一种隔热含炭砖的制作方法

本申请属于高温窑炉用耐火材料的节能环保领域，具体涉及一种隔热含炭砖。
背景技术：
：目前冶金窑炉多使用含碳耐火材料，如炼钢转炉炉衬使用mt-18a镁炭砖，炼钢电炉使用mt-14a镁炭砖，精炼钢包也使用镁炭砖和铝镁炭砖以及镁钙炭砖，连铸水口是高含碳量的铝炭砖，鱼雷车使用铝碳化硅炭砖等等。由于含碳耐火材料的导热系数较高，这导致了下列后果：1)散热快，能耗高，能耗高也就意味着排放co2多，导致环保问题；2)散热快，导致了环境温度高，给作业带来诸多不便；3)能耗高，导致成本增加，对产品的市场竞争力造成不利的影响；4)散热快，导致炉子表面温度高，这样容易造成炉壳氧化和变形，导致炉壳寿命降低和设备维护困难。在重视环保和co2温室效应的今天，人们节能意识越来越强烈，因此低导热的含碳耐火材料得到了重视。人们纷纷研究低导热的含碳耐火材料，专利cn201710636858.0通过降低碳含量和添加非氧化物达到降低导热系数的目的。这种通过降低碳含量的低碳镁炭砖虽然达到了降低导热系数的目的，但是碳含量的降低也导致了镁碳砖的抗侵蚀性降低和使用寿命的减少，影响了设备的作业率和生产成本。还有的采用低密度原料和非石墨炭来制得低导热含碳耐火材料。这些材料虽然使得导热系数下降了一些，但是抗热震性和抗侵蚀性显著下降，严重影响了使用效果。技术实现要素：针对上述问题，本实用新型根据复合材料的原理，特别是从中空玻璃能显著隔热和反射涂料能隔热的原理或日常现象，发明了本申请的隔热含炭砖。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种隔热含炭砖，由前后两块砖组成，所述前后两块砖相邻的面通过高温火泥粘结，所述高温火泥仅涂抹在粘接面的四周，使两块砖之间存有一定间隙，构成中空结构的含炭砖；所述中空结构的面和含炭砖的背面涂有一层高温反射涂料。间隙内的两个大面涂高温反射涂料，目的是把热量反射回去，起到降低热流和隔热的作用。高温火泥是指的碳素树脂结合剂和硅酸钠系结合剂与相应的氧化物组合制成的。反射涂料指的是高温反射涂料，主要成分为al2o3和tio2。优选方案，所述间隙的距离为0.2-10mm。优选方案，所述间隙的距离为2-5mm。这样即保证了粘结强度，又保证了隔热效果。优选方案，所述高温反射涂料的厚度为0.2-1mm。优选方案，所述高温反射涂料的厚度为0.3-0.6mm。静止空气的导热系数很低，它随温度而变化，结果见表1：表1空气导热系数温度/℃3010030050070090011001200λ×100/w/(m·℃)2.673.214.65.746.717.188.59.15由上表可知，设计的中空位置越远离工作层，导热系数越低，越能起到隔热的效果。因此设计这种隔热含碳产品时，中空的位置，应该靠近外表面为好。根据不同材料复合成的材料的导热系数与支材料导热系数的关系，可以求出复合材料的导热系数。即：上式：x：复合材料总厚度，λ材料导热系数，xi为支材料厚度，λi支材料的导热系数，δ为反射层复合热阻，取120。再就是在含炭砖的背面涂一层隔热反射涂料，可以有效降低热辐射能力，减少散热量，相当于降低了导热系数。根据上述公式，计算复合镁炭砖的导热系数，结果见表2。表2不同厚度材料的导热系数由上表可知，通过改进这种砖的结构，可以使衬砖的导热系数大幅度降低，显著减少炉衬的散热。而若对于更高导热率的炭砖等，节能效果更明显。因此这种隔热含炭砖的节能效果是非常显著的。上述隔热含炭砖的制造方法：先制成两块含炭砖，其中工作面的这块砖要大，一般为另一块的70％以上，然后在要形成中空的砖面上，涂一层高温反射涂料，干燥后，在涂有反射涂料的面的四周涂高温火泥，然后把两块砖粘结在一起。粘结过程中要使两块砖之间有0.2-10mm的中空。最后，烘干固化，即得到隔热含炭砖。本申请的有益效果是：本申请发明的隔热含碳砖通过结构设计和高温反射涂料的涂刷使含碳砖的导热系数得以大幅度降低。导热系数的大幅度降低，主要产生三方面的影响：1.减少能耗，节约能源，减少co2排放量；2.减少散热，炉子表面温度降低，炉壳使用寿命延长，设备使用年限增加；3.减少散热，工人作业环境温度降低。附图说明图1为隔热含炭砖的正面示意图；图2为隔热含炭砖的右边侧视图；图例说明：1、间隙；2、工作面；3、高温反射涂料；4、高温火泥。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的含义相同。实施例1一种隔热含炭砖，由成型的两块砖构成，在粘合面上涂一层高温反射涂料后，在四周涂上高温火泥，火泥的宽度为5～10mm，然后复合在一起。当火泥硬化后，形成一个整体，这样就制成了隔热砖。不同组合见下表，它们的导热系数见表3。由表3可知，与不保温的砖相比较，导热系数大幅度下降。这对保温和节能将起到重要作用。表3不同厚度材料的导热系数由上表可知，导热系数大幅度降低，这对不影响抗侵蚀性和高度保温节能起到重要作用。当采用230mm厚镁碳砖作为永久层，工作层分别砌筑450mm厚mt-14a和450mm厚复合(中空5mm)mt-14a砖时，当炼钢温度为1650℃，表面温度分别为419℃和265℃，散热量减少了55％。对于120t转炉，冶炼一炉用时间40min，一炉钢少散热相当于出钢温度降低28℃，这给炼钢带来显著经济效益和环境价值。当前第1页12