本發(fā)明屬于高溫窯爐保溫材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種微孔絕熱磚。
背景技術(shù)：
：在工業(yè)領(lǐng)域，凡是高于常溫環(huán)境下的窯體和爐體，尤其是高溫窯、高溫熔爐，為了防止熱量流失，在爐體或窯體采用保溫材料。工業(yè)窯爐的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外一般是耐火層、保溫層、鋼架結(jié)構(gòu)層，耐火層位于窯爐的最內(nèi)層，直接與高溫介質(zhì)接觸，因此，耐火層材料必須具備很高的耐火性能；保溫層位于窯爐的中間層，不直接與高溫介質(zhì)接觸，主要起到保溫，防止熱量流失的作用，對(duì)保溫層的要求一般是：熱導(dǎo)率小，密度小，耐壓強(qiáng)度高等，這是對(duì)保溫層最基本的要求。隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，人們對(duì)保溫層材料提出更高的要求，例如，期望保溫層材料具備更小的密度和熱導(dǎo)率，更高的保溫性能，性價(jià)比高，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、輕便、易于操作施工等等。目前，現(xiàn)有的保溫材料多為耐火保溫磚或硅酸鋁系列的耐火棉，耐火保溫磚具有一定的承載強(qiáng)度，但是導(dǎo)熱系數(shù)大，保溫效果不好，且價(jià)格昂貴，對(duì)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)壓力，并且現(xiàn)有的保溫磚密度和重量相對(duì)較大，這樣就增加了鋼結(jié)構(gòu)的承重，且由于重量和體積大，給施工帶來不便，施工效率低下，綜合性能欠佳。硅酸鋁系列的耐火棉比耐火保溫磚的保溫效果好，但是耐火棉完全沒有承載強(qiáng)度。兩者在實(shí)際使用中均存在缺陷，不能更好地滿足使用要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題便是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微孔絕熱磚，將耐火保溫磚的高承載強(qiáng)度和耐火保溫棉的低熱導(dǎo)率完美融合為一體，開創(chuàng)了輕質(zhì)耐火保溫材料的新紀(jì)元。本發(fā)明的絕熱磚熱導(dǎo)率低，體密小，重量輕，耐壓強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，保溫性能好，性價(jià)比高；是一種免燒磚，對(duì)人體和環(huán)境危害性小；由于重量輕，降低了運(yùn)輸費(fèi)用，綜合性能較現(xiàn)有耐火保溫磚和保溫棉好，拓寬了熱工窯爐節(jié)能降耗的新路徑、為傳統(tǒng)熱工窯爐的結(jié)構(gòu)改善、節(jié)能降耗提供了可靠的材料保證。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種微孔絕熱磚，其原料及各原料的重量百分比為：改性珍珠巖60-85％，二氧化硅溶膠10-35％，微粉氧化鋁1-12％。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的一種微孔絕熱磚，其中，各原料及其重量百分比為：改性珍珠巖75％，二氧化硅溶膠20％，微粉氧化鋁5％。進(jìn)一步地，所述二氧化硅溶膠為低堿高粘度納米級(jí)二氧化硅溶膠，其ph＝9-10；所述微粉氧化鋁為α-al2o3超微粉，其d50＝2μm。進(jìn)一步地，所述改性珍珠巖是將珍珠巖礦石經(jīng)過改性得到，具體的改性方法為：將珍珠巖礦石粉碎至粒徑為20-30目，然后在1010-1030℃下進(jìn)行膨化處理，再用復(fù)合酸浸泡24h，將珍珠巖從復(fù)合酸中分離出來，然后烘干即可。進(jìn)一步地，所述復(fù)合酸為硝酸、磷酸、甲酸、鹽酸、三氯乙酸中的兩種或兩種以上混合。進(jìn)一步地，所述微孔絕熱磚的制備方法具體為：將改性珍珠巖、二氧化硅溶膠和微粉氧化鋁按照重量配比取料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在7-12mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置4-5h，然后于120-150℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚。本發(fā)明的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于：(1)、珍珠巖礦石本身不是耐火保溫材料，本發(fā)明人通過改性將不具備耐火材料特性的珍珠巖礦石用作制備耐火保溫磚的原料，并且取得了很好地效果，一方面保留了保溫磚的保溫效果，另一方面大大降低了保溫磚的密度，減輕了保溫磚的重量，不僅大大減少了運(yùn)輸成本，降低了企業(yè)運(yùn)輸費(fèi)用，而且在施工時(shí)由于輕便，使施工起來更加容易，提高了施工效率。