CN102161592A - 耐火隔热砖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐火隔热砖，包括外框、填充体和盖板，所述外框为半封闭的砖体形状，外框内为空腔结构，所述填充体放置在空腔中，所述盖板与外框开口面相适配，并通过高温粘结剂与外框相粘结。本发明的有益效果是，本发明是用刚性耐火材料做成薄壁外套，将轻质隔热耐火材料封装在封闭的空腔中，既有耐火砖的刚性，又使轻质隔热材料保持了最大的气孔率和孔隙率，使隔热材料的隔热功效最大化，还起到保护轻质材料不散失的作用，也降低了生产成本。

Description

耐火隔热砖及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种隔热砖，尤其是一种耐火隔热砖及其制造方法。

背景技术

目前，公知的隔热耐火材料，为了追求较大大的隔热效果，一般式通过增大材料的气孔率和空隙率，从而达到降低导热率的目的。气孔率和空隙率大，必然导致材料的强度比较低，使用中容易损坏和散失，影响材料的使用寿命。在实际生产中，为了达到一定的强度，又不得不损失一部分气孔率和空隙率，这样又降低了隔热效果。而且隔热轻质耐火材料通常的做法是：添加结合剂通过加压或震动成型，有些还要经过高温烧结，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种外壳强度高、隔热效果好和组合式的耐火隔热砖及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种耐火隔热砖，包括外框、填充体和盖板，所述外框为半封闭的砖体形状，外框内为空腔结构，所述填充体放置在空腔中，所述盖板与外框开口面相适配，并通过高温粘结剂与外框相粘结，所述外框与盖板为定型耐火材料。

其中，所述填充体为轻质隔热耐火材料。

其中，所述外框的壁厚为5～20mm，盖板的厚度为2～10mm。

其中，所述外框内部结构为单个或两个以上的空腔结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐火隔热砖，包括外框、填充体、底板和盖板，外框为四围封闭的砖体形状，外框内为空腔结构，所述填充体放置在空腔中，所述底板和盖板与外框上下开口面相适配，并通过高温粘结剂与外框相粘结，所述外框、底板和盖板为定型耐火材料。

其中，所述填充体为轻质隔热耐火材料。

其中，所述外框的壁厚为5～20mm，盖板的厚度为2～10mm。

其中，所述外框内部结构为单个或两个以上的空腔结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐火隔热砖的制造方法，包括以下步骤：

1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框，在外框内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框开口面相适配的盖板；

2)填充：将轻质耐火材料放入步骤1)所得外框内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框与底板和盖板之间用高温粘结剂粘结。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐火隔热砖的制造方法，包括以下步骤：

1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框，在外框内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框开口面相适配的底板和盖板；

2)填充：将轻质耐火材料放入步骤1)所得外框内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框与盖板之间用高温粘结剂粘结。

本发明的有益效果是，本发明是用用刚性耐火材料做成薄壁外套，将轻质隔热耐火材料封装在封闭的空腔中，既有耐火砖的刚性，又使轻质隔热材料保持了最大的气孔率和孔隙率，使隔热材料的隔热功效最大化，还起到保护轻质材料不散失的作用，也降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明耐火隔热砖实施例1的结构示意图；

图2是本发明耐火隔热砖实施例2的结构示意图；

其中，1：外框；2：填充物；3：盖板；4：底板。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

请一并参阅图1，如图所示，本发明耐火隔热砖的实施例包括外框1、填充体和盖板3，所述外框1为半封闭的砖体形状，即砖体有一面没有封闭，其他五面密闭，外框1内为空腔结构，根据需要设定外框1和空腔的大小尺寸，所述填充体放置在外框1内的空腔中，该填充体为轻质隔热耐火材料的散状体，可以是空心球状、纤维状或轻质颗粒状，所述盖板3与外框1开口面相适配，盖板3正好可覆盖在外框1开口的一面，通过高温粘结剂与外框1相粘结，所述外框1与盖板3为定型耐火材料，可以为成分ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆，所述半稳定氧化锆为ZrO₂含量90～96％，CaO、Y₂O₃、MgO含量3.5～9.5％，其他杂质含量0.5％，同样也可以为Al₂O₃、MgO、SiO₂、莫来石等所有能做耐火砖的耐火材料，甚至是耐热不锈钢。

