[发明专利]刚玉莫来石隔热砖

说明书

本发明提供了一种刚玉莫来石隔热砖，属于材料领域。一种刚玉莫来石隔热砖，其原料以重量份数计，包括：刚玉20‑40份、莫来石30‑50份、氧化锆15‑25份、氧化钙3‑5份、氧化钇3‑5份、氧化镁1‑3份、聚苯乙烯球0.5‑1份、有机烧失物0.5‑1份、聚丙烯基离子交换纤维1‑3份、聚丙烯腈纤维1‑3份、碳纤维0.1‑0.5份。本申请提供的刚玉莫来石隔热砖，热震稳定性好，导热系数低；隔热性能优异，有利于降低能耗，节能环保。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种刚玉莫来石隔热砖。

背景技术

在传统能源日益枯竭，而新能源发展缓慢的今天，工业窑炉的节能问题 是全球冶金、建材、石化等能耗大户的一个重要课题。因此，节能降耗是我 国当前很紧迫的一个现实需要。传统的隔热材料已不能满足需要，高强、高 效、高热震稳定性的隔热保温炉衬材料的研发和应用就显得极为重要。

在耐火材料行业，国内几个主要耐火材料生产基地约有隧道窑1127条， 梭式窑649座，特种陶瓷以及石化等行业也有许多高温工业窑炉。这些窑炉 炉衬一般采用重质致密砖或氧化铝空心球砖砌筑。但是重质致密砖体积密度 大、蓄热多、热导率大，不节能；氧化铝空心球砖体积密度大，隔热效果不 明显。因此，解决体积密度大、导热率大、隔热效果差等问题所带来的高能 耗困局，显得尤为重要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚玉莫来石隔热砖，所述刚玉莫来石隔热砖 密度和导热系数小、隔热效果好，节能环保。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种刚玉莫来石隔热砖，其原料以重量份数计，包括：刚玉20-40份、莫 来石30-50份、氧化锆15-25份、氧化钙3-5份、氧化钇3-5份、氧化镁1-3份、聚 苯乙烯球0.5-1份、有机烧失物0.5-1份、聚丙烯基离子交换纤维1-3份、聚丙烯 腈纤维1-3份、碳纤维0.1-0.5份。

刚玉和莫来石作为砖体的主体和主晶相，可以提供良好的隔热基础和较 高的强度；添加氧化锆的目的是：高温条件下，氧化锆单斜与四方相之间的 可逆转变并伴随有体积效应，这种可逆转变和体积效应是有益于形成隔热需 要的气相-固相通道的。此外，适量的CaO、Y2O3、MgO等阳离子半径与锆 离子半径相差12％以内的氧化物，经高温稳定后可以形成固溶体，形成了部分 稳定的氧化锆，降低四方相到单斜相的转变温度。固溶体不分解，而且具有 很好的力学性能和较低的热膨胀系数，利用应力诱导相变使四方相氧化锆转 变为单斜相氧化锆，起到相变增韧的作用。从实际的增韧效果看，四方相氧 化锆只有一部分可以产生相变，所以实际的增韧效果与可相变的氧化锆成正 比，对氧化锆相变机制的研究表明，相变往往从晶界开始，相邻晶粒间的结 构紧密程度也影响相变的完全性。因此，氧化锆的使用，与氧化钙、氧化钇、 氧化镁协同，合适的使用量使得氧化锆晶相转变处于一个较佳的范畴，隔热 砖整体从而获得较佳的导热系数和热震性能；氧化钙、氧化钇、氧化镁除了保障隔热砖在制备过程中的可塑性和物理稳定性外，还会改变隔热砖的固相 导热性能，从固相角度入手，进一步降低导热系数；聚苯乙烯球和有机烧失 物，可以为使得砖体内部获得优异的、有利于降低导热系数的气孔结构分布 和气体氛围。聚丙烯基离子交换纤维、聚丙烯腈纤维、碳纤维的添加，除了 增强隔热砖的强度外，碳纤维改善了固相传热通道，聚丙烯基离子交换纤维、 聚丙烯腈纤维除了改善部分固相通道外，还能够改变气相通道，从而进一步 降低导热系数，优化隔热性能。

为了进一步的达到节能环保、废物利用的目的，氧化锆、氧化钙、氧化 钇、氧化镁等组分，可以用废旧的含锆陶瓷辊棒进行替代。

优选地，所述聚苯乙烯球的粒径为0.5-1.5mm。