CN112212697A - 锆刚玉电熔复合保温砖结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锆刚玉电熔复合保温砖结构，技术方案是，包括保温砖本体，保温砖本体顶部中心开有向下凹陷的保温材料填充槽，保温材料填充槽内填充有保温材料体，所述保温材料填充槽的形状呈四棱台，且四棱台较大面积的底面位于保温材料填充槽的底部、四棱台较小面积的顶面位于保温材料填充槽的口部，保温材料体的形状呈与保温材料填充槽相匹配的四棱台，本发明有效防止干燥后或者低温状态下保温材料体从口部脱落的现象，从而避免了再次填充保温材料造成的成本浪费，一次成型，无需二次填料，只需要简单修复表面平整度即可，砖的完整度好，同时也节约了二次填料的人工成本，大大提高了整体的工作效率。

Description

锆刚玉电熔复合保温砖结构
技术领域
本发明涉及锆刚玉电熔砖技术领域，特别是一种锆刚玉电熔复合保温砖结构。
背景技术
锆刚玉电熔砖的生产是经过配合料：锆砂、三氧化二铝铝粉以及少量纯碱，添加在电弧炉内，经过2000℃左右的高温熔化，浇铸在砂型的型腔中，待保温退火后制成。
有一种玻璃窑炉侧墙锆刚玉复合保温砖的生产方式是首先生产一块盒型无盖电熔砖，经过精加工后，在盒型无盖电熔砖内腔填充混合粘接剂耐高温保温材料，顶面找平待凝固后就是成品侧墙锆刚玉复合保温砖，如图1-3所示，其中盒型无盖电熔砖1顶面中心开有用于填充耐高温保温材料2的填充槽2a，其缺陷是：一是盒型无盖电熔砖1内部的填充槽2a侧壁上下竖直布置，内部填充保温材料在干燥后或者低温状态下会有脱落现象，使成砖报废；二是填充混合粘接剂的保温材料有很大的二次成本；三是浇铸盒型无盖电熔砖退火后需要先取出内芯，再进行保温材料的填充，步骤繁琐，占据一定的人工浪费。填充材料成本每吨约5000元至7000元不等，每块砖可填充材料约30公斤，即约180元左右，一个窑炉的复合保温砖约100块，粗略计算总费用可达到18000元；人工填充100块保温材料的复合保温砖越需要2人、5天时间。因此，改善玻璃窑炉侧墙用复合保温砖结构，来达到减少浪费刻不容缓。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种锆刚玉电熔复合保温砖结构，可有效解决玻璃窑炉侧墙锆刚玉复合保温砖一次成型、提高成砖率和降低成本的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种锆刚玉电熔复合保温砖结构，包括保温砖本体，保温砖本体顶部中心开有向下凹陷的保温材料填充槽，保温材料填充槽内填充有保温材料体，所述保温材料填充槽的形状呈四棱台，且四棱台较大面积的底面位于保温材料填充槽的底部、四棱台较小面积的顶面位于保温材料填充槽的口部，保温材料体的形状呈与保温材料填充槽相匹配的四棱台，保温材料体的底面与保温材料填充槽的底面贴合在一起，同时保温材料体四周的侧壁与保温材料填充槽四周的内壁贴合在一起。
所述保温砖本体由锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具浇铸后得到；所述锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具包括外框和放置在外框内腔底部中心的内芯，所述外框为上部开口的矩形容器状中空结构，所述内芯是由保温材料体构成的四棱台，四棱台较小面积的顶面位于外框内腔底部中心上，四棱台较大面积的底面位于外框内腔的上口所在侧，且四棱台较大面积的底面低于外框的上端沿，外框与保温材料体之间的空间构成保温砖本体的成型空间。
所述保温材料体4是由复合包保温砖内芯材料制成的；
所述复合包保温砖内芯材料包括以下质量百分比的原料：旧砂90％，高铝水泥5％，碱性水玻璃5％；外加碱性水玻璃质量20％的水玻璃固化剂。
具体制备方法为：
(1)将旧砂、高铝水泥混和，搅拌3分钟；
(2)加入水玻璃固化剂，搅拌2分钟；