(2)珍珠巖礦石的化學(xué)成分為：sio2、al2o3、fe2o3、cao、k2o、na2o、mgo、h2o，由于含有堿金屬氧化物，使珍珠巖礦石的耐火度不高，本發(fā)明人通過改性降低珍珠巖中的堿金屬含量，提高珍珠巖的耐火性能，將不是耐火保溫材料的珍珠巖礦石用作耐火保溫磚的原料，并且由于改性后的珍珠巖具有質(zhì)輕、密度低、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，作為絕熱磚的原料，大大降低了絕熱磚產(chǎn)品的體密和熱導(dǎo)率，提高了其保溫性能。(3)二氧化硅微粉是比較普及的一種高溫結(jié)合劑，本發(fā)明用的二氧化硅溶膠和二氧化硅微粉相比具有更大的比表面積和更高效的結(jié)合性能。在保溫磚制備的過程中，二氧化硅溶膠實(shí)際上起到結(jié)合劑的作用，結(jié)合劑用量少會(huì)有效降低保溫磚的重?zé)€變化率，同時(shí)結(jié)合劑的用量又要保證保溫磚較高的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明的創(chuàng)新即在于用相對(duì)較小重量百分比的二氧化硅溶膠同時(shí)實(shí)現(xiàn)保溫磚較小的重?zé)€變化率和較大的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)降低了保溫磚本身的密度。(4)本發(fā)明采用的微粉氧化鋁為α-al2o3超微粉，粉料中氧化鋁顆粒的d50＝2μm，粒徑小，分布均勻，提高了氧化鋁的最低共熔點(diǎn)，從而提高了產(chǎn)品的保溫性能。本發(fā)明的微孔絕熱磚是一種保溫磚，用于高溫窯爐的保溫層，而非耐火層，與現(xiàn)有的耐火磚的技術(shù)指標(biāo)及性能要求不同。本發(fā)明的微孔絕熱磚整合了現(xiàn)有保溫磚、保溫棉、毯、氈的優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了設(shè)備的保溫性能，節(jié)能環(huán)保，完全符合目前國家的產(chǎn)業(yè)政策和社會(huì)需求，促進(jìn)并提高了使用單位的產(chǎn)品形象和其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。經(jīng)過5年的工業(yè)驗(yàn)證期，本發(fā)明目前已廣泛應(yīng)用于陶瓷、清潔燃煤氣化系統(tǒng)、金屬加工、石化、發(fā)電等領(lǐng)域的爐、窯、反應(yīng)塔、管網(wǎng)等項(xiàng)目中。本發(fā)明的微孔絕熱磚在1000℃及以下保溫材料領(lǐng)域中可完全替代漂珠磚、高鋁聚輕磚等保溫材料，其優(yōu)勢(shì)在于：(1)保溫效果好漂珠磚的熱導(dǎo)率為0.25w/m﹒k，微孔絕熱磚熱導(dǎo)率優(yōu)于其2倍～2.5倍。例如：400℃熱面導(dǎo)熱系數(shù)，0.8密度的漂珠磚和硅藻土磚的熱導(dǎo)率在0.3w/m.k左右，而微孔絕熱磚的熱導(dǎo)率在0.07-0.1w/m.k。(2)體積密度小漂珠磚的體積密度為0.8～0.9g/cm3，實(shí)測(cè)為0.9g/cm3，微孔絕熱磚根據(jù)體積密度的大小可以分為三種型號(hào)：0.3g/cm3、0.35g/cm3、0.45g/cm3，可以大大減輕保溫層的重量，相對(duì)降低了對(duì)爐體、管道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。(3)承載力高漂珠磚的耐壓強(qiáng)度為1.5～2.0mpa，微孔絕熱磚為1.32mpa。結(jié)合各自的比重，在實(shí)際使用當(dāng)中的最大堆砌高度換算，漂珠磚可堆砌225米，微孔絕熱磚可達(dá)371米。(4)保溫性能好在保溫層厚度不變的前提下，微孔絕熱磚可以大大降低冷面溫度；在冷面溫度不改變的前提下，微孔絕熱磚可以大大降低保溫層厚度。并且微孔絕熱磚可以做比較大的異型制品，這樣可以減少砌筑灰縫，有利于提高保溫性能。(5)保溫磚的尺寸誤差及色差小漂珠磚生產(chǎn)工藝是配料經(jīng)摩擦壓力機(jī)壓制、平板爐燒制而成，是一種燒制磚，屬于手工控制的操作，其保溫磚外形尺寸、產(chǎn)品色差無法保證。而本發(fā)明的微孔絕熱磚生產(chǎn)工藝是用生產(chǎn)瓷磚、地板磚的液壓機(jī)壓制、經(jīng)烘干而成，為免燒產(chǎn)品，全程由光學(xué)傳感器全自動(dòng)定位生產(chǎn)。產(chǎn)品尺寸精確且絕無色差，產(chǎn)品品相好、檔次高。(6)運(yùn)輸破損率小由于原料及制備工藝的不同，使本發(fā)明的絕熱磚具有良好的韌性，熱能穩(wěn)定性好，在運(yùn)輸中不易破損，本發(fā)明微孔絕熱磚的破損率為1％，漂珠磚運(yùn)輸當(dāng)中的破損率為2～3％。(7)施工容易由于微孔絕熱磚比漂珠磚輕2/3，使得用微孔絕熱磚比用漂珠磚的施工效率高，并且微孔絕熱磚的鉆、切、削、修型等操作都非常容易。