莫來石輕質隔熱耐火磚及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種輕質隔熱耐火磚，特別是涉及一種熱工設備用莫來石輕質隔熱耐 火磚及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 世界范圍內能源緊缺，各種熱工設備是工業生產中的重要設施，也是能源消耗大 戶，因此，各種熱工設備的耐火層及隔熱層要求保溫、耐火、隔熱，是熱工設備長期安全使 用、節能降耗獲得更大經濟效益的保證。目前各種材質的隔熱、保溫耐火磚基本采用（1)加 入可燃物，如鋸末、聚輕球；（2)低密度、低耐火度輕質材料，如膨化珍珠巖、閉孔珍珠巖。然 而大量地加入低密度輕質材料往往會破壞產品的整體耐火度、線變化率等高溫使用性能， 產品達不到相關國家標準，從而降低工業窯爐的使用壽命，嚴重時甚至導致生產事故的發 生。
[0003] 申請號為200810015228. 2的專利申請公開了一種莫來石輕質隔熱保溫磚，其組 分包括湛江土、藍晶石、硅線石、煅燒氧化鋁、同型號廢品回料等。該產品原料成本較高，使 用的煅燒氧化鋁等原料為高耗能高價值原料，用在生產隔熱磚中較不經濟，制品性能一般， 產品的性價比較低。

【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題：提供一種耐壓強度高、導熱系數低、線變化率低、熱震 穩定性好、生產成本低的莫來石輕質隔熱耐火磚及其生產方法。
[0005] 本發明的技術方案： 一種莫來石輕質隔熱耐火磚，以重量百分比表示，原料為氫氧化鋁25~35%，焦寶石熟料 1(T30%，藍晶石1(T30%，粘結劑35~50%，以上述原料為基礎，每噸基礎原料加入可發性聚苯 乙烯球1. 0~2.Om3、鋸末0. 3~0. 5m3 ;所述粘結劑為高嶺土或氧化鋁水泥。
[0006] 所述氫氧化鋁的鋁含量為> 30%，粒度為20CT325目；所述焦寶石熟料的鋁含量為 42~55%，粒度為20CT325目；所述藍晶石的鋁含量為48~58%，粒度為18CT325目；所述粘結 劑的粒度為200~325目。
[0007] 所述可發性聚苯乙烯球是由可發性聚苯乙烯原粒經過高溫蒸汽加工后形成的球 狀粒子，容重為15~20kg/m3,粒度為0. 5~1.5mm。
[0008] 所述鋸末用14目的篩網進行篩分，然后用水浸泡處理，浸泡時間不少于30天。
[0009] 所述的莫來石輕質隔熱耐火磚的生產方法，包括稱取原料、混料、成型、干燥和燒 成，先將基礎原料氫氧化鋁、焦寶石熟料、藍晶石、粘結劑按比例混合，攪拌均勻；然后加入 可發性聚苯乙烯小球、鋸末，攪拌混合均勻；加入水，基礎原料與水的重量比為1. (T1. 75 : 1，攪拌制成流動的泥漿狀料；然后注入模具澆注成磚坯，將磚坯干燥后裝入窯爐；將磚坯 從常溫加熱至高溫135(Tl40(TC，保溫2~3h，燒成。
[0010] 所述磚坯干燥分兩段進行，第一段為低溫干燥，干燥溫度為2(T35°C，干燥時間為 24~36h;第二段為強制干燥，干燥溫度為9(Tll(TC，干燥時間為24~36h，干燥后磚坯水分質 量含量控制在5%以下。
[0011] 磚坯干燥時采用蜂窩鋁合金烘干托板，鋁合金板上帶有透氣排水孔，鋁合金板上 敷設有棉布層，鋁合金板和棉布層之間采用粘合劑粘合。
[0012] 將磚坯從常溫加熱至高溫的燒成溫度制度為：磚坯由室溫經8~10h升溫至 700~750°C，保溫1~1. 5h;經5~6h升溫至1000~1050°C，保溫1. 5~2h;經5~6h 升溫至1250~1300°C，保溫1~1. 5h;經2~3h升溫至1350~1400°C，保溫2~3h;然 后開始降溫，由1350~1400°C經8~10h降溫至1100~1150°C，保溫1~1. 5h;再經7~ 7. 5h降溫至800~850°C，最后自然冷卻至100°C，出窯。
[0013] 所述模具為木質模具，模具邊框的上表面設有凹槽，凹槽中鑲嵌有鐵塊，所述凹槽 底部的寬度大于凹槽的頂部，鐵塊的形狀和凹槽相匹配，所述凹槽的橫截面為梯形或方形。
[0014] 原料性能要求： 1、 氫氧化鋁細粉的性能要求：
2、 焦寶石熟料細粉的性能要求：
3、 藍晶石細粉的性能要求：
4、 高嶺土細粉的性能要求：
5、 純氧化鋁水泥的性能要求：
本發明的積極有益效果： (1)本發明的莫來石輕質隔熱耐火磚，以氫氧化鋁、焦寶石、藍晶石和粘結劑為基礎原 料，原料之間配比合理，配伍性好，產品具有耐壓強度高、導熱系數低、高溫重燒線變化率 低、熱震穩定性好等優點，產品性能優良，達到美國ASTM等相關產品標準的要求，見下表1。
