一种高强隔热板生产方法.pdf

本发明涉及一种高强隔热板，该高强隔热板为夹芯结构，其中，中间层由骨架支撑材料和耐火纤维材料构成，耐火纤维材料填充在骨架支撑材料的空隙中，形成骨架支撑材料为骨架，耐火纤维材料连续分布的中间层结构，中间层两侧设置有纤维保护层，纤维保护层外层设置有防辐射层。本发明的解决了目前传统硅酸铝隔热材料高温条件下强度差和抗热震性差的问题，从而提高了水泥回转窑的热效率，节约了能源，降低了生产成本。

1.  一种高强隔热板，其特征在于，该高强隔热板为夹芯结构，中间层由骨架支撑材料和耐火纤维材料构成，耐火纤维材料填充在骨架支撑材料的空隙中，形成骨架支撑材料为骨架，耐火纤维材料连续分布的中间层结构，中间层两侧设置有纤维保护层，纤维保护层外层设置有防辐射层；其中，所述的骨架支撑材料为包含多个网格的立体蜂窝状结构，网格可以为三角形、四边形、五边形或六边形中的一种或多种，骨架支撑材料的厚度为10-40mm，每一个网格的边长为2-6mm。

2.  根据权利要求1所述的一种高强隔热板，其特征在于，所述的骨架支撑材料材质选自304不锈钢、302不锈钢、Q235或Ar13中的一种。

3.  根据权利要求1所述的一种高强隔热板，其特征在于，所述的耐火纤维材料为高密度硅酸铝纤维、高密度氧化铝纤维、高密度含锆纤维中的一种或几种。

4.  根据权利要求1所述的一种高强隔热板，其特征在于，所述的纤维保护层为厚度1-3mm的硅酸铝纤维纸或纤维板。

5.  根据权利要求1所述的一种高强隔热板，其特征在于，所述的防辐射层为厚度0.1-0.5mm的铝合金箔或纤维增强铝箔复合材料。

6.  一种如权利要求1-5任一项所述的高强隔热板的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)将耐火纤维放入水中，加入适量的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌10-30分钟后分散均匀；
(2)将骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空；
(3)把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在110-300℃条件下烘干10-24个小时；
(4)从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定，包装。

