【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于耐火材料，尤其是一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚及其制備方法。
技術介紹
1、鎂鋁尖晶石為立方晶系，單位晶胞由32個立方緊密堆積的o2-、16個在八面體空隙的al3+以及8個在四面體空隙中的mg2+組成。mg2+的位置與金剛石結構中碳原子所占據的位置幾乎相同，這表明尖晶石具有高硬度和高密度的特征，另外由于鎂鋁尖晶石結構的飽和性，使其熱穩定性非常好，耐化學侵蝕性能和耐磨性能也非常優良，同時，在還原性和氧化性氣氛中穩定性優異。受尖晶石本征特性及耐火材料制備方法影響，尖晶石質耐火材料的導熱系數較高，增加了工業窯爐運行過程中高溫熱量流失，加大了節能降耗成本。
2、申請號為cn202011452149.5的專利公開了一種協同處置水泥窯用鎂鋁尖晶石磚及其制備方法與應用，以浮選鎂砂、高純鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石為主要原料，還包括煅燒氧化鋁粉，經高溫處理制得，通過以高純鎂砂以及電熔鎂鋁尖晶石與浮選鎂砂復配規避了浮選鎂砂中因游離鈣存在導致高溫韌性差的缺點，以及晶間無規則氣孔對抗侵蝕性能的影響，有效延長了使用壽命，改善了材料的熱震穩定性和高溫韌性；申請號為cn201510936752.3的專利公開了一種低導熱鎂鋁尖晶石磚的制備方法，由耐火層和隔熱層在高溫下燒制而成，耐火層為高純鎂鋁尖晶石質，隔熱層為鎂鐵復合橄欖石質，耐火層保留了鎂鋁尖晶石磚所具有的良好抗侵蝕性、抗沖刷、抗熱震、抗機械應力等高溫力學性能，隔熱層抗剝落能力強，有效提高了使用壽命。然而隨著高溫工業領域對節能減排的要求越來越高，制備具有高機械強度、低熱傳導能力等性能的耐
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提供一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚及其制備方法，先通過在模具中加入工作層和保溫層混合后的漿料，經壓制、干燥、燒制后得到含有缺口的制品，再將隔熱層粘結到制品的缺口處即得低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚。
2、本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：
3、一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，包括工作層、保溫層和隔熱層；所述工作層與保溫層相連，在保溫層上有一個缺口，所述隔熱層位于該缺口內；
4、所述工作層由以下重量份原料組成：鎂鋁尖晶石45-55份，富鋁尖晶石20-28份，富鎂尖晶石18-26份，偏高嶺土10-18份，改性水玻璃10-18份，苯丙乳液0.2-0.5份，硅烷偶聯劑0.02-0.05份；優選為，鎂鋁尖晶石50份，富鋁尖晶石25份，富鎂尖晶石22份，偏高嶺土16份，改性水玻璃12份，苯丙乳液0.3份，硅烷偶聯劑0.03份；
5、所述保溫層由以下重量份原料組成：電熔鎂砂細粉18-25份，輕燒鎂粉6-10份，α-al2o3微粉14-22份，鎂鋁尖晶石空心微球12-18份，羥基氧化鐵改性硅藻土8-16份，改性水玻璃8-12份；優選為，電熔鎂砂細粉20份，輕燒鎂粉8份，α-al2o3微粉16份，鎂鋁尖晶石空心微球14份，羥基氧化鐵改性硅藻土12份，改性水玻璃10份；
6、所述隔熱層為納米氣凝膠板。
7、進一步地，所述鎂鋁尖晶石空心微球的制備方法為：將工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉混合均勻后送入電弧爐，待電弧爐中混合料熔化后繼續加熱并在2000-2200℃保溫1-3h，然后在0.8-1.0mpa的氣體壓力下噴吹得到鎂鋁尖晶石空心微球；其中，所述工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉的質量比為5-8:1-1.5:1；將所得空心微球篩分得到3-2mm、2-1mm、1-0.2mm三個系列，其中將3-2mm、2-1mm、1-0.2mm三個系列按照質量比為1:1:1進行混合。
8、進一步地，所述羥基氧化鐵改性硅藻土的制備過程為：將六水合氯化鐵與碳酸氫銨混合在無水乙醇中，并向其中加入硅藻土原土，密封、在室溫下攪拌6-8h后抽濾，攪拌轉速為100-150r/min，將過濾物烘干后研磨過篩80目篩，得到羥基氧化鐵改性硅藻土；其中烘干的條件為：在真空干燥箱中于50-60℃烘干6-8h；其中，六水合氯化鐵、碳酸氫銨的摩爾比為1:2-5；無水乙醇中六水合氯化鐵的用量為0.02-0.03g/ml，無水乙醇中硅藻土的用量為0.03-0.05g/ml。
9、進一步地，所述改性水玻璃的制備方法為：將水玻璃置于容器中并向其中加入四硼酸鈉，開啟攪拌得到穩定溶液，即為改性水玻璃；其中攪拌的條件為400-500r/min，攪拌20-40min；四硼酸鈉與水玻璃的質量比為0.1:15-25。
10、本專利技術還提供一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚的制備方法，包括如下步驟：
11、s1、各原料按照上述重量份稱量備用；
12、s2、配料：工作層：將偏高嶺土和改性水玻璃混合后在攪拌機中進行攪拌，并向其中加入苯丙乳液和硅烷偶聯劑，混合均勻后再向其中加入鎂鋁尖晶石、富鋁尖晶石和富鎂尖晶石并混合均勻備用；保溫層：將保溫層的各原料置于攪拌機中進行攪拌，混合均勻后備用；
13、s3、完成配料后用隔板將模具隔成長度比為1-3:1-2兩個部分，分別將工作層與保溫層混合后的漿料加入兩個隔室，抽取隔板后采用壓力機壓制成磚坯后置于干燥機中干燥；
