[发明专利]一种碱性结构隔热一体化复合砖及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火复合砖及制备方法，尤其涉及一种碱性结构隔热一体化复合砖及制备方法。

背景技术

随着水泥生产新技术的不断出现，水泥生产主机设备向大型化方向发展，增加产量、提高质量、节能降耗、降低成本成为生产管理中增加效益的关键。现有的耐火砖和隔热砖大都为单一结构，使用时需将各种性能的砖配合使用，若在相对固定不动的设备上，如隧道窑、倒阎窑，配合使用都能满足要求；但在一些相对运动的设备上，如回转窑，配合使用就很难满足要求。一些厂家和研究单位对此进行了研究和攻关，并推出了一些重质材料和轻质材料相结合的复合砖，但由于轻质部分结构强度过低，无法满足使用要求而没有大范围推广，还是以重质砖为主。以海螺集团10000t/d的回转窑为例，前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于前过渡带尖晶石砖和烧成带镁铬砖的导热系数大(≥2.7W/m·K)，使得窑筒体外壁温度较高(大约在380℃左右，高温时能达420℃)。筒体外壁温度较高，一方面使窑筒体散热增加，从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。胴体过热增加了机械设备的损坏几率、加速了筒体变形，而筒体变形又加速了内衬的机械破坏，其结果是掉砖、停窑，影响水泥回转窑的运转率。因此若能在该部位使用耐火、隔热双重功能的复合砖不仅使过渡带和烧成带部位的筒体温度降低，减少散热损失，而且也有利于设备维护，提高设备运转率。若在所有高温部位均使用复合不同部位结构特点的复合砖，则很好地解决了目前存在的问题。

为满足节能降耗的要求，浙江大学材料系无机非金属材料研究所结合本所在水泥和高温节能技术方面的优势，利用研究所专有技术进行了系列回转窑用结构/隔热一体化复合砖研制，碱性结构隔热一体化复合砖就是其中之一。

发明内容

为了克服已有回转窑用碱性砖导热系数大，本发明的目的在于提供具有耐磨性好、耐火度高、结构强度好及保温隔热性能好的结构隔热一体化复合砖。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种碱性结构隔热一体化复合砖：

包括致密碱性材料为原料的重质工作层，以及以氧化铝空心球或铝镁空心球或刚玉空心球或三者混合为轻质骨料的轻质隔热层，由两者复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1～5∶2～1。

二、一种碱性结构隔热一体化复合砖的制备方法：

A、重质工作层和轻质隔热层的原料配比如下：

一、致密碱性重质工作层材质为镁质或镁铬质或白云石质或镁钙质或镁锆钙质或镁锆质，其技术指标要求如下：

(1)镁质重质工作层中MgO％≥80％，其余为原料引入杂质；

(2)镁铬质重质工作层中MgO％为55～80％，Cr₂O₃％为8～20％，其余为原料引入杂质；

(3)白云石质重质工作层中MgO％为30～42％，CaO％为40～60％，其余为原料引入杂质；

(4)镁钙质重质工作层中MgO％为80～87％，CaO％为6～20％，其余为原料引入杂质；

(5)镁锆钙质重质工作层中MgO％为35～80％，CaO％为5～60％，ZrO₂％为1.5～15％，其余为原料引入杂质；

(6)镁锆质重质工作层MgO％≥90％，ZrO₂/％为1.4～5％，其余为原料引入杂质；

二、轻质隔热层为以氧化铝空心球或铝镁空心球或刚玉空心球或三者混合为轻质骨料的轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下：

(1)氧化铝空心球高强轻质隔热层中，Al₂O₃的质量百分含量＞98.5％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度0.6～0.9g/cm³；各个组分的质量百分含量为：氧化铝空心球35～65％；α-Al₂O₃微粉35～65％；外加结合剂为α-Al₂O₃微粉质量百分含量的30～35％；对应密度为1.3～2.0g/cm³；

(2)铝镁空心球高强轻质隔热层中，其技术指标和含量比例如下：