(3)加入碱性水玻璃，搅拌2分钟，得到成品混合料；
(4)将成品混合料填充至四棱台模具中，压实，形成砂型；
(5)经过20分钟至30分钟，固化剂作用下，四棱台模具中的砂型形成一定的强度，去掉模具，得到呈四棱台的保温材料体。
本发明结构新颖独特，简单合理，通过在保温砖本体的顶面中心设置呈四棱台状的保温材料填充槽，并与填充在其内部的保温材料体贴合在一起，从而使保温材料体与保温砖本体的接触面形成一个向上、向内倾斜的斜面，形成一个斜向的托举力，尤其是在在电熔砖浇铸脱模时(浇铸为倒置浇铸，脱模需要翻转)，有效防止干燥后或者低温状态下保温材料体从口部脱落的现象，从而避免了再次填充保温材料造成的成本浪费，从传统的先浇铸保温砖本体、再填充保温材料的两步骤变成了一次成型，无需二次填料，只需要简单修复表面平整度即可，砖的完整度好，同时也节约了二次填料的人工成本，大大提高了整体的工作效率，是锆刚玉电熔复合保温砖结构上的创新，有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为传统玻璃窑炉侧墙锆刚玉复合保温砖的剖面主视图。
图2为传统玻璃窑炉侧墙锆刚玉复合保温砖的剖面侧视图。
图3为传统玻璃窑炉侧墙锆刚玉复合保温砖的俯视图。
图4为本发明锆刚玉电熔复合保温砖结构的剖面主视图。
图5为本发明锆刚玉电熔复合保温砖结构的剖面侧视图。
图6为本发明锆刚玉电熔复合保温砖结构的俯视图。
图7为本发明保温砖本体的剖视图(未填充保温材料体)。
图8为本发明保温材料体的立体图。
图9为本发明锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具的剖面主视图。
图10为本发明锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具的剖面侧视图。
图11为本发明锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-11给出，本发明包括保温砖本体3，保温砖本体顶部中心开有向下凹陷的保温材料填充槽31，保温材料填充槽31内填充有保温材料体4，所述保温材料填充槽31的形状呈四棱台，且四棱台较大面积的底面位于保温材料填充槽的底部、四棱台较小面积的顶面位于保温材料填充槽的口部，保温材料体4的形状呈与保温材料填充槽相匹配的四棱台，保温材料体4的底面与保温材料填充槽31的底面贴合在一起，同时保温材料体4四周的侧壁与保温材料填充槽31四周的内壁31a贴合在一起。
为保证使用效果，所述保温材料填充槽31所在的保温砖本体3四周的侧壁厚度均大于50mm，保温材料填充槽31所在的保温砖本体3底部的侧壁厚度也大于50mm。
所述保温材料体4四周侧壁的斜面4a与对应竖直面的夹角为10-30°。优选为15°或25°，如图4、5中∠β所示，从而使保温材料体与保温砖本体的接触面形成一个向上、向内倾斜的斜面，形成一个斜向的托举力，尤其是在在电熔砖浇铸脱模时浇铸为倒置浇铸，脱模需要翻转，有效防止干燥后或者低温状态下保温材料体从口部脱落的现象，从而避免了再次填充保温材料造成的成本浪费。
所述保温砖本体3为外轮廓为长方体的电熔锆刚玉砖，保温材料填充槽31开在长方体的上表面中心，保温材料体4的顶面与保温砖本体3的上表面齐平。
所述保温砖本体3的外轮廓长度为400-500mm，宽度为300-400mm，高度为250-350mm。
所述保温砖本体3由锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具浇铸后得到。
所述锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具包括外框5和放置在外框内腔底部中心的内芯，所述外框5为上部开口的矩形容器状中空结构，所述内芯是由保温材料体4构成的四棱台，四棱台较小面积的顶面位于外框内腔底部中心上，四棱台较大面积的底面位于外框内腔的上口所在侧，且四棱台较大面积的底面低于外框的上端沿，外框5与保温材料体4之间的空间构成保温砖本体3的成型空间6。
