[发明专利]一种六钛酸钾晶须隔热保温砖及其制造方法

说明书

技术领域

本发明为一种隔热保温砖制备方法，特别涉及一种六钛酸钾晶须隔热保温砖及其制造方法，属于保温材料技术领域。

背景技术

随着我国对外开放程度的不断提高和对节能意识的不断增强，各企业对隔热保温砖的需求不断增大，就产品的材质而言越来越向高纯度和低铁新品种发展，目前国内使用的隔热保温砖主要是高铝质隔热保温砖，我国还制订了《高铝质隔热耐火砖》的国家标准(GB/T3995)。传统工业炉窑为达到保温节能的目的，通常在重质保温砖砌筑体或重质不定形保温材料施工体外增加保温层，由于采用的保温材料使用温度较低，所以在中、高温工业炉窑上的使用受到很大的限制。重质层很厚，窑炉体积庞大、笨重，对间歇式炉来说，蓄热损失大。为解决这一问题，人们开发生产出使用温度高、体积密度小、隔热性能好的系列轻质保温砖，特别是能直接接触火焰的高档轻质砖。正是这些高档轻质砖的开发与应用，国内冶金、陶瓷、电磁等行业中出现了全部用高档轻质砖砌筑的抽屉窑，窑墙厚度减薄，升温速度快，节能效果好。