14、s4、將步驟s3中干燥后合格的磚坯裝窯車進入高溫隧道窯，經高溫燒制、保溫后冷卻，將納米氣凝膠板粘結到冷卻后制品的缺口處得到所述低導熱多層鎂鋁尖晶石磚。
15、進一步地，步驟s2中，在工作層的配料過程中，將偏高嶺土和改性水玻璃混合后在攪拌機中先以80-100r/min的轉速攪拌4-8min，再改變轉速至150-200r/min攪拌3-5min，加入苯丙乳液和硅烷偶聯劑后再以150-200r/min的轉速攪拌5-8min，加入鎂鋁尖晶石、富鋁尖晶石和富鎂尖晶石后再以150-200r/min的轉速攪拌5-8min；其中硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑kh550；在保溫層的配料過程中，保溫層的各原料置于攪拌機中以100-150r/min的轉速攪拌15-20min。
16、步驟s3中，壓制成磚坯后置于干燥機中干燥的過程為：干燥過程分為等速干燥階段和減速干燥階段，具體為：以5℃/h的升溫速率升高至100℃后再以3℃/h的升溫速率升高至180℃，干燥至磚坯內部殘余干燥水分為1-5％。
17、步驟s4中，高溫燒制、保溫的條件為：1500-1550℃保溫6-8h。
18、本專利技術具有如下有益效果：
19、本專利技術通過在保溫層的制備過程中引入鎂鋁尖晶石空心微球，在高溫熱處理過程中與周圍粉末顆粒之間因燒結作用而得到加強，為材料提供強度，同時與原料中的氧化鋁和氧化鎂作用產生大量微孔，有利于與空心微球相配合降低材料中的熱量傳導；另外通過引入羥基氧化鐵改性的硅藻土為硅藻土表面提供了大量羥基，與原料中的水玻璃間形成化學鍵合，形成良好的界面結合，同時采用四硼酸鈉對水玻璃進行改性形成較多的鏈狀及環狀si-o-t(si、b)結構有利于材料基體致密性的增強，提高材料抗壓強度；在工作層的制備過程中，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，包括工作層、保溫層和隔熱層；所述工作層與保溫層相連，在保溫層上有一個缺口，所述隔熱層位于該缺口內；
2.根據權利要求1所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述鎂鋁尖晶石空心微球的制備方法為：將工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉混合均勻后送入電弧爐，待電弧爐中混合料熔化后繼續加熱并在2000-2200℃保溫1-3h，然后在0.8-1.0MPa的氣體壓力下噴吹得到鎂鋁尖晶石空心微球。
3.根據權利要求2所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉的質量比為5-8:1-1.5:1。
4.根據權利要求1所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述羥基氧化鐵改性硅藻土的制備過程為：將六水合氯化鐵與碳酸氫銨混合在無水乙醇中，并向其中加入硅藻土原土，密封、在室溫下攪拌均勻后抽濾，將過濾物烘干后研磨過篩，得到羥基氧化鐵改性硅藻土。
5.根據權利要求1所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述改性水玻璃的制備方法為：將水
6.根據權利要求1-5任一項所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚的制備方法，其特征在于，步驟S2中，在工作層的配料過程中，將偏高嶺土和改性水玻璃混合后在攪拌機中先以80-100r/min的轉速攪拌4-8min，再改變轉速至150-200r/min攪拌3-5min，加入苯丙乳液和硅烷偶聯劑后再以150-200r/min的轉速攪拌5-8min，加入鎂鋁尖晶石、富鋁尖晶石和富鎂尖晶石后再以150-200r/min的轉速攪拌5-8min，在保溫層的配料過程中，保溫層的各原料置于攪拌機中以100-150r/min的轉速攪拌15-20min。
...【技術特征摘要】
1.一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，包括工作層、保溫層和隔熱層；所述工作層與保溫層相連，在保溫層上有一個缺口，所述隔熱層位于該缺口內；
2.根據權利要求1所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述鎂鋁尖晶石空心微球的制備方法為：將工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉混合均勻后送入電弧爐，待電弧爐中混合料熔化后繼續加熱并在2000-2200℃保溫1-3h，然后在0.8-1.0mpa的氣體壓力下噴吹得到鎂鋁尖晶石空心微球。
3.根據權利要求2所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述工業氧化鋁粉、電熔鎂砂細粉和輕燒鎂粉的質量比為5-8:1-1.5:1。
4.根據權利要求1所述的一種低導熱多層復合鎂鋁尖晶石磚，其特征在于，所述羥基氧化鐵改性硅藻土的制備過程為：將六水合氯化鐵與碳酸氫銨混合在無水乙醇中，并向其中加入硅藻土原土，密封、在室溫下攪拌均勻后抽濾，將過濾物烘干后研磨過篩，得到羥基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王旭圓，袁林，李煒，孟凌霄，李沅錦，張亞權，
申請(專利權)人：鄭州瑞泰耐火科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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