专利名称：一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及耐火环保材料技术领域，具体涉及一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法。
背景技术：
新型干法水泥回转窑的上下过渡带与烧成带相邻，常常经受着比烧成带更苛刻的使用环境，是整个水泥窑系统选材中最难解决的部位，现在该部普遍使用硅莫砖为衬砖。目前市场销售的硅莫砖大多使用一级或特级铝矾土，个别企业还添加有电熔刚玉以提高产品高温性能及抗侵蚀能力，但这同时增大了硅莫砖的导热系数，导热系数的增高使得水泥窑内热量损失较快，吨水泥燃料消耗耗增高，筒体温度升高，易使筒体发生变形，造成筒体使用寿命变短，变形的筒体使得窑内耐火材料砖衬受力不均，易发断裂和破损，造成砖衬使用寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法，该低导热多层复合莫来石砖用来代替现有硅莫砖，以解决水泥窑上下过渡带砖衬的使用问题。本发明的一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法是通过以下技术方案来实现的:
一种低导热多层复合莫来石砖，它包括工作层，隔热层和绝热层，所述的工作层和隔热层相连，在隔热层上有一个缺口，绝热层位于该缺口内；工作层是由骨料，粉料和抗氧化剂外加新型结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料45 60份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10 15份,粒度I 3mm的烧结莫来石15 20份,粒度3 5mm的烧结莫来石20 25份，烧结莫来石的化学成分质量百分比为:莫来石相80 90%, Fe2O3 < 0.8%, K2CHNa2O
<0.3%，粉料37 45份，粒度< 0.074mm的烧结莫来石30 35份，粒度< 0.074mm的碳化硅7 10份，碳化硅的化学成分质量百分比为:SiC > 97%，抗氧化剂3 5份，抗氧化剂为金属铝粉与金属硅粉按I 2: I的重量比混合均匀，其平均粒度< 0.05_，新型结合剂4 5份，新型结合剂为低钠硅溶胶，它的化学成分质量百分比为=Na2O < 0.006%, SiO2 >30% ;隔热层是由骨料和粉料外加高分子结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料45 70份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10 15份,粒度I 3mm的烧结莫来石20 30份，粒度I 2_的高强轻质莫来石骨料15 25份，高强轻质莫来石骨料的化学成分质量百分比为:莫来石相> 60%、体积密度< 1.3g/cm3、气孔率> 50%，粉料35 55份，包括混合细粉和复合有机造孔剂，其中混合细粉30 40份，混合细粉的重量份配比组成为:烧结莫来石35 65份，α —氧化铝微粉15 30份，硅微粉10 15份，结合粘土 10 15份，α—氧化铝微粉的化学成分质量百分比为:α —么1203相> 93%，硅微粉的化学成分质量百分比为=SiO2 > 99%，结合粘土的化学成分质量百分比为=Al2O3 33 40%,Fe2O3 < 1.3%，其中复合有机造孔剂5 15份，复合有机造孔剂为稻壳灰与无烟煤粉按I 3: I 2质量比混合，平均粒度< 0.05mm,高分子结合剂4 5份，高分子结合剂为聚乙烯醇熔液，其分子量为25 30万，浓度为1.01-1.02g/cm3 ;绝热层为一块氧化铝纤维棉，氧化铝纤维棉导热系数< 0.03W/m.K IOOO0C，最高使用温度为135(Tl450°C。作为优选，所述的缺口截面为梯形，长方形或者其他几何形状。作为优选，所述的混合细粉的制备方法为将配比组成量的原料共同磨制，其平均粒度 < 0.074mm。制备方法:
第一步，配料:
工作层:将不小于0.074_的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用，隔热层:将不小于0.074mm的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用；
第二步，完成配料后用隔板将模具隔成长度比为广3:Γ2的两个部分，分别将工作层与隔热层的泥料加入两个隔室，抽取隔板后采用630Τ摩擦压力机冲压成型；