一种高强隔热板生产方法
技术领域
本发明涉及保温材料应用技术领域，具体涉及一种高强硅酸铝隔热板及其生产方法。
背景技术
随着我国水泥建材行业的蓬勃发展，由以前的立式窑发展到湿法窑再到现在干法回转窑生产线，水泥生产的技术水平有了长足的发展，在目前国内水泥干法生产线，回转窑筒体隔热保温难题尚未得到有效解决，造成大量热能散失，提高了生产成本。虽然目前保温产品种类繁多，但达到水泥生产工艺要求的保温材料较少，这是由于水泥干法生产线旋转窑跨度大，旋转过程中对筒体既有机械力冲击又有热震冲击，传统的外保温材料很难适应高温高强度作业条件。目前国内保温产品都具有一定的隔热保温效果，但是在遇到旋转窑筒体内耐火砖的强大动态压力下，造成保温产品变形、粉化、收缩，从而造成耐火砖的松动，脱落。影响水泥生产线的正常生产，所以无法在水泥生产线的旋转窑筒体内得到应用，针对这种现状，本发明研发出一种高强耐火保温产品，在解决水泥生产过程中热能散失问题的同时，提高了耐火保温产品的高温使用强度，保证在高温条件下长时间使用。
发明内容
本发明提供了一种适用于水泥回转窑筒体的高强度耐火保温材料，这种保温材料的使用解决了目前传统硅酸铝隔热材料高温条件下强度差和抗热震性差的问题，从而提高了水泥回转窑的热效率，节约了能源，降低了生产成本。
一种高强隔热板，其特征在于，该高强隔热板为夹芯结构，其中，中间层由骨架支撑材料和耐火纤维材料构成，耐火纤维材料填充在骨架支撑材料的空隙中，形成骨架支撑材料为骨架，耐火纤维材料连续分布的中间层结构，中间层两侧设置有纤维保护层，纤维保护层外层设置有防辐射层。
其中，所述的骨架支撑材料为包含多个网格的立体蜂窝状结构，网格可以为三角形、四边形、五边形或六边形中的一种或多种，骨架支撑材料的厚度为10-40mm，每一个网格的边长为2-6mm。
所述的骨架支撑材料材质选自304不锈钢、302不锈钢、Q235或Ar13中的一种。
所述的耐火纤维材料为高密度硅酸铝纤维、高密度氧化铝纤维、高密度含锆纤维中的一种或几种。
所述的纤维保护层为厚度1-3mm的硅酸铝纤维纸或纤维板。
所述的防辐射层为厚度0.1-0.5mm的铝合金箔或纤维增强铝箔复合材料。
上述高强隔热板的制备方法步骤如下:
(1)将耐火纤维放入水中，加入适量的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌10-30分钟后分散均匀；
(2)将骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空；
(3)把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在110-300℃条件下烘干10-24个小时；
(4)从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定，包装。
本发明采用的技术方案将材料设计与结构设计巧妙结合，从高密度硅酸铝纤维、高密度氧化铝纤维、高密度含锆纤维中选择一种或多种复合纤维材料，这些高密度纤维材料具有比传统纤维更高的耐火温度，可以长期在高于1300℃的温度环境中使用，导热系数低于0.15W/(m.k)(1200℃)，无论从耐火性能还是隔热性能上都优于传统保温隔热材料，此外，本发明所选择的纤维材料复合了增韧增强陶瓷纤维后，机械强度显著提高，可以在高温下保持较好的力学性能。
本发明采用的制备方法解决了在细蜂窝状骨架支撑材料中填充耐火纤维材料的技术难题，利用化学方法更好地提高了耐火材料填充的均匀性，保证了中间层材料的强度和耐火隔热均匀性。
从结构设计角度来看，本发明充分利用了多层复合增强原理，在纤维材料内部成功设置了增强支撑骨架材料，这种支撑骨架材料具有网状蜂窝结构，能够很 好的支撑纤维材料，并具有一定的整体形状稳定性，很好得解决了耐火材料刚度不佳的技术难题，并且在使用过程中也方便按照和更换维修等，大大提高了窑炉安装效率，降低了窑炉保温层维护成本。
本发明在高密度纤维层表面分别设置硅酸铝纤维纸或纤维板一方面防止耐火砖与骨架支撑材料直接接触，从而导致热点传导，影响隔热效果，另一方面保护高密度纤维层，防止其脱落或受损。最外层设置铝合金箔或纤维复合铝合金增强箔，目的在阻挡热辐射，将部分热量反射回窑炉热区，提高保温效果。优选采用陶瓷纤维增强的铝箔作为辐射层，其耐高温性能优异，且强度较高，不易破损，与内部纤维材料的相容性也好，具有极佳的使用效果。
附图说明
图1为高强隔热板横截面示意图；
图2为高强隔热板内部六边形网格骨架支撑材料示意图
其中，图1种附图标记1为耐火纤维材料，2为骨架支撑材料，3为纤维保护层，4为防辐射层。
具体实施方式
一种高强隔热板，其特征在于，该高强隔热板为夹芯结构，其中，中间层由骨架支撑材料(2)和耐火纤维材料(1)构成，中间层两侧设置有纤维保护层(3)，纤维保护层外层设置有防辐射层(4)。其中，所述的骨架支撑材料(2)为包含多个网格的立体蜂窝状结构，网格可以为三角形、四边形、五边形或六边形中的一种，骨架支撑材料的厚度为10-40mm，每一个网格的边长为2-5mm。所述的骨架支撑材料(2)材质选自304不锈钢、302不锈钢、Q235或Ar13中的一种。所述的耐火纤维材料(1)为高密度硅酸铝纤维、高密度氧化铝纤维、高密度含锆纤维中的一种或几种。所述的纤维保护层(3)为厚度1-3mm的硅酸铝纤维纸或纤维板。所述的防辐射层(4)为厚度0.1-0.5mm的铝合金箔或纤维增强铝箔复合材料。
上述高强隔热板的制备方法步骤如下:
(1)将耐火纤维放入水中，加入适量的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌10-30分钟后分散均匀；
(2)将骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空；
(3)把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在110-300℃条件下烘干10-24个小时；
(4)从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定，包装。
实施例1
将耐火硅酸铝纤维放入水中，耐火纤维和水的重量比为1：5，然后加入1％重量份的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌20分钟后分散均匀，将六边形网格不锈钢304骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空，把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在150℃条件下烘干20小时；从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定后检验合格，最后成品包装出厂。
实施例2
将耐火氧化铝纤维放入水中，耐火纤维和水的重量比为1：8，然后加入2％重量份的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌30分钟后分散均匀，将五边形网格不锈钢304骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空，把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在200℃条件下烘干15小时；从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定后检验合格，最后成品包装出厂。
实施例3
将氧化铝-氧化锆复合耐火纤维放入水中，耐火纤维和水的重量比为1：3，然后加入4％重量份的氟硅酸钠，将原料、水和氟硅酸钠置于搅拌槽中，搅拌40分钟后分散均匀，将五边形网格不锈钢304骨架支撑材料放置在有网眼的金属托盘内，把金属托盘放入搅拌槽内，连接真空管道，吸附液体中的耐火纤维，直至耐火纤维覆盖满整个支撑材料，停止抽真空，把托盘从搅拌槽内取出，翻转至木托盘，放置到烘烤架上，将烘烤架上的半成品推入烘房，在250℃条件下烘干12小时；从烘烤架上把烘干的半成品进行刨光切边，把加工好的半成品正反面粘贴，纤维纸和铝膜，放在木托架上粘贴合稳定后检验合格，最后成品包装出厂。