(8)性價(jià)比高微孔絕熱磚生產(chǎn)原料價(jià)格較高，但因是免燒產(chǎn)品，整體價(jià)格不高于漂珠磚，且由于本發(fā)明對(duì)環(huán)境危害小，使用本發(fā)明的微孔絕熱磚可促進(jìn)和提高企業(yè)的產(chǎn)品形象和其產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明的微孔絕熱轉(zhuǎn)和硅酸鋁纖維類或巖棉保溫制品相比有以下優(yōu)勢(shì)：(1)耐壓強(qiáng)度高耐火纖維制品基本沒有承載強(qiáng)度，不能用來做為鋪底、承載等需要有一定耐壓強(qiáng)度的用途，微孔絕熱磚的耐壓強(qiáng)度可達(dá)1.32mpa以上，相比起來，微孔絕熱磚的應(yīng)用范圍更廣。(2)使用壽命長(zhǎng)硅酸鋁纖維制品含有一定的有機(jī)物做為結(jié)合劑，高溫下使用一段時(shí)間后會(huì)粉化，而微孔絕熱磚完全不含有機(jī)物，使用壽命要長(zhǎng)很多倍。(3)高溫下收縮率小纖維材料含有5～8％的有機(jī)物，會(huì)造成材料3～4％的收縮、掉渣等現(xiàn)象，從而影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。纖維棉、板、毯、氈會(huì)產(chǎn)生較大的壓縮比，且纖維制品老化問題較大。而微孔絕熱磚在1000℃收縮率為0.7％，與纖維類或巖棉類保溫材料相比，收縮率非常小，因此在實(shí)際生產(chǎn)使用時(shí)能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。(4)環(huán)保及廢棄處理簡(jiǎn)單纖維制品對(duì)人的皮膚會(huì)有一些不良刺激，而微孔絕熱磚則不會(huì)。微孔絕熱磚為非纖維制品，對(duì)人體、環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生塤害，如廢棄時(shí)無需專門的無害化處理，省去了企業(yè)的垃圾處理費(fèi)用，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，本發(fā)明一種微孔絕熱磚在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，詳細(xì)說明如下。附圖說明無具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種微孔絕熱磚，其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。本發(fā)明是一種微孔絕熱磚，主要是用于陶瓷、清潔燃煤氣化系統(tǒng)、金屬加工、石化、發(fā)電等領(lǐng)域的爐、窯、反應(yīng)塔、管網(wǎng)等項(xiàng)目中，是一種新型的保溫層材料，具有熱導(dǎo)率小，體密度小，耐壓強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品不含纖維類、高揮發(fā)性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好，且本發(fā)明的微孔絕熱磚為免燒產(chǎn)品，不存在污染物排放等問題，節(jié)省了企業(yè)的垃圾處理費(fèi)用，進(jìn)一步降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的微孔絕熱磚由以下成分按照重量百分比組成：改性珍珠巖60-85％，二氧化硅溶膠10-35％，微粉氧化鋁1-12％。較佳地，微孔絕熱磚的原料配比為：改性珍珠巖75％，二氧化硅溶膠20％，微粉氧化鋁5％。進(jìn)一步地，所述二氧化硅溶膠為低堿高粘度納米級(jí)二氧化硅溶膠，其ph＝9-10；微粉氧化鋁為α-al2o3超微粉，其氧化鋁粉體顆粒d50＝2μm。進(jìn)一步地，所述改性珍珠巖是將普通珍珠巖礦石經(jīng)過改性得到，具體的改性方法為：將普通珍珠巖礦石粉碎至粒徑為20-30目，然后在1010-1030℃下進(jìn)行瞬間膨化處理，再用復(fù)合酸浸泡24h，將珍珠巖從復(fù)合酸中分離出來，然后烘干即可。進(jìn)一步地，所述復(fù)合酸為硝酸、磷酸、甲酸、鹽酸、三氯乙酸中的兩種或兩種以上混合。本發(fā)明的微孔絕熱磚為免燒磚，制備方法簡(jiǎn)單：將改性珍珠巖、二氧化硅溶膠和微粉氧化鋁按照重量配比取料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在7-12mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置4-5h，然后于120-150℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚。工藝過程簡(jiǎn)單易操作，對(duì)制備條件沒有特殊要求，容易實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施例：實(shí)施例1按照重量百分比為：改性珍珠巖60％，二氧化硅溶膠35％，微粉氧化鋁5％的比例取用三種原料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在10mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置4h，然后于150℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚，對(duì)其性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例2按照重量百分比為：改性珍珠巖85％，二氧化硅溶膠10％，微粉氧化鋁5％的比例取用三種原料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在7mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置4h，然后于130℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚，對(duì)其性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例3按照重量百分比為：改性珍珠巖80％，二氧化硅溶膠19％，微粉氧化鋁1％的比例取用三種原料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在12mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置5h，然后于120℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚，對(duì)其性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例4按照重量百分比為：改性珍珠巖70％，二氧化硅溶膠18％，微粉氧化鋁12％的比例取用三種原料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在8mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置5h，然后于150℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚，對(duì)其性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例5按照重量百分比為：改性珍珠巖75％，二氧化硅溶膠20％，微粉氧化鋁5％的比例取用三種原料，放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后將攪勻的原料放入液壓機(jī)的鋼制模具中，在10mpa的壓力下壓制成型，將成型的絕熱磚自然放置5h，然后于140℃下烘干，烘干時(shí)間為24h,即得到成品微孔絕熱磚，對(duì)其性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例6按照重量百分比為：改性珍珠巖75％，二氧化硅溶膠20％，微粉氧化鋁5％的比例取用三種原料，按照上述制備方法在不同壓縮比下制備微孔絕熱磚，原料組成相同，由于壓縮比不同，得到三種型號(hào)的微孔絕熱磚，按照密度大小分別是：0.30g/cm3、0.35g/cm3、0.45g/cm3，這三種型號(hào)的微孔絕熱磚的性能指標(biāo)與現(xiàn)有保溫材料的性能對(duì)比如表2所示。表1.各實(shí)施例微孔絕熱磚的性能測(cè)試結(jié)果表2.微孔絕熱磚和現(xiàn)有保溫材料的性能指標(biāo)對(duì)比通過對(duì)比可知：現(xiàn)有保溫材料要么是耐壓強(qiáng)度高，熱導(dǎo)率和密度大；要么是熱導(dǎo)率和密度小，耐壓強(qiáng)度低，不能同時(shí)具備密度小、熱導(dǎo)率小、耐壓強(qiáng)度高的性能。而現(xiàn)有的漂珠磚和保溫棉的性能數(shù)據(jù)也顯示了同樣的結(jié)果。本發(fā)明通過優(yōu)選原料、配方和制備工藝，得到了免燒的絕熱磚，用于高溫窯爐的保溫層，同時(shí)具備密度小，熱導(dǎo)率小、耐壓強(qiáng)度高以及重?zé)€變化小的優(yōu)點(diǎn)，集耐火保溫磚的高承載強(qiáng)度和耐火棉的輕質(zhì)、體密小于一體，開創(chuàng)了輕質(zhì)耐火保溫材料的新紀(jì)元。與傳統(tǒng)的保溫磚相比，本發(fā)明的絕熱磚保溫效果提高了3倍以上，磚的密度降低了60％以上，傳統(tǒng)的保溫磚在制備時(shí)需要燒結(jié)，不僅污染環(huán)境，而且耗費(fèi)大量能源；本發(fā)明的絕熱磚為免燒產(chǎn)品，節(jié)能環(huán)保，與傳統(tǒng)的保溫磚相比可以節(jié)能80％以上。在運(yùn)輸中，由于是按照重量計(jì)費(fèi)，本發(fā)明的絕熱磚由于大大降低了密度，減輕了磚的重量，因此在運(yùn)輸時(shí)可以節(jié)省一大筆費(fèi)用，降低企業(yè)成本，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。表3是本發(fā)明的微孔絕熱磚的化學(xué)成分：表3.微孔絕熱磚的化學(xué)成分化學(xué)成分sio2al2o3fe2o3caomgok2ona2o灼減重量(％)62111.44.73.22.82.212.7以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12