国内对保温砖进行了广泛的研究，并取得了丰硕的成果。中国发明专利CN101450868公开了一种保温砖的制备方法，将莫来石40～60wt％、白毛土30～50wt％、蓝精石10～20wt％、锯末100～150L、可发性聚苯球250～350L按比例混合并加入一定量的水调成糊状，经过一次混炼和二次混炼后浇注在模具中成型，经过自然干燥，将成型的保温砖经过1300℃～1600℃高温烧结，做成毛坯保温砖，通过金刚石砂磨机磨成不同种类误差正负1mm的保温砖。该发明具有重量轻、体密小，热传导率低保温性能好，耐高温，尺寸精确砖体不变形，使用寿命长，可提高工业炉保温效果，减少能耗，并且生产周期短，产量大等特点。中国发明专利CN1803720也公开了一种轻质隔热保温砖的制备方法。所采用技术方案是：将或为40～70wt％的粘土熟料、或为45～75wt％的高铝熟料、或为50～80wt％的刚玉莫来石与5～30wt％的生粘土、0.5～3wt％的聚苯乙烯球、5～20wt％的有机烧失物混合，外加15～25wt％的水，混练后放入模具2内，放下加压装置1，启动振动装置4进行振动，加压、振动时间为0.1～3min，然后取出自然干燥。该发明原料来源广泛，且因所加水分少而不需烘干，由于一次成型而无切磨余料或切磨余料少，添加的有机烧失物能保证气孔分布均匀，因而具有成本低、抗热震性能好的特点。中国发明专利CN1102822还公开了一种以粉煤灰为主要原料的轻质隔热保温砖，含有粉煤灰70-90％、其它轻质材料5-25％、结合粘土/或膨润土5-25％，并添加复合外加剂。其中主要原料粉煤灰是直接采用未经分选的工业废灰-粉煤灰，制品具有与漂珠隔热保温砖基本相近的性能，成本仅为漂珠隔热保温砖的一半，生产工艺简单，可达到大量利用煤灰，变废为宝的目的。制品可用于各种工业窑炉作隔热保温层。中国发明专利CN1197049还公开了免烧镁钙碳质保温砖及其制备方法，该保温砖由电熔镁钙制砖原料、石墨和无水树脂结合剂制成，经合理的选料和科学的处理工艺，制备的该保温砖体积密度大，耐压强度高，不易水化、溃散，抗侵蚀能力强，质量好且稳定，应用性能好，使用寿命长，特别适用于炼钢炉和精炼炉中，尤其炉子的渣线部位。中国发明专利CN87103166还公开了以镁尖晶石为基础的保温材料，特别是用来砌筑水泥工业的回转窑炉衬的保温砖，其中含(按重量计算)10％到50％尖晶石烧结体(MgO.Al₂O₃)50％到90％烧结氧化镁，并按尖晶石及氧化镁总量为100％计算，添加0.5％到4％的促使附着物形成的金属氧化物。这种金属氧化物为氧化锆，其粒度范围应在0.1毫米以下。中国发明专利CN1424280还公开了一种轻质保温砖，涉及一种低导热系数、长寿命的高温窑炉内衬用的优质保温材料。其特征在于该发明采用莫来石作为主晶相，钙长石作为结合相，其主要化学成分为：Al₂O₃ 54.0～57.0wt.％，SiO₂ 40.0～43.0wt.％，CaO 1.0～2.0wt.％，Fe₂O₃ 0.1～1.0wt.％，其它杂质含量为0.1～0.7wt.％，所有原料的细度都要附合0.088mm方孔筛余量≤5.0％的要求。产品保持了钙长石轻质保温砖的低导热系数和低体积密度的优点，又使其强度和使用温度有明显的提高，取代可能致癌的硅酸铝保温纤维类保温内衬可以用于直接与火焰接触的保温内衬。该发明原料能够大量使用我国储量丰富的蓝晶石，使用量高达70wt.％。另外，该发明还可以使用高达40wt.％的煅烧煤矸石(低铁)。中国发明专利CN1062334还公开了一种烧成镁铝铬保温砖及其制造方法。该砖在一般烧成镁铝砖中引进了铬的成分，其常温耐压强度为40～100MPa，气孔率为14～18％，荷重软化温度为1600～1700℃。成品中Al₂O₃与Cr₂O₃的比为2.0～4.5，MgO与Cr₂O₃+Al₂O₃之比大于8∶1，成分范围为MgO 80～89％，Al₂O₃4～8％，Cr₂O₃1～3％。该砖具有镁铬砖和镁铝砖的共同特性，即具有良好的耐热震性，同时又具有良好的抗渣蚀性，可用于各种冶金炉内衬。中国发明专利CN1063094还公开了抗剥落高铝保温砖及其制造工艺。主要技术特点是：以高铝铝土矿颗粒为骨粒，骨粒的临界粒度为3.5-6.5毫米，高铝铝土矿与粘土混合配制的矿粉作结合剂，其Al₂O₃含量应于骨料相同。烧成温度为1450-1600℃。本发明的保温砖具有良好的耐高温、耐碱侵蚀性、耐磨损、机械强度高、热震稳定性好，荷重软化温度适宜，作为氧化铝熟料回转窑烧成带的内衬砖，寿命可达18个月。中国发明专利CN1485296还公开了硅质隔热保温砖生产方法，提出的硅质隔热保温砖生产方法的主要原料成分为硅石料，原料成分中还主要包括有膨胀珍珠岩。主料中膨胀珍珠岩与硅质料的加入量为，重量百分比：硅石料70-90，膨胀珍珠岩10-30。本发明提出的硅质隔热保温砖生产方法，其主要特点是在原料中加入膨胀珍珠岩的成分，用以取代原制品原料中的可燃加入物，由此可有效克服现有硅质隔热保温砖存在的缺陷。加入的膨胀珍珠岩为轻质材料，其SiO2含量在60％以上，主要化学成分同属硅质，玻璃相，在烧制过程中与石英转化为磷石英相结合形成均匀的细小气孔、制品表里如一，加入膨胀珍珠岩取代可燃加入物，烧成时间短，节能降耗，使生产成本降低，成品率提高，理化指标提高。中国发明专利CN101139210还公开了硅质隔热保温砖，具体为一种适用于焦炉、碳素炉的硅质隔热保温砖，解决现有粘土质隔热保温砖存在荷重变形温度低、高温下易收缩、导热率较大、保温效果不好等缺陷，由硅石细粉81-85％，珍珠岩15-19％，外加占上述主原料总重的下列辅料：铁鳞粉0.45-0.55％，水泥0.9-1.1％，石灰乳6.5-7.5％，纸浆1.95-2.2％，将硅石细粉、珍珠岩按比例加入湿碾内，然后加入铁鳞粉、水泥干碾1-2分钟后，加入占主原料总重的1.8-2.2％的水，然后加入石灰乳，碾压10-15分钟，最后加入纸浆，碾压10-15分钟，出碾，成型制坯。该发明所述的硅质隔热保温砖的各项理化指标均优于国家标准，具有耐高温、低导热、含铁量低、耐压强度大、热稳定性能好等优点，可直接作为工业窑炉的内衬使用。中国发明专利CN101475402还公开了一种使用磷酸改善轻质保温砖力学性能的方法，具体是：将轻质保温砖浸渍在质量浓度为25～85％的磷酸溶液中，浸渍时间为2～5小时；取出保温砖放入高温炉中进行热处理，热处理温度为450～600℃，保温1～3小时，然后随炉冷却至室温得到改性的轻质保温砖。该发明与现有技术相比，主要有以下显著效果：在改性过程中，对轻质保温砖的气孔率和保温度影响不大，但其抗压强度可以提高50～300％；并且工艺简单，易于调节和控制，适用面广，可重复性好和成本低等优点。中国发明专利CN101698614A还公开了超微孔高强隔热保温保温砖及其制造方法，以重量百分比表示，原料为漂珠和/或粉煤灰20～70％、铝硅系保温熟料0～50％、粘结剂30～40％，外加发泡剂0.2～1.0％。制造时先将漂珠或粉煤灰、铝硅系保温熟料和粘结剂混合，然后加水，混合料和水的比例为4～6∶1，调成糊状料；将发泡剂与水按1∶10～15的比例混合，加入发泡机中，制得孔径为0.2～0.5mm的泡沫，将泡沫与所述糊状料混合均匀，然后浇注成砖坯，干燥后装入窑炉；加热至1200～1400℃，保温6～8h，烧成。该发明产品具有耐压强度高、导热系数低、高温重烧线变化率低等优点。该方法利于环保，可节约大量轻质材料，利于节能降耗。但是，上述保温砖的隔热效果仍难以满足工业炉窑对节能目标日益提高的苛刻要求。