[发明专利]一种粘土质结构隔热一体化复合砖及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种耐火复合砖及制备方法。

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粘土砖的结构强度较差、导热系数大、保温隔热性能差大的不足，本发明的目的在于提供一种具有结构强度好及保温隔热性能好的粘土质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：

一种粘土质结构隔热一体化复合砖，包括致密粘土质重质工作层，以及以刚玉空心球、轻质莫来石骨料、轻质高铝骨料、漂珠和轻质陶粒中的一种或几种为轻质骨料为原料制备的轻质隔热层，两者复合制成复合砖，重质工作层和轻质隔热层的长度尺寸比例为1～5∶3～1。

优选的，所述重质工作层的化学组分质量百分含量如下：Al₂O₃为30～45％，SiO₂为45～65％，其余为原料引入的其他成分。

进一步，所述重质工作层材质由焦宝石、苏州泥或柳州泥中的一种或几种组成。

再进一步，所述轻质隔热层骨料为刚玉空心球、轻质莫来石骨料、轻质高铝骨料、漂珠和轻质陶粒中的一种或几种的混合物。

所述轻质隔热层中，各种种类的轻质骨料化学组分质量百分含量如下：1)刚玉空心球，其中Al₂O₃大于93％；2)轻质莫来石骨料，其中Al₂O₃大于65％；3)轻质高铝骨料，其中Al₂O₃大于70％；4)漂珠，其中Al₂O₃为25～40％，SiO₂为50～65％；5)轻质陶粒，其中Al₂O₃为18～25％，SiO₂为55～65％。

一种粘土质结构隔热一体化复合砖的制备方法，所述制备方法的步骤如下：

(1)重质工作层配料：所述重质工作层中，成分质量百分含量为Al₂O₃为30～45％，SiO₂为45～65％，其余为原料引入的其他成分，先将325目粉料按比例配好后在球磨机中混合均匀，再在其余骨料颗粒与外加结合剂混合均匀后加入混合好的粉料备用。

(2)轻质隔热层配料：