CN104326755A

CN104326755A - 一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖

Info

Publication number: CN104326755A
Application number: CN201410534146.4A
Authority: CN
Inventors: 刘常华; 郑银龙; 吕志乾
Original assignee: Henan Zhongyuan Special Refractory Co Ltd
Current assignee: Henan Zhongyuan Special Refractory Co Ltd
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: CN104326755B

Abstract

本发明公开了一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：莫来石骨料40.5％～65％、铝酸钙水泥8％～15％、硅微粉4％～10％、氧化铝微粉10％～18％、莫来石细粉5％～13％、矿化剂2％～3％、减水剂0.1％～0.5％。本发明的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，具有导热系数小、比重小、重量轻、强度高、抗热震性好、耐火度高(＞1700℃)等优点；用在锡槽顶盖上，大大减轻了窑体重量，在节约成本的同时降低了窑体热容量；该锡槽组合顶盖砖抗热震性能好，使窑炉的使用寿命得到极大的提高；导热系数小，保温效果好，热损失少，显著提高了热利用效率，节约了能源，大大降低了能耗，适合推广应用。

Description

一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。

背景技术

我国是世界上最大的发展中国家，也是世界上第二大能源生产国和消费国，但是我国的能源利用效率低，只有35％左右，远低于发达国家水平。要实现经济社会的可持续发展，必须走节约资源的道路，同时还要不断提高能源利用效率。

工业窑炉是工业生产中的主要耗能设备，其节能问题是当前的一个重要课题。以浮法玻璃生产线锡槽用组合顶盖砖为例，锡槽是浮法玻璃生产的核心热工设备，锡槽主要由锡槽槽底和锡槽顶盖构成，目前锡槽顶盖大多采用组合式结构，组合式锡槽顶盖主要包括组合式锡槽顶盖砖和金属吊挂件，组合式锡槽顶盖砖通过金属吊挂件与锡槽顶罩钢结构连接。目前浮法玻璃生产线锡槽用组合顶盖砖一般都采用高铝质耐火砖砌筑，该砖体积密度通常都大于2.50g/cm³，导热系数大于1.20W/m·k(热面1000℃)，用该砖砌筑的锡槽顶盖热容量大，散热快，保温性能及抗热震性能差，所以导致锡槽能耗高，热效率低，温度不易控制，且使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，解决现有锡槽顶盖砖热容量大、散热快、保温性能及抗热震性能差的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：莫来石骨料40.5％～65％、铝酸钙水泥8％～15％、硅微粉4％～10％、氧化铝微粉10％～18％、莫来石细粉5％～13％、矿化剂2％～3％、减水剂0.1％～0.5％。

所述莫来石骨料中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的重量百分含量之和≤0.6％。

所述莫来石骨料的粒径为0.088～8mm，体积密度为1.85～2.0g/cm³，桶压强度≥80Mpa，显气孔率为15％～25％，气孔平均孔径D50≤50μm，莫来石相的质量百分含量≥55％。

所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃的质量百分含量≥80％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.5％；铝酸钙水泥的比表面积≥12000cm²/g。

所述硅微粉中，SiO₂的质量百分含量≥95％，粒度小于1μm的硅微粉的质量百分含量＞85％。

所述氧化铝微粉为α-氧化铝微粉；其中，Al₂O₃的质量百分含量≥99.5％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.1％，Na₂O的质量百分含量≤0.1％；氧化铝微粉的细度为800目。

所述莫来石细粉中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的质量百分含量之和≤0.6％。

所述莫来石细粉的细度为400目。

所述矿化剂为硅线石和/或红柱石。

所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。

所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后在自然条件下养护(或标准养护)，再在110℃条件下烘干，然后在隧道窑或倒焰窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。

其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为10％～26％。

本发明的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，在制备时的养护过程中，原料铝酸钙水泥和硅微粉与水发生反应，产生很高的强度，在烘干后使顶盖砖制品得到了较高的低温强度和中温强度；在高温烧结过程中，游离的CaO与氧化铝微粉中的Al₂O₃发生反应，形成了高强度的CA₂和CA₆，硅微粉中的SiO₂与氧化铝微粉中的Al₂O₃发生反应，形成了抗热震性良好的莫来石相，从而提高了材料的高温强度和抗热震性。

本发明的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的主要晶相为莫来石相、刚玉相、少量的CA₂和CA₆，其中莫来石骨料和莫来石细粉中的莫来石相和制备过程中生成的莫来石相具有良好的抗热震性，刚玉相具有高耐火度和良好的耐腐蚀性能。

本发明的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，以莫来石骨料、铝酸钙水泥、硅微粉、氧化铝微粉、莫来石细粉、矿化剂、减水剂为原料，各种组分合理调配，协调作用，所得锡槽组合顶盖砖具有导热系数小、比重小、重量轻、强度高、抗热震性好、耐火度高(＞1700℃)等优点；采用该低导热莫来石锡槽组合顶盖砖代替普通顶盖砖用在浮法玻璃生产线锡槽顶盖上，大大减轻了窑体重量，可减轻重量达20～30％，在节约成本的同时降低了窑体热容量；该锡槽组合顶盖砖抗热震性能好，使窑炉的使用寿命得到极大的提高；该锡槽组合顶盖砖导热系数小，保温效果好，热损失少，显著提高了热利用效率，节约了能源，大大降低了能耗，适合推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：高纯莫来石骨料52％、纯铝酸钙水泥15％、高纯硅微粉8％、α-氧化铝微粉10％、高纯莫来石细粉12％、硅线石2.8％、三聚磷酸钠0.2％。

