砖，以氢氧化铝、焦宝石、蓝晶石和粘结剂为基础原 料，原料之间配比合理，配伍性好，产品具有耐压强度高、导热系数低、高温重烧线变化率 低、热震稳定性好等优点，产品性能优良，达到美国ASTM等相关产品标准的要求，见下表1。
[0015] 备注：表1中美国标准指的是美国ASTM标准；性能参数是本发明产品的典型值， 可通过原料优化配比达到用户不同的性能要求，体积密度的单位为g/cm3。
[0016] (2)本发明采用氢氧化铝替代常用的氧化铝原料，氢氧化铝是生产煅烧氧化铝的 中间产品，能耗低，成本低，在制品烧结中分解成活性A1203微粒，结合原料中所含的5102生 成莫来石晶相，工艺非常节能，能有效降低制品的生产成本，氢氧化铝分解形成的活性A1203 微粒反应活性非常强，能生成更多的莫来石晶相，有效降低制品中刚玉相的含量，提高制品 的热震稳定性。
[0017] (3)本发明中砖坯干燥时采用蜂窝铝合金烘干托板，由于铝合金板上带有透气排 水孔，同时敷设有棉布层，干燥效果好，节能降耗；采用两段法干燥，并根据原料种类设定每 段的干燥温度和干燥时间；先进行低温干燥，此阶段砖坯水分大，需控制烘干温度，防止水 分急剧排出导致砖坯出现裂纹，然后强制干燥，控制坯体水分达到要求，保证烧结后产品的 质量。
[0018] (4)本发明中的模具通过嵌入方式将铁块安装在木质模具中，使用时可利用带有 磁铁的装置从上部将模具吸住，使模具脱模，实现部分机械化操作，能减轻劳动强度；模具 凹槽底部宽度大于凹槽顶部，方便固定铁块，防止铁块脱落；铁块呈对称分布，操作稳定，安 全。
[0019] (5)本发明采用设定的烧成温度，有利于产品加工和产品性能的改善，有利于提高 其耐压强度等性能指标。
[0020] (6)本发明产品可广泛用于各种热工设备隔热层、耐火层，达到节能、耐火的双重 作用，有利于推广应用。
【附图说明】
[0021] 图1为粘土砖用镶嵌铁块的木质模具结构示意图； 图2图1中A-A的剖面结构示意图之一； 图3图1中A-A的剖面结构示意图之二。
[0022] 图中，1为边框，2为铁块，3为凹槽。
[0023]
【具体实施方式】 下面举例进一步说明本发明，各原料性能要求见技术方案部分，原料以重量百分比计， 用量可根据用户所要求的技术性能具体调整。
[0024] 实施例1:莫来石轻质隔热耐火砖（比重为1.3)，配比见表2,按重量百分比称取 氢氧化铝细粉35%、焦宝石细粉15%、蓝晶石细粉10%、粘结剂高岭土细粉40%，将上述原 料加入强制搅拌机中混合，搅拌5-6分钟；以上述原料为基础原料，每吨基础原料加入可 发性聚苯乙烯球1. 〇m3、锯末0. 4m3,搅拌5-6分钟；按比例加水，基础原料与水的重量比为 1. (T1. 75 :1，经搅拌制成流动的泥浆状料，搅拌5-6分钟；然后注入模具中浇注成砖坯，将 砖坯干燥，然后装入窑炉；从常温加热至135(Tl40(rC，保温2~3h，烧成。
[0025]所述砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度为20~35°C，干燥时间为 24~36h;第二段为强制干燥，干燥温度为9(Tll(TC，干燥时间为24~36h，干燥后砖坯水分质 量含量控制在5%以下。砖坯干燥时采用蜂窝铝合金烘干托板，其中铝合金板上带有透气排 水孔，铝合金板上敷设有棉布层，铝合金板和棉布层之间采用粘合剂粘合。
[0026] 将砖坯从常温加热的烧成温度制度为：砖坯由室温经8~10h升温至700~ 750°C，保温1~1. 5h;经5~6h升温至1000~1050°C，保温1. 5~2h;经5~6h升温至 1250~1300°C，保温1~1. 5h;经2~3h升温至1350~1400°C，保温2~3h;然后开始 降温，由1350~1400°C经8~10h降温至1100~1150°C，保温1~1. 5h;再经7~7. 5h 降温至800~850°C，最后自然冷却至100°C。
[0027] 产品出窑后，对其理化性能、表面质量和外形尺寸进行检验；产品合格后按尺寸标 准或合同要求进行磨砌、组装；最后将产品包装入库，保管或发货。产品比重（即体积密度） 大小与聚苯乙烯小球和锯末的加入量有关。
[0028] 实施例2 :莫来石轻质隔热耐火砖的原料配比见表2,生产方法和例1基本相同，不 同之处在于： 按配比将上述原料加入强制搅拌机中混合，搅拌；加入可发性聚苯乙烯球、锯末，搅拌 5-6分钟；按比例加水，基础原料与水的重量比为1. 0 :1，经搅拌制成流动的泥浆状料，搅拌 5-6分钟；然后注入模具中浇注成砖坯，将砖坯干燥，然后装入窑炉；从常温加热至1350°C， 保温2h，烧成。
[0029] 所述砖坯干燥分两段进行，第一段为低温干燥，干燥温度20°C，干燥时间36h;第 二段为强制干燥，干燥温度9°C，干燥时间6h，干燥后砖坯水分质量