[科普中国]-保温衬砖

保温衬砖指衬砖及保温制品。空心漂珠作为主要原料，加入粘结粉、增强剂、外加剂研制成功的高强度微导热漂珠衬砖和保温制品，经过国家耐火材料质量监督测试中心检测，其理化技术性能均符合国家颁发的耐火保温材料质量标准，可广泛应用于冶金、电力、化工、陶瓷、玻璃等行业的炉窑、管道、烟囱、烟道热工设备及建筑恒温墙壁和隔热屋顶。

背景燃煤火电厂排放的粉煤灰是含有七种固体微粒的高分散度集合体，其中空心漂珠就是一种有广泛用途的玻璃球状颗粒。长期以来，漂珠随着粉煤灰一起被当作残渣废物排除掉.既浪费了大量宝贵的物质财富，又污染了自然环境，因而综合开发利用空心漂珠，使其变废为宝，为电力生产建设发挥经济效益，成为当前电力系统科技人员刻不容缓要解决的重要课题。据了解有些发电厂在漂珠的收集和深加工方面已取得一些成果。以扬州发电厂4号炉粉煤灰中筛选的空心漂珠作为主要原料，加入粘结粉、增强剂、外加剂研制成功的高强度微导热漂珠衬砖和保温制品，经过国家耐火材料质量监督测试中心检测，其理化技术性能均符合国家颁发的耐火保温材料质量标准，可广泛应用于冶金、电力、化工、陶瓷、玻璃等行业的炉窑、管道、烟囱、烟道热工设备及建筑恒温墙壁和隔热屋顶。1

高强度微导热漂珠衬砖及保温制品的研制空心漂珠是经人工或机械从粉煤灰中收集提取出来的。它是一种比重小于1，浮于水而的硅酸铝质的空心玻璃球，在粉煤灰中的含量一般只占0.巧%左右，其特征是质轻壁薄，球体内含有一定的二氧化碳和氮气，具有耐压强度高、耐火度大、耐磨性强、导热系数低、隔热性能好的优点。用它制成保温隔热和耐火耐磨的漂珠制品，节能效果相当显著，经济效益也十分可观。

通过多次多配方小规模的工业性生产试验，制得系列空心漂珠衬砖和保温制品，经检测，各项指标均符合国家GB3994一83标准。部分产品技术性能见表l。

1、配方比例

漂珠分别按重量比50%、60%·、65%、75%，并以不同的粘结粉、增强剂、外加剂，在相同的工艺条件下进行试验。配方应把握生产原料含铝量在35%以上，含铁量在3%以下。

2、原料选用

采用从扬州发电厂4号炉粉煤灰中提取的漂珠及粘结粉、增强剂、外加剂。其中漂珠含有少量粉煤灰和未燃尽的碳粒，会影响制品质量。我们利用漂珠比重小于水的特点，将其倒入水中冲洗，除去粉煤灰、碳粒和杂质。水洗后的漂珠经过自然风干和烘干后，过80目筛进行筛选，再除去残余的碳粒杂质。对于块状粘结料要经机械破碎，再过80目筛筛选，保证粘结粉有一定的细度，以利与漂珠结合，

3、混料陈腐

根据配方，将筛选后的漂珠和各种配料按先投漂珠后投粘结粉、增强剂、外加剂的混练程序，逐一称量投入混料机内。待反复干拌到颜色均匀一致后加入23%~25%的清水。进行二次搅拌直至干湿均匀为止。混练时间为10分钟。混练料应倒入特定的容器内，湿布封口陈腐1天~2天，以便取得更好的粘结效果。压机成型的混料水份宜控制在7%~8%范围内。

4、坯体成型

漂珠衬砖和保温砖体积密度在1.1克/厘米3以上者，采用40吨小型压力机压铸成型。压强应在15牛顿/毫米2一20牛顿/毫米2左右。这种方法的优点为：制品外型尺寸准确、外观无缺角剥边、体积密度大、抗压强度高。体积密度在0.5克/厘米3一1.1克/厘米3之内者，采用夹板锤打压成型。这种方法的优点为：制品外形尺寸及外观质量能符合国家规范要求、体积密度小、保温性能好。特别是体积密度在0.5克/厘米，以下的制品.由于脱模后强度低，脱模要仔细，要轻拿轻放。

5、坯体干燥

刚成型的坯体还有一定的水份，因而强度不高，必须干燥除水。待有一定强度后方可进窑烧结。因此，坯体风干2天~3天，也可通过隧道窑的干燥室，利用烟气余热进行烘干。一般8小时即可去掉12%~18%的水份，达到进窑烧结的工艺要求。但不可将坯体放在太阳光下晒干，否则易造成开裂，影响成品质量。

6、人窑烧结

干燥后的坯体在轨道车上送入隧道窑，经过预热、锻烧、冷却三个过程烧结成制品出窑。窑炉温度宜控制在110~120。C范围内，烧结用期为18小时~20小时。为了确保漂珠制品优质、高产和低耗，必须掌握好烧结温度，用铂锗热电偶监测和控制。制品装车入窑连续运行速度宜控制在1米/时左右。烧结后的漂珠制品内部结构由松散的结合体瓷化成结构紧密、耐压强度高、保温性能好、呈芽黄色的致密体。1

保温制品性能经过干燥的漂珠制品坯体在入窑，预热、缎烧、冷却过程中，内部结构发生瓷化现象。在高倍显微镜下，可观察到制品内部是无数如玻璃球体的漂珠瓷化重叠成许多多孔珊瑚礁状体，外表呈芽黄色，敲击声音清脆，棱角规矩整齐，外形尺寸准确，成品合格率高.实属一种技术性能良好的新型节能产品。

体积密度在1.1克/厘米3以上的漂珠衬砖的抗压强度可达110千克力/厘米2，热导率为0.28瓦/米·开尔文；耐酸腐蚀性能极好，即使在98%浓硫酸内浸泡24小时，也无任何变化或损坏。该产品在生产成本费用方面与普通耐火砖基本相当。如用于工业窑炉烟囱、烟道内衬，其性能明显优于普通耐火砖，能够起着隔热保温作用，提高热利用率；可以减轻烟囱内衬结构自重，节省工程造价；能够提高烟道抗烟硫的腐蚀能力.延长构筑物的使用寿命。体积密度在0.49克/厘米3~0.6克/厘米3之间的漂珠保温砖的抗压强度为45.5千克力/厘米2，重烧线变化为-0.1%，热导率为0.22瓦/米·开尔文，同样具有极好的抗硫腐蚀能力。该产品在有关厂家窑炉保温层上使用，大大提高窑炉的保温性能，较原用硅藻士保温砖的窑炉有效热利用率提高20%，每立方米保温层砌体节省费用120元。如与硅酸铝制品相比，则每吨漂珠保温制品可节省费用3400元左右。由此可见，漂珠保温制品不仅为电力系统找到一条综合开发利用的途径，而且为其他行业提供了一种完全新型的节能产品。1

用途及优点漂珠制品的耐压、耐磨、保温的良好性能，在很大程度上与漂珠质量的优劣有关，而漂珠的自身质量又取决于其形成因素，因此要获得高产优质的漂珠：（1）发电锅护要选燃优质煤；（2）要严格控制炉内煤粉燃烧温度；（3）要调节好炉内温度冷却的速度。要使漂珠保温制品具有良好的保温隔热性能，同时还要想法提高制品的耐压强度。通过多次试验发现适当加入硅灰石，能明显改善坯体收缩，提高制品抗压强度。总之，漂珠性能优良，用途极广。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学