[发明专利]一种高铝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，尤其涉及一种高铝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。回转窑主要由窑筒体、耐火砖及传动设备等组成。在生产过程中，物料中的热量通过辐射和传导作用传递给窑皮、耐火砖和窑筒体，传递到窑筒体的热量再通过辐射和对流的方式散发到大气中。由于导热系数和材料的厚度决定温降的多少，耐火砖和窑筒体的导热系数较大，无论干法还是湿法，回转窑筒体的热损失都占两者热耗的四分之一左右，造成了能源的巨大浪费。目前，耐火砖是直接砌筑在窑筒体上，不能很好的降温节能，另外，回转窑的极限安全温度在410℃左右，如果接近或超过这个温度，将会存在安全隐患。

现有的耐火砖和隔热砖大大都为单一结构，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，并推出了一些重质和轻质相结合的复合砖，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，由于尖晶石砖和烧成带使用的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部位的胴体温度降低，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。

发明内容

为了克服已有回转窑用高铝砖导热系数大，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一种高铝结构隔热一体化复合砖及制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种高铝结构隔热一体化复合砖：

包括以致密高铝矾土为主要原料的重质工作层，和以氧化铝空心球或铝镁空心球或刚玉空心球或漂珠或轻质陶粒或前五者的混合物为骨料的高强轻质隔热层，由重质工作层和轻质隔热层复合而成，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1～5∶2～1。

二、一种高铝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、重质工作层中，各个组分的质量百分含量为：

3～5mm高铝矾土18～23％；

1～3mm高铝矾土30～33％；

小于1mm高铝矾土20～28％；

不大于325目高铝矾土18～30％；

粘土3～10％；

外加液体结合剂3～5％；

功能外加剂3～10％；

所述的外加液体结合剂是工业木质璜酸盐溶液或甲基纤维素溶液或聚丙稀酰胺溶液或黄糊精溶液或水玻璃或磷酸二氢铝溶液或磷酸；

所述的功能外加剂是质量含量为3～8％的蓝晶石或3～7％的氧化锆或5～10％的硅酸锆或3～8％的红柱石或3～8％的硅线石；

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漂珠或轻质陶粒或前五者的混合物为骨料的高强轻质隔热层，其技术指标和含量比例如下：

(1)氧化铝空心球轻质隔热层中，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％、微粉35～65％、外加结合剂为微粉质量百分含量的30～35％，对应密度为1.3～1.9g/cm3，微粉是α-Al₂O₃粉或高铝矾土粉或焦宝石粉或叶蜡石粉或前四者的混合物，结合剂是磷酸溶液或磷酸二氢铝溶液或铝胶或硫酸铝溶液；