本发明耐火隔热砖可以通过以下步骤进行制造成型：

1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框1，可以是常规制作耐火材料的方法，如烧结，在外框1内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框1开口面相适配的盖板3；

2)填充：将轻质隔热耐火材料放入步骤1)所得外框1内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框1与盖板3之间用高温粘结剂粘结，即将轻质隔热耐火材料完全封闭在外壳内。

上述结构和制造方法，本发明用用刚性耐火材料做成薄壁外套，将轻质隔热耐火材料封装在一封闭的空腔中，既有耐火砖的刚性，又使轻质隔热材料保持了最大的气孔率和孔隙率，使隔热材料的隔热功效最大化，还起到保护轻质材料不散失的作用，也降低了生产成本。

在本实施例中，所述轻质耐火材料为气孔率高、体积密度小、热导率低的耐火材料。该轻质材料可以是在工业窑炉和其他热工设备上用作隔热材料，如氧化硅、氧化铝和氧化钙等，也可以是氧化锆空心球或者氧化锆纤维。

不同填充物2对耐火隔热砖的使用温度产生影响，如果填充物2为氧化锆纤维，耐火隔热砖的使用温度可达到1650℃，如果填充物2为氧化锆空心球，耐火隔热砖的使用温度可达到1900℃～2200℃。

在本实施例中，所述外框1根据承载力的大小，可以做成壁厚为5～20mm，盖板3一般不受力，可以做薄一些，厚度为2～10mm。外框1尺寸以普通建筑砖为参照基准，如230×114×65mm³，同样也可以根据实际工程的需要，制作不同尺寸基准。

所述外框1内为单个或两个以上的空腔结构，内部孔的形状是方形或圆形，当设计为两个或两个以上的空腔结构时，可以根据需要再不同的空腔里放置不同的填充物2，如两个空腔结构时，可以一边空腔内放置氧化锆纤维，一边空腔内放置氧化锆空心球。使用温度高的轻质隔热耐火材料放置在温度高的一侧，使用温度低的材料放置在温度低的一侧，做到材尽其用。

通过上述设计，本发明耐火隔热砖更能适合不同工程环境，满足不同工程要求，从尺寸、结构和用料上都更为灵活。

在本实施例中，所述高温粘结剂可以选用与耐火泥或耐热阻燃性糊状粘结剂，也可以用与外形相同的材料(氧化锆)加工成＜0.045mm的细粉，加入磷酸二氢铝配制。

实施例2

请一并参阅图2，如图所示，本发明耐火隔热砖的实施例包括外框1、填充体、底板4和盖板3，外框1为四围封闭的砖体形状，即有砖体上下两面面没有封闭，外框1内为空腔结构，根据需要设定外框1和空腔的大小尺寸，所述填充体放置在外框1内的空腔中，该填充体为轻质隔热耐火材料的散状体，可以是空心球状、纤维状或轻质颗粒状，所述底板4和盖板3与外框1上下开口面相适配，通过高温粘结剂与外框1相粘结，所述外框1、底板4与盖板3为定型耐火材料，可以为成分ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆，所述半稳定氧化锆为ZrO₂含量90～96％，CaO、Y₂O₃、MgO含量3.5～9.5％，其他杂质含量0.5％，同样也可以为Al₂O₃、MgO、SiO₂、莫来石等所有能做耐火砖的耐火材料，甚至是耐热不锈钢。

本发明耐火隔热砖可以通过以下步骤进行制造成型：

1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框1，可以是常规制作耐火材料的方法，如烧结，在外框1内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框1开口面相适配的底板4和盖板3；

2)填充：将轻质耐火材料放入步骤1)所得外框1内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框1与底板4和盖板3之间用高温粘结剂粘结，即将轻质隔热耐火材料完全封闭在外壳内。