第三步，将砖坯自然干燥24小时后，110°C烘干24小时；
第四步，烧成:
将成型后的砖坯取出后经110°C烘干24小时后，装窑于1380V 1450V保温5个小时后冷却，将氧化铝纤维 棉粘结到冷却后制品的缺口处既得到这种制品。采用本公司发明的新型莫来石砖为工作层，该产品导热系数比同类产品低，强度高，依靠莫来石相优异的高温性能，能大幅度的提高产品的热震稳定性及抗侵蚀性。采用本公司发明的新型轻质莫来石砖为隔热层，该产品常温耐压强度及最高使用温度指标与水泥窑用抗剥落高铝砖接近，且体密及导热系数与轻质高铝砖接近，能大大提高隔热效果，节能降耗效果显著。绝热层是在隔热层人工制造一个缺口，放置具有低导热率和较高使用温度的氧化铝纤维棉模块，进一步降低了本发明产品的导热系数。与现有技术相比，本发明的一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法的有益效果是:本发明产品依靠新颖的多层复合结构优势，有着优异的高温使用性能，同时其导热系数远低于同类产品，经测试使用在水泥窑前后过渡带及窑尾时能大大降低筒体表面温度，相对于市场上同类产品低2 3倍。
图1为本发明的结构示意 图2为图1的剖面图；
I为工作层，2为隔热层，3为绝热层。
具体实施例方式实施例1:
如图1-2所示，一种低导热多层复合莫来石砖，它包括工作层1，隔热层2和绝热层3，所述的工作层I和隔热层2相连，在隔热层2上有一个缺口，绝热层3位于该缺口内；工作层I是由骨料，粉料和抗氧化剂外加新型结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料55份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10份，粒度I 3mm的烧结莫来石20份，粒度3 5mm的烧结莫来石25份，烧结莫来石的化学成分质量百分比为:莫来石相80 90%，Fe2O3 < 0.8%，K2CHNa2O < 0.3%，粉料42份，粒度< 0.074mm的烧结莫来石32份，粒度< 0.074mm的碳化硅10份，碳化硅的化学成分质量百分比为:SiC > 97%，抗氧化剂3份，抗氧化剂为金属铝粉与金属硅粉按I 2: I的重量比混合均匀，其平均粒度< 0.05_，新型结合剂4份，新型结合剂为低钠硅溶胶，它的化学成分质量百分比为=Na2O < 0.006%, SiO2 > 30% ;隔热层2是由骨料和粉料外加高分子结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料55份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10份,粒度I 3mm的烧结莫来石25份,粒度I 2mm的高强轻质莫来石骨料20份，高强轻质莫来石骨料的化学成分质量百分比为:莫来石相> 60%、体积密度< 1.3g/cm3、气孔率> 50%，粉料45份，包括混合细粉和复合有机造孔剂，其中混合细粉40份，混合细粉的重量份配比组成为:烧结莫来石35 65份，α —氧化铝微粉15 30份，硅微粉10 15份，结合粘土 10 15份，α—氧化铝微粉的化学成分质量百分比为:α —八1203相> 93%，硅微粉的化学成分质量百分比为=SiO2 > 99%，结合粘土的化学成分质量百分比为=Al2O3 33 40%，Fe2O3 < 1.3%，其中复合有机造孔剂5份，复合有机造孔剂为稻壳灰与无烟煤粉按I 3: I 2质量比混合，平均粒度< 0.05mm,高分子结合剂4份，高分子结合剂为聚乙烯醇熔液，其分子量为25 30万，浓度为1.01—1.02g/cm3 ;绝热层3为一块氧化铝纤维棉，氧化铝纤维棉导热系数< 0.03W/m.K IOOO0C，最高使用温度为135(T1450°C。所述的缺口截面为梯形，长方形或者其他几何形状。所述的混合细粉的制备方法为将配比组成量的原料共同磨制，其平均粒度< 0.074mm。制备方法:
第一步，配料:
工作层1:将不小于0.074mm的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用，隔热层`2:将不小于0.074mm的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用；
第二步，完成配料后用隔板将模具隔成长度比为7:3的两个部分，分别将工作层I与隔热层2的泥料加入两个隔室，抽取隔板后采用630T摩擦压力机冲压成型；
第三步，将砖坯自然干燥24小时后，110°C烘干24小时；
