[发明专利]高强轻质稻壳灰保温砖及其制法

说明书

本发明属于隔热保温砖，特别是以稻壳灰为主要原料生产的保温砖。

目前，工业窑炉中常用的保温砖主要有硅藻土保温砖和粘土质隔热耐火砖。硅藻土砖保温隔热性能良好，但强度低，外观质量差，运输和使用时破损率大，其耐火度也较低，只能在900℃以下使用。粘土质隔热耐火砖耐火度大于1580℃，强度较高，使用温度在1150℃以上，但其保温隔热性能差。《中国陶瓷》1987年第四期第4～9页（文献）（1））及《江苏陶瓷》1988年第1期第12～17页上报导了有关稻壳灰轻质保温砖的制造方法，但其性能仅能达到或低于硅藻土保温砖的质量标准。

本发明的目的在于克服已有技术生产的产品强度低的问题提供一种保温隔热性能优于硅藻土保温砖，强度性能达到或高于粘土质隔热耐火砖，使用温度为1200℃的高强轻质保温砖。

本发明的技术关键在于针对已有技术生产的稻壳灰保温砖结构疏松，强度低的弱点，在原料组成中加入轻质高强的空心微珠为增强剂，大幅度地提高了制品的强度，而且使制品中SiO₂和Al₂O₃的比例更加合理，形成了具有高强度的莫来石矿物，且较大地提高了制品的耐火度。

本发明的稻壳灰保温砖的原料重量百分组成为：

稻壳灰    10～70%

粘合剂    20～40%

增强剂    10～50%

生产时按上述配方配料后外加0～10%的石灰及20～40%的水。

本发明所述的稻壳灰是指稻壳作为燃料经燃烧后的产物，它具有如图1所示的显微结构形态。

本发明所述的粘合剂是指具有良好塑性和耐火度的高岭土耐火粘土等。

本发明所述的增强剂是指空心微珠，例如它是从发电厂的粉煤灰中筛分出来的空心微珠。

本发明的保温砖的生产方法如下：上述各种原料按配方配料，称量后将物料在搅拌机中搅拌均匀，用压力机半干法压制成砖坯，经干燥后进入窑炉内焙烧。本发明的工艺采用的连续式干燥和焙烧窑炉，以稻壳为燃料，燃烧后得到的稻壳灰又用来作为制砖的原料，使稻壳这一废料得到综合利用。

本发明的制作工艺中最关键的是烧成工序。烧结温度的确定取决于稻壳灰中二氧化硅的晶型变化及莫来石反应的程度，不同的烧成温度对制品的性能影响极大。从图2、图3可见，烧成温度大低，莫来石形成量很少或没有，晶体转化不完全，以致制品结构疏松，严重影响使用性能。但烧成温度太高，由于产生大量熔融液，体积收缩很大，引起制品开裂。故烧成温度控制在1140°～1220℃为宜。达到烧成温度后的保温时间，对保温砖的强度影响很大。恒温时间应控制在4至16小时，最好在8至12小时。

对本发明的产品进行化学分析的结果如下：

SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃CaO MgO Na₂O

74.85    16.73    1.46    2.71    0.41    0.53

K₂O MnO TiO₂P₂O₅SO₃

2.35    0.14    0.23    0.32    0.01

本发明的制品的技术性能如下：

真气孔率    70～80%

体积密度 0.5～0.8克/厘米³

常温抗压强度    0.8～4.0MPa

重烧线变化    （1000℃×12小时）0%

（1200℃×12小时）＜2%

耐火度    ≥1580℃

导热系数    （300°±10℃）0.12～0.18（W/m·k）

图面说明：

图1为稻壳灰的扫描电镜形态图×500，

图2为烧成温度对抗压强度的影响图，

图3为烧成温度对收缩率的影响图，

图4为保温时间对抗压强度的影响图。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

稻壳灰40份，粘土30份，空心微珠30份。外加石灰3份，水30份，经搅拌，压型、干燥工序进入窑内焙烧。在1140～1220℃下保温12小时，得到成品的性能列于表1。

实施例2