上述结构和制造方法，本发明用用刚性耐火材料做成薄壁外套，将轻质隔热耐火材料封装在封闭的空腔中，既有耐火砖的刚性，又使轻质隔热材料保持了最大的气孔率和孔隙率，使隔热材料的隔热功效最大化，还起到保护轻质材料不散失的作用，也降低了生产成本。

在本实施例中，所述轻质耐火材料为气孔率高、体积密度小、热导率低的耐火材料。该轻质材料可以是在工业窑炉和其他热工设备上用作隔热材料，如氧化硅、氧化铝和氧化钙等，也可以是氧化锆空心球或者氧化锆纤维。

不同填充物2对耐火隔热砖的使用温度产生影响，如果填充物2为氧化锆纤维，耐火隔热砖的使用温度可达到1650℃，如果填充物2为氧化锆空心球，耐火隔热砖的使用温度可达到1900℃～2200℃。

在本实施例中，所述外框1根据承载力的大小，可以做成壁厚为5～20mm，盖板3一般不受力，可以做薄一些，厚度为2～10mm。外框1尺寸以普通建筑砖为参照基准，如230×114×65mm³，同样也可以根据实际工程的需要，制作不同尺寸基准。

所述外框1内为单个或两个以上的空腔结构，内部孔的形状是方形或圆形，当设计为两个或两个以上的空腔结构时，可以根据需要再不同的空腔里放置不同的填充物2，如两个空腔结构时，可以一边空腔内放置氧化锆纤维，一边空腔内放置氧化锆空心球。使用温度高的轻质隔热耐火材料放置在温度高的一侧，使用温度低的材料放置在温度低的一侧，做到材尽其用。

通过上述设计，本发明耐火隔热砖更能适合不同工程环境，满足不同工程要求，从尺寸、结构和用料上都更为灵活。

在本实施例中，所述高温粘结剂可以选用与耐火泥或耐热阻燃性糊状粘结剂，也可以用与外形相同的材料(氧化锆)加工成＜0.045mm的细粉，加入磷酸二氢铝配制。

以上所述各实施例及其改进，可以根据需要，灵活调整各改进方案的搭配。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐火隔热砖，其特征在于，包括外框、填充体和盖板，所述外框为半封闭的砖体形状，外框内为空腔结构，所述填充体放置在空腔中，所述盖板与外框开口面相适配，并通过高温粘结剂与外框相粘结，所述外框与盖板为定型耐火材料。

2.根据权利要求1所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述填充体为轻质隔热耐火材料的散状体。

3.根据权利要求1所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述外框的壁厚为5～20mm，盖板的厚度为2～10mm。

4.根据权利要求1所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述外框内部结构为单个或两个以上的空腔结构。

5.一种耐火隔热砖，其特征在于，包括外框、填充体、底板和盖板，外框为四围封闭的砖体形状，外框内为空腔结构，所述填充体放置在空腔中，所述底板和盖板与外框上下开口面相适配，并通过高温粘结剂与外框相粘结，所述外框、底板和盖板为定型耐火材料。

6.根据权利要求5所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述填充体为轻质隔热耐火材料的散状体。

7.根据权利要求5所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述外框的壁厚为5～20mm，盖板的厚度为2～10mm。

8.根据权利要求5所述的耐火隔热砖，其特征在于，所述外框内部结构为单个或两个以上的空腔结构。

9.一种耐火隔热砖的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框，在外框内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框开口面相适配的盖板；

2)填充：将轻质耐火材料放入步骤1)所得外框内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框与底板和盖板之间用高温粘结剂粘结。

10.一种耐火隔热砖的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)外壳制造：用主要成分为ZrO₂和CaO、Y₂O₃、MgO的半稳定氧化锆制成砖体形状的外框，在外框内预留空腔结构，用同样材料的半稳定氧化锆制成与外框开口面相适配的底板和盖板；

2)填充：将轻质耐火材料放入步骤1)所得外框内的空腔中，填充空腔；

3)粘结：将经过步骤2)填充的外框与盖板之间用高温粘结剂粘结。

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