本发明涉及复合硅砖,具体涉及一种微孔低导热复合硅砖及其制备方法。
背景技术:
1、随着能源的日益紧张,各国对高温工业用节能材料的研制、生产和使用日益重视。硅砖是主要由鳞石英、方石英以及少量残余石英和玻璃相组成的一类酸性耐火材料,其具有良好的抗酸性渣侵蚀的能力,荷重软化温度高达1640~1670℃,在高温下长期使用体积比较稳定。硅砖主要用于炼焦炉的炭化室和燃烧室的隔墙、炼钢平炉的蓄热室和沉渣室、均热炉、玻璃熔窑的耐火材料和陶瓷的烧成窑等窑炉的拱顶和其他承重部位。也用于热风炉的高温承重部位和酸性平炉炉顶。
2、硅砖由于具有荷重软化温度点高、高温体积稳定性好、长期使用不收缩等特性,在耐火材料体系中被大量应用和研究。然而,现有的硅砖存在导热系数高,保温效果差的问题。为此,本发明提供一种微孔低导热复合硅砖及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明提供了一种微孔低导热复合硅砖及其制备方法,有效解决了现有的硅砖存在导热系数高,保温效果差的技术问题,同时提供了一种强度高、导热系数低、保温效果好、节能降耗的微孔低导热复合硅砖。
2、本发明的第一个目的是提供一种微孔低导热复合硅砖,包括工作层和保温层,所述保温层包裹于工作层外;所述工作层和保温层的厚度比为2~4:0.6~1.2;
3、所述保温层由以下质量百分比的原料组成:聚轻微孔硅质均化料65%~75%,石英粉20%~25%、硅微粉2%~8%,三聚磷酸钠0.1%~1%,六偏磷酸钠0.05%~0.3%,结合剂ⅱ1%~2%,合计100%。
4、作为一种优选的实施方式,所述工作层和保温层的厚度比为2~4:1。
5、作为一种优选的实施方式,所述结合剂ⅱ为磷酸或磷酸盐结合剂。
6、作为一种优选的实施方式,所述工作层由以下质量百分比的原料组成:硅砂50%~70%,硅粉15%~35%,结合剂ⅰ1%~2.5%,萤石粉2%~5%,硅微粉5%~10%,铁鳞粉0~1.5%,氧化钙0~3%,合计100%。
7、作为一种优选的实施方式,所述结合剂ⅰ为木质素、纤维素、糊精、磷酸盐中的一种或多种。
8、本发明的第二个目的是提供一种微孔低导热复合硅砖的制备方法,包括以下步骤:
9、分别称取工作层和保温层各原料;
10、将质量百分比为50%~70%硅砂,15%~35%硅粉,1%~2.5%结合剂ⅰ,2%~5%萤石粉,5%~10%硅微粉,0~1.5%铁鳞粉,0~3%氧化钙混匀,得到工作层预混料;
11、将质量百分比为65%~75%聚轻微孔硅质均化料,20%~25%石英粉、2%~8%硅微粉,0.1%~1%三聚磷酸钠,0.05%~0.3%六偏磷酸钠,1%~2%结合剂ⅱ混匀,得到保温层预混料;
12、将工作层预混料和保温层预混料分别装入模具中,中间用模板隔开,填装好后,抽去模板,然后压制成型,烘干,得到砖坯,将所述砖坯升温至1300~1450℃,保温,冷却即得。
13、作为一种优选的实施方式,压制时,压力为100~150mpa,时间为3~10min。
14、作为一种优选的实施方式,所述保温的时间为5~15h。
15、作为一种优选的实施方式,其特征在于,所述升温的程序为:以20℃/h升温至200~600℃,以25℃/h升温至600~1100℃,以7℃/h升温至1100~1350℃,以1~3℃/h升温至1300~1450℃。
16、作为一种优选的实施方式,所述烘干具体为:所述烘干具体为:将砖坯置100-200℃烘干窑中烘干至水分小于2%,然后装窑烧制。
17、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
18、本发明提供的一种微孔低导热复合硅砖及其制备方法,本发明采用的保温层是由质量百分比为65%~75%聚轻微孔硅质均化料、20%~25%石英粉、2%~8%硅微粉、0.1%~1%三聚磷酸钠、0.05%~0.3%六偏磷酸钠和1%~2%结合剂ⅱ组合形成,其工作层具有传统硅砖的高强度,直接接触高温物料,具有高温耐磨,高荷重软化温度,抗侵蚀,抗热震的优越性能,达到稳定长寿的使用效果;保温层采用特制的高强多孔材料,具备强度高、导热系数低、强度和保温效果好、节能降耗的特点,从而实现复合硅砖的高强和保温效果。本发明实现了同步成型,同步烧成,既耐高温又能保温的节能效果。
1.一种微孔低导热复合硅砖,包括工作层和保温层,所述保温层包裹于工作层外;其特征在于,所述工作层和保温层的厚度比为2~4:0.6~1.2;
2.根据权利要求1所述的微孔低导热复合硅砖,其特征在于,所述工作层和保温层的厚度比为2~4:1。
3.根据权利要求1所述的微孔低导热复合硅砖,其特征在于,所述结合剂ⅱ为磷酸或磷酸盐结合剂。
4.根据权利要求1所述的微孔低导热复合硅砖,其特征在于,所述工作层由以下质量百分比的原料组成:硅砂50%~70%,硅粉15%~35%,结合剂ⅰ1%~2.5%,萤石粉2%~5%,硅微粉5%~10%,铁鳞粉0~1.5%,氧化钙0~3%,合计100%。
5.根据权利要求4所述的微孔低导热复合硅砖,其特征在于,所述结合剂ⅰ为木质素、纤维素、糊精、磷酸盐中的一种或多种。
6.一种权利要求1~5任一项所述的微孔低导热复合硅砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,压制时,压力为100~150mpa,时间为3~10min。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述保温的时间为5~15h。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述升温的程序为:以20℃/h升温至200~600℃,以25℃/h升温至600~1100℃,以7℃/h升温至1100~1350℃,以1~3℃/h升温至1300~1450℃。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,烘干时,于100~200℃烘干窑中烘干,得到水分小于2%的砖坯。