所述外框5内壁与保温材料体4侧壁之间的空间构成保温砖本体侧壁的第一成型空间6a，所述外框5与保温材料体4高差形成的空间构成保温砖本体底板的第二成型空间6b。
第一成型空间6a与第二成型空间6b共同构成保温砖本体的成型空间6。
所述第一成型空间6a的厚度大于50mm，保证保温材料体所在的保温砖本体3四周的侧壁厚度均大于50mm。
所述第二成型空间6b的高度大于50mm，保证保温材料体所在的保温砖本体3底板的厚度也大于50mm。
所述保温材料体4是由复合包保温砖内芯材料制成的；
所述复合包保温砖内芯材料包括以下质量百分比的原料：旧砂90％，高铝水泥5％，碱性水玻璃5％；外加碱性水玻璃质量20％的水玻璃固化剂。
具体制备方法为：
(1)将旧砂、高铝水泥混和，搅拌3分钟；
(2)加入水玻璃固化剂，搅拌2分钟；
(3)加入碱性水玻璃，搅拌2分钟，得到成品混合料；
(4)将成品混合料填充至四棱台模具中，压实，形成砂型；
(5)经过20分钟至30分钟，固化剂作用下，四棱台模具中的砂型形成一定的强度，去掉模具，得到呈四棱台的保温材料体。
所述碱性水玻璃的模数为2.2至2.6。
所述的旧砂为浇铸使用后无法再次使用的废弃电熔砖砂型，包括浇铸使用后的砂板和树脂砂砂型，将废弃电熔砖砂型破碎分选取小于20-70目颗粒即得旧砂。
所述固化剂为甘油二乙酸酯。
砂型是一次性使用，电炉浇铸后，保温退火，得到毛坯电熔砖，砂型这是已经变为废砂，最终会成为固体垃圾，固体垃圾的排放会污染环境，环保法也不允许、有所限制。所以砂型粉状固体垃圾的处理是势必需要解决掉的课题。
同时，电熔砖的砂型在浇铸后，经历了1800℃的高温到常温的十天左右的过程，砂型主材料使硅砂，硅砂的常温晶相是白塔晶相，经过570°以上温度时变成了α晶相，再经过870°以上时变成了磷石英晶相，磷石英晶相已经达到了膨胀的极限，在回归常温时几乎没有了再膨胀变化，因为这个高温过程使硅砂表面杂质经过氧化去除，因此磷石英的纯净度更高、耐火度也更高，再加上二次经过高温不再膨胀，因此在本发明技术方案中旧砂二次使用会对电熔砖成型有辅助作用，所以旧砂用于复合保温砖的填充主材料是一种很好的选择。当前用于铸造的硅砂市场价格每吨在600元以上，如果采用传统办法，由于一次浇铸的内芯需要取出，最终成为废砂，如果不合理使用会是一个巨大浪费。本申请技术方案内芯无需取出，具体操作时，将复合包保温砖内芯材料制成的保温材料体4放置在外框5内腔底部中心上，将锆刚玉电熔砖料液填充到外框5与保温材料体4之间的成型空间6内即可，退火完成后，将成型后的保温砖本体从外侧内取出，内芯无需取出，直接作为保温材料体，减少步骤的同时解决了旧砂再利用的问题，变废为宝，不仅每块复合保温砖内部填充材料节约180元，同时缓解了固废排放的困难。并且由于旧砂制成的填充料不膨胀的特性，提高了砖体表面的平整度，提高了成砖率，辅助了电熔砖成型比例的提高，其结构新颖独特，简单合理，并且通过在保温砖本体的顶面中心设置呈四棱台状的保温材料填充槽，并与填充在其内部的保温材料体贴合在一起，从而使保温材料体与保温砖本体的接触面形成一个向上、向内倾斜的斜面，形成一个斜向的托举力，尤其是在在电熔砖浇铸脱模时(浇铸为倒置浇铸，脱模需要翻转)，有效防止干燥后或者低温状态下保温材料体从口部脱落的现象，从而避免了再次填充保温材料造成的成本浪费，从传统的先浇铸保温砖本体、再填充保温材料的两步骤变成了一次成型，无需二次填料，只需要简单修复表面平整度即可，砖的完整度好，同时也节约了二次填料的人工成本，大大提高了整体的工作效率，是锆刚玉电熔复合保温砖结构上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (10)