第四步，烧成:
将成型后的砖坯取出后经110°C烘干24小时后，装窑于1380V 1450V保温5个小时
后冷却，将氧化铝纤维棉粘结到冷却后制品的缺口处既得到这种制品。
-权利要求
1.一种低导热多层复合莫来石砖，其特征在于:它包括工作层，隔热层和绝热层，所述的工作层和隔热层相连，在隔热层上有一个缺口，绝热层位于该缺口内，工作层是由骨料，粉料和抗氧化剂外加新型结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料45 60份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10 15份,粒度I 3mm的烧结莫来石15 20份,粒度3 5mm的烧结莫来石20 25份，烧结莫来石的化学成分质量百分比为:莫来石相80 90%，Fe2O3 < 0.8%, K2CHNa2O < 0.3%,粉料 37 45 份，粒度< 0.074mm 的烧结莫来石 30 35份，粒度< 0.074mm的碳化硅7 10份，碳化硅的化学成分质量百分比为:SiC > 97%，抗氧化剂3 5份，抗氧化剂为金属铝粉与金属硅粉按I 2: I的重量比混合均匀，其平均粒度< 0.05mm,新型结合剂4 5份，新型结合剂为低钠硅溶胶，它的化学成分质量百分比为:Na2O < 0.006%, SiO2 > 30% ;隔热层是由骨料和粉料外加高分子结合剂按照下述重量份配比配制而成:骨料45 70份，其中粒度O Imm的烧结莫来石10 15份,粒度I 3mm的烧结莫来石20 30份，粒度I 2mm的高强轻质莫来石骨料15 25份，高强轻质莫来石骨料的化学成分质量百分比为:莫来石相> 60%、体积密度< 1.3g/cm3、气孔率> 50%，粉料35 55份，包括混合细粉和复合有机造孔剂，其中混合细粉30 40份，混合细粉的重量份配比组成为:烧结莫来石35 65份，α —氧化招微粉15 30份,娃微粉10 15份，结合粘土 10 15份，α—氧化铝微粉的化学成分质量百分比为:α —么1203相> 93%，硅微粉的化学成分质量百分比为=SiO2 > 99%，结合粘土的化学成分质量百分比为=Al2O3 33 40%,Fe2O3 < 1.3%，其中复合有机造孔剂5 15份，复合有机造孔剂为稻壳灰与无烟煤粉按I 3: I 2质量比混合，平均粒度< 0.05mm,高分子结合剂4 5份，高分子结合剂为聚乙烯醇熔液，其分子量为25 30万，浓度为1.01—1.02g/cm3 ;绝热层为一块氧化铝纤维棉，氧化铝纤维棉导热系数<0.03W/m*K IOOO0C，最高使用温度为135(Tl450°C。
2.根据权利要求1所述的一种低导热多层复合莫来石砖，其特征在于:所述的缺口截面为梯形，长方形或者其他几何形状。
3.根据权利要求1所述的一种低导热多层复合莫来石砖，其特征在于:所述的混合细粉的制备方法为将配比组成量的原料共同磨制，其平均粒度< 0.074mm。·
4.根据权利要求1所述的一种低导热多层复合莫来石砖的制备方法，其特征在于:它包括下述步骤: 第一步，配料: 工作层:将不小于0.074_的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用，隔热层:将不小于0.074mm的颗粒料放入混碾机内加入新型结合剂混碾5分钟，然后依次加入剩余粉料后混碾10分钟备用； 第二步，完成配料后用隔板将模具隔成长度比为广3:Γ2的两个部分，分别将工作层与隔热层的泥料加入两个隔室，抽取隔板后采用630Τ摩擦压力机冲压成型； 第三步，将砖坯自然干燥24小时后，110°C烘干24小时； 第四步，烧成: 将成型后的砖坯取出后经110°C烘干24小时后，装窑于1380V 1450V保温5个小时后冷却，将氧化铝纤维棉粘结到冷却后制品的缺口处既得到这种制品。
全文摘要
本发明公开了一种低导热多层复合莫来石砖及其制备方法，采用低导热系数的莫来石为主原料，加入少量碳化硅，使用新型结合剂代替粘土，并采取多层复合结构。本发明产品导热系数远低于同类产品低，依靠莫来石相优异的高温性能，大幅度的提高了产品的热震稳定性及抗侵蚀性，延长了产品使用寿命的同时节能降耗效果明显。
文档编号F27B7/28GK103234346SQ201310172268
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月10日 优先权日2013年5月10日
发明者郑建立, 李全有, 赵洪亮, 万远翔, 李沅锦 申请人:郑州瑞泰耐火科技有限公司