其中，原料规格如下：所述莫来石骨料中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的重量百分含量之和≤0.6％；莫来石骨料的粒径为0.088～8mm，体积密度为1.90g/cm³，桶压强度≥80Mpa，显气孔率为20％，气孔平均孔径D50≤50μm，莫来石相的质量百分含量≥55％。所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃的质量百分含量≥80％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.5％；铝酸钙水泥的比表面积≥12000cm²/g。所述硅微粉中，SiO₂的质量百分含量≥95％，粒度小于1μm的硅微粉的质量百分含量＞85％。所述氧化铝微粉中，Al₂O₃的质量百分含量≥99.5％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.1％，Na₂O的质量百分含量≤0.1％；氧化铝微粉的细度为800目。所述莫来石细粉中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的质量百分含量之和≤0.6％；莫来石细粉的细度为400目。

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后在自然条件下养护，再在110℃条件下烘干，然后在隧道窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为10％。

实施例2

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：高纯莫来石骨料55％、纯铝酸钙水泥9.9％、高纯硅微粉10％、α-氧化铝微粉18％、高纯莫来石细粉5％、红柱石2.0％、六偏磷酸钠0.1％。

其中，原料规格如实施例1，不同之处在于：所述莫来石骨料的体积密度为1.95g/cm³，显气孔率为15％。

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后标准养护，再在110℃条件下烘干，然后在倒焰窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为15％。

实施例3

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：高纯莫来石骨料50％、纯铝酸钙水泥12％、高纯硅微粉5％、α-氧化铝微粉18％、高纯莫来石细粉12％、红柱石1.0％、硅线石1.7％、六偏磷酸钠0.3％。

其中，原料规格如实施例1，不同之处在于：所述莫来石骨料的体积密度为2.0g/cm3，显气孔率为15％。

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后在自然条件下养护，再在110℃条件下烘干，然后在倒焰窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为20％。

实施例4

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：高纯莫来石骨料65％、纯铝酸钙水泥8％、高纯硅微粉4％、α-氧化铝微粉12％、高纯莫来石细粉8.6％、红柱石2.0％、三聚磷酸钠0.2％。

其中，原料规格如实施例1，不同之处在于：所述莫来石骨料的体积密度为1.85g/cm3，显气孔率为25％。

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后在自然条件下养护，再在110℃条件下烘干，然后在隧道窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为25％。

实施例5

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，由以下质量百分比的原料制成：高纯莫来石骨料40.5％、纯铝酸钙水泥15％、高纯硅微粉10％、α-氧化铝微粉18％、高纯莫来石细粉13％、硅线石3.0％、三聚磷酸钠0.5％。

本实施例的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的制备方法为：凹模组成配方配料，加水搅拌制成混合料，浇注模具并振动成型，脱模后标准养护，再在110℃条件下烘干，然后在隧道窑中高温烧成，即得所述低导热莫来石锡槽组合顶盖砖。其中，加水的量为：水在混合料中的质量百分含量为26％。

实验例

本实验例对实施例1～5所得低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的性能进行检测，结果如表1所示。

其中，普通锡槽顶盖砖为市售商品，生产厂家为河南中原特种耐火材料有限公司。该产品主要原料为高铝矾土，其Al₂O₃的质量百分含量≥50％，Fe₂O₃的质量百分含量≤1.0％，Na₂O与K₂O的重量百分含量之和≤1.0％；高铝矾土的粒径为0.1～10mm，体积密度为2.65g/cm³，气孔率为3.5％。

表1 实施例1～5所得低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的性能检测结果

从表1可以看出，实施例1～5所得低导热莫来石锡槽组合顶盖砖的体积密度小于普通锡槽顶盖砖，常温抗折强度和常温耐压强度均大于普通锡槽顶盖砖；同时，导热系数仅为普通锡槽顶盖砖的一半，且具有良好的热震稳定性。实验结果表明，本发明的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖现对于现有的普通锡槽顶盖砖，具有导热系数小、比重小、重量轻、强度高、抗热震性好、耐火度高(＞1700℃)等优点。

Claims

1.一种低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：由以下质量百分比的原料制成：莫来石骨料40.5％～65％、铝酸钙水泥8％～15％、硅微粉4％～10％、氧化铝微粉10％～18％、莫来石细粉5％～13％、矿化剂2％～3％、减水剂0.1％～0.5％。

2.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述莫来石骨料中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的重量百分含量之和≤0.6％。

3.根据权利要求1或2所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述莫来石骨料的粒径为0.088～8mm，体积密度为1.85～2.0g/cm³，桶压强度≥80Mpa，显气孔率为15％～25％，气孔平均孔径D50≤50μm，莫来石相的质量百分含量≥55％。

4.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述铝酸钙水泥中，Al₂O₃的质量百分含量≥80％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.5％；铝酸钙水泥的比表面积≥12000cm²/g。

5.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述硅微粉中，SiO₂的质量百分含量≥95％，粒度小于1μm的硅微粉的质量百分含量＞85％。

6.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述氧化铝微粉为α-氧化铝微粉；其中，Al₂O₃的质量百分含量≥99.5％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.1％，Na₂O的质量百分含量≤0.1％；氧化铝微粉的细度为800目。

7.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述莫来石细粉中，Al₂O₃的质量百分含量≥48％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％，Na₂O与K₂O的质量百分含量之和≤0.6％。

8.根据权利要求1或7所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述莫来石细粉的细度为400目。

9.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述矿化剂为硅线石和/或红柱石。

10.根据权利要求1所述的低导热莫来石锡槽组合顶盖砖，其特征在于：所述减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。