1.一种锆刚玉电熔复合保温砖结构，包括保温砖本体(3)，保温砖本体顶部中心开有向下凹陷的保温材料填充槽(31)，保温材料填充槽(31)内填充有保温材料体(4)，其特征在于，所述保温材料填充槽(31)的形状呈四棱台，且四棱台较大面积的底面位于保温材料填充槽的底部、四棱台较小面积的顶面位于保温材料填充槽的口部，保温材料体(4)的形状呈与保温材料填充槽相匹配的四棱台，保温材料体(4)的底面与保温材料填充槽(31)的底面贴合在一起，同时保温材料体(4)四周的侧壁与保温材料填充槽(31)四周的内壁贴合在一起。
2.根据权利要求1所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述保温材料填充槽(31)所在的保温砖本体(3)四周的侧壁厚度均大于50mm。
3.根据权利要求1所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述保温材料体(4)四周侧壁的斜面(4a)与对应竖直面的夹角为10-30°。
4.根据权利要求1所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述保温砖本体(3)为外轮廓为长方体的电熔锆刚玉砖，保温材料填充槽(31)开在长方体的上表面中心，保温材料体(4)的顶面与保温砖本体(3)的上表面齐平。
5.根据权利要求1所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述保温砖本体(3)由锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具浇铸后得到；
所述锆刚玉电熔复合保温砖浇铸模具包括外框(5)和放置在外框内腔底部中心的内芯，所述外框(5)为上部开口的矩形容器状中空结构，所述内芯是由保温材料体(4)构成的四棱台，四棱台较小面积的顶面位于外框内腔底部中心上，四棱台较大面积的底面位于外框内腔的上口所在侧，且四棱台较大面积的底面低于外框的上端沿，外框(5)与保温材料体(4)之间的空间构成保温砖本体(3)的成型空间(6)。
6.根据权利要求5所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述外框(5)内壁与保温材料体(4)侧壁之间的空间构成保温砖本体侧壁的第一成型空间(6a)，所述外框(5)与保温材料体(4)高差形成的空间构成保温砖本体底板的第二成型空间(6b)。
7.根据权利要求5所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述第一成型空间(6a)的厚度大于50mm。
8.根据权利要求5所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，所述第二成型空间(6b)的高度大于50mm。
9.根据权利要求1或5所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述保温材料体(4)是由复合包保温砖内芯材料制成的；
所述复合包保温砖内芯材料包括以下质量百分比的原料：旧砂90％，高铝水泥5％，碱性水玻璃5％；外加碱性水玻璃质量20％的水玻璃固化剂。
具体制备方法为：
(1)将旧砂、高铝水泥混和，搅拌3分钟；
(2)加入水玻璃固化剂，搅拌2分钟；
(3)加入碱性水玻璃，搅拌2分钟，得到成品混合料；
(4)将成品混合料填充至四棱台模具中，压实，形成砂型；
(5)经过20分钟至30分钟，固化剂作用下，四棱台模具中的砂型形成一定的强度，去掉模具，得到呈四棱台的保温材料体。
10.根据权利要求9所述的锆刚玉电熔复合保温砖结构，其特征在于，所述碱性水玻璃的模数为2.2至2.6；
所述的旧砂为浇铸使用后无法再次使用的废弃电熔砖砂型，包括浇铸使用后的砂板和树脂砂砂型，将废弃电熔砖砂型破碎分选取小于20-70目颗粒即得旧砂；
所述固化剂为甘油二乙酸酯。
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