[发明专利]一种复合保温炉衬及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤柴炉或工业窑炉炉衬，具体涉及一种复合保温炉衬及其制作方法。

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。一般耐火材料的导热系数比较大，壳体外壁温度较高，刚玉质浇注料的抗热震稳定性差，在温度变化幅度较大时会发生剥离掉落。一旦发生剥落，造成炉衬迅速腐蚀，缩短炉衬使用寿命。

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。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，可用于高温窑炉充当保温材料，可以减少热量损失、加快升温速度从而降低能源消耗，节约生产成本。然而，氧化铝空心小球存在着抗热震性差的缺点，在温度波动较大的环境中使用炉衬易开裂剥落，寿命短，很难满足高温或超高温间歇式窑炉长期使用的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种复合保温炉衬及制作方法，其抗酸碱性能、抗热震性能好、性能稳定可靠，能够满足高温或超高温间歇式窑炉长期使用的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种复合保温炉衬，包括由内向外依次为耐火层和双层不锈钢金属壳体，所述的耐火层通过锚固钉与双层不锈钢金属壳体固装；所述的耐火层按质量百分比计，包括60～80％的氧化铝空心球，5～20％的电熔氧化铝微粉，1～4％的莫来石微粉，2～6％的ρ氧化铝微粉以及2～10％的结合剂。

所述氧化铝空心球的粒度为0.2～1.0mm；ρ氧化铝微粉的粒度小于0.04mm；所述电熔氧化铝微粉、莫来石微粉的粒度均小于0.05mm。

所述的结合剂为硫酸盐、磷酸盐或磷酸的一种或几种的组合。

所述硫酸盐为硫酸铝，磷酸盐为磷酸二氢铝。

所述氧化铝空心球中Al₂O₃质量含量≥99％，电熔氧化铝微粉中Al₂O₃质量含量≥99％。

所述双层不锈钢金属壳体的内壁与外壁的距离为10～50mm。

所述双层不锈钢金属壳体的底部开设有用于防止内壁与外壁之间的空气膨胀且直径为2～4mm的小孔。

一种复合保温炉衬的制作方法，包括以下步骤：

(1)制作不锈钢筒：制作高度相同、直径相差10～50mm的第一筒体和第二筒体，并将第二筒体套装在第一筒体内，第一筒体、第二筒体的顶部和底部均通过环形圆片密封，形成双层不锈钢金属壳体；

(2)安装锚固钉：在第一筒体和第二筒体底部的环形圆片上开设若干直径2～4mm的小孔；在第二筒体的内壁上焊接若干锚固钉；

(3)制备成型坯体：按质量百分比，将60～80％的氧化铝空心球，5～20％的电熔氧化铝微粉，1～4％的莫来石微粉，2～6％的ρ氧化铝微粉以及2～10％的结合剂加入到搅拌机中搅拌4～8分钟，得到预混料；再将预混料倒入搅拌机，干法搅拌3～5分钟，然后加水湿法搅拌4～7分钟，得到耐火浇注料；

在双层不锈钢金属壳体内部设置圆筒形模板，圆筒形模板与双层不锈钢金属壳体的第二筒体内壁的距离为5～30mm，将耐火浇注料采用自流型或半自流型浇注在第二筒体内壁与圆筒形模板之间，振动成型后取出圆筒形模板，得到成型坯体；其中，圆筒形模板与第一筒体等高且同心；

(4)烧成：将成型坯体经100～200℃烘干后装窑，并于500～800℃下保温3～6小时烧成，得到复合保温炉衬。

所述步骤(2)中相邻锚固钉之间的间距为40～100mm；所述步骤(2)中锚固钉设置在耐火层内部，且与耐火层内表面的距离为3～10mm；所述步骤(3)中结合剂为硫酸盐、磷酸盐或磷酸的一种或几种；所述步骤(3)加水湿法搅拌时加水量为预混料质量的5～8％。

所述硫酸盐为硫酸铝，磷酸盐为磷酸二氢铝；步骤(4)中烘干的时间为40～50小时；步骤(4)中振动的频率是30-100Hz。