[发明专利]一种镁铝钛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

耐高温隔热材料是各种窑炉等热工设备的关键部分，耐高温隔热材料直接接触火焰，要求既耐高温又隔热节能，对材料的性能要求特别高。开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高能满足轻质结构高温窑炉所需的材料，改变传统高温窑炉采用重质材料而存在的热容量大、升温速率小、能耗大、使用寿命短、施工维修量大等缺点，为建设资源节约型和环境友好型社会服务。 

氧化铝空心球已经在耐火保温隔热领域得到广泛应用，空心球利用了封闭空腔热阻大的特点，隔热效果好，强度高，耐高温，抗剥落。轻质氧化铝空心球制品克服了泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的特点，不但可以直接接触火焰，还可以作为隔热层使用，但其荷重软化温度有待于进一步提高，特别是炉龄得到提高之后，由于烟气中的低熔点挥发成份进入及长时间蠕变作用易造成炉体内衬变形内突，炉顶塌陷。为进一步延长窑炉寿命，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高温材料制备和高温节能技术方面的优势，利用研究所专有技术开发了刚玉空心球结构隔热一体化复合砖，致密高铝支撑层用来承重，同时提高窑炉致密性和降低高温蠕变，轻质隔热层主要用于隔热和提高抗热震性，以便进一步提高炉龄，达到节能降耗的目的。砌筑窑炉时注意，轻质层接触火焰，否则起不到提高寿命作用。 

发明内容

为了克服已有高温窑炉镁铝钛砖结构的缺点，本发明采用重质和轻质相结合的方式来降低热容、克服蠕变、提高寿命，本发明的目的在于提供一种具有耐磨性好、耐火度高、结构强度好及保温隔热性能好的镁铝钛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： 

一种镁铝钛质结构隔热一体化复合砖，包括致密镁铝钛质重质工作层，以及以轻质骨料和粉料为原料制备的轻质隔热层，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∶3～1。 

进一步，所述重质工作层中，各种组分质量百分含量如下：其中MgO％为60～85％，Al₂O₃％为10～30％，TiO₂％为1.5～15％，其余为原料引入的其他成分； 

再进一步，所述重质工作层原料由α-Al₂O₃粉、电熔镁砂、烧结镁砂、烧结尖晶石、电熔尖晶石、高钛渣、钛黄粉、钛白粉中的几种组成。 

更进一步，所述轻质隔热层骨料为氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球中的一种或几种轻质骨料的混合物。 

优选的，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)氧化铝空心球，其中Al₂O₃大于98％；2)镁铝空心球，其中Al₂O₃为0.1～99.9％，MgO为0.1～99.9％；3)刚玉空心球，其中Al₂O₃大于93％；4)铬刚玉空心球，其中Al₂O₃为70～99.9％，Cr₂O₃为0.1～30％；5)锆刚玉空心球，其中Al₂O₃为90～99.9％，ZrO₂ 为0.1～10％，其余为原料引入的其他成分。 

一种镁铝钛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，各种组分质量百分含量如下：其中MgO％为60～85％，Al₂O₃％为10～30％，TiO₂％为1.5～15％，其余为原料引入的其他成分；先将不大于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搅拌均匀备用； 

(2)轻质隔热层配料： 

所述轻质隔热层骨料为氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球中的一种或几种轻质骨料的混合物。先把轻质骨料称量好，把轻质骨料按比例和外加结合剂混合均匀，然后按比例加入粉料搅拌均匀备用； 

(3)成型：