[0015] 備注：表1中美國標準指的是美國ASTM標準；性能參數是本發明產品的典型值， 可通過原料優化配比達到用戶不同的性能要求，體積密度的單位為g/cm3。
[0016] (2)本發明采用氫氧化鋁替代常用的氧化鋁原料，氫氧化鋁是生產煅燒氧化鋁的 中間產品，能耗低，成本低，在制品燒結中分解成活性A1203微粒，結合原料中所含的5102生 成莫來石晶相，工藝非常節能，能有效降低制品的生產成本，氫氧化鋁分解形成的活性A1203 微粒反應活性非常強，能生成更多的莫來石晶相，有效降低制品中剛玉相的含量，提高制品 的熱震穩定性。
[0017] (3)本發明中磚坯干燥時采用蜂窩鋁合金烘干托板，由于鋁合金板上帶有透氣排 水孔，同時敷設有棉布層，干燥效果好，節能降耗；采用兩段法干燥，并根據原料種類設定每 段的干燥溫度和干燥時間；先進行低溫干燥，此階段磚坯水分大，需控制烘干溫度，防止水 分急劇排出導致磚坯出現裂紋，然后強制干燥，控制坯體水分達到要求，保證燒結后產品的 質量。
[0018] (4)本發明中的模具通過嵌入方式將鐵塊安裝在木質模具中，使用時可利用帶有 磁鐵的裝置從上部將模具吸住，使模具脫模，實現部分機械化操作，能減輕勞動強度；模具 凹槽底部寬度大于凹槽頂部，方便固定鐵塊，防止鐵塊脫落；鐵塊呈對稱分布，操作穩定，安 全。
[0019] (5)本發明采用設定的燒成溫度，有利于產品加工和產品性能的改善，有利于提高 其耐壓強度等性能指標。
[0020] (6)本發明產品可廣泛用于各種熱工設備隔熱層、耐火層，達到節能、耐火的雙重 作用，有利于推廣應用。
【附圖說明】
[0021] 圖1為粘土磚用鑲嵌鐵塊的木質模具結構示意圖； 圖2圖1中A-A的剖面結構示意圖之一； 圖3圖1中A-A的剖面結構示意圖之二。
[0022] 圖中，1為邊框，2為鐵塊，3為凹槽。
[0023]
【具體實施方式】 下面舉例進一步說明本發明，各原料性能要求見技術方案部分，原料以重量百分比計， 用量可根據用戶所要求的技術性能具體調整。
[0024] 實施例1:莫來石輕質隔熱耐火磚（比重為1.3)，配比見表2,按重量百分比稱取 氫氧化鋁細粉35%、焦寶石細粉15%、藍晶石細粉10%、粘結劑高嶺土細粉40%，將上述原 料加入強制攪拌機中混合，攪拌5-6分鐘；以上述原料為基礎原料，每噸基礎原料加入可 發性聚苯乙烯球1. 〇m3、鋸末0. 4m3,攪拌5-6分鐘；按比例加水，基礎原料與水的重量比為 1. (T1. 75 :1，經攪拌制成流動的泥漿狀料，攪拌5-6分鐘；然后注入模具中澆注成磚坯，將 磚坯干燥，然后裝入窯爐；從常溫加熱至135(Tl40(rC，保溫2~3h，燒成。
[0025]所述磚坯干燥分兩段進行，第一段為低溫干燥，干燥溫度為20~35°C，干燥時間為 24~36h;第二段為強制干燥，干燥溫度為9(Tll(TC，干燥時間為24~36h，干燥后磚坯水分質 量含量控制在5%以下。磚坯干燥時采用蜂窩鋁合金烘干托板，其中鋁合金板上帶有透氣排 水孔，鋁合金板上敷設有棉布層，鋁合金板和棉布層之間采用粘合劑粘合。
[0026] 將磚坯從常溫加熱的燒成溫度制度為：磚坯由室溫經8~10h升溫至700~ 750°C，保溫1~1. 5h;經5~6h升溫至1000~1050°C，保溫1. 5~2h;經5~6h升溫至 1250~1300°C，保溫1~1. 5h;經2~3h升溫至1350~1400°C，保溫2~3h;然后開始 降溫，由1350~1400°C經8~10h降溫至1100~1150°C，保溫1~1. 5h;再經7~7. 5h 降溫至800~850°C，最后自然冷卻至100°C。
[0027] 產品出窯后，對其理化性能、表面質量和外形尺寸進行檢驗；產品合格后按尺寸標 準或合同要求進行磨砌、組裝；最后將產品包裝入庫，保管或發貨。產品比重（即體積密度） 大小與聚苯乙烯小球和鋸末的加入量有關。
[0028] 實施例2 :莫來石輕質隔熱耐火磚的原料配比見表2,生產方法和例1基本相同，不 同之處在于： 按配比將上述原料加入強制攪拌機中混合，攪拌；加入可發性聚苯乙烯球、鋸末，攪拌 5-6分鐘；按比例加水，基礎原料與水的重量比為1. 0 :1，經攪拌制成流動的泥漿狀料，攪拌 5-6分鐘；然后注入模具中澆注成磚坯，將磚坯干燥，然后裝入窯爐；從常溫加熱至1350°C， 保溫2h，燒成。
[0029] 所述磚坯干燥分兩段進行，第一段為低溫干燥，干燥溫度20°C，干燥時間36h;第 二段為強制干燥，干燥溫度9°C，干燥時間6h，干燥后磚坯水分質量