專利名稱：一種微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于剛玉質(zhì)耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐火材料的技術(shù)進(jìn)步和高溫工業(yè)的發(fā)展相互影響、互相促進(jìn)，耐火材料對于現(xiàn)代高溫技術(shù)已不僅是消耗性的材料，也是實現(xiàn)高溫新技術(shù)所必需的功能型材料。耐火材料中約70%用于鋼鐵冶煉，但與國際先進(jìn)水平相比，我國鋼鐵冶煉噸鋼能源消耗高出20-40%，噸鋼耐火材料消耗平均為32Kg，而世界發(fā)達(dá)國家在20Kg以下，差距較大。在鋼鐵冶煉過程中，鋼包是儲存、運(yùn)輸與精煉鋼水的重要設(shè)備，許多新的鋼種都是在鋼包中完成的。其耐火材料與鋼水接觸時間長，溫度高，是鋼水夾雜物的主要來源之一。隨著潔凈鋼、品種鋼冶煉技術(shù)的發(fā)展，LF、V0D、VD、RH等精煉手段的采用，由于長時間高溫鋼水頻繁沖刷以及真空下合金、精煉渣腐蝕等的交互作用，從而導(dǎo)致精煉鋼包的使用壽命顯著降低。因此，精煉鋼包耐火材料不僅噸鋼耐火材料消耗大，而且，能量損失極大，直接影響著出鋼和鋼包中鋼水的溫度變化，而鋼水溫度的變化對精煉和澆鑄過程以及最終產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。并且，工業(yè)上精煉鋼包工作襯目前基本為致密型鋁鎂系耐火材料，其主要原料為致密型剛玉骨料，因此，更加增加了鋼包的熱量損耗。傳統(tǒng)隔熱耐火材料的絕熱效果優(yōu)良，但抗侵蝕能力、強(qiáng)度與耐磨性都較差，通常不能直接用作工作面，而是作為保溫層或永久層。而實際上，隔熱耐火材料越靠近工作面，它的隔熱節(jié)能效果越好。隨著對節(jié)能減排要求的提高，對于能在工作面直接使用的高強(qiáng)度、耐高溫、抗侵蝕的隔熱耐火材料的開發(fā)研究越來越受到人們的重視。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)旨在提供一種具有顯氣孔率和普通板狀剛玉相似，但體積密度較小，且熱導(dǎo)率較低、微小氣孔的微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。為實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及其質(zhì)量百分含量是以55Wt% 100Wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、0Wt% 45Wt%工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉或a -Al2O3微粉作為原料。在球磨機(jī)上干法粉磨0.5^3小時，在成球機(jī)中成球，球坯大小為20-30mm，再在170(Γ1950 條件下豎窯中快速燒成，燒后產(chǎn)物經(jīng)破碎后即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。在上述技術(shù)方案中:工業(yè)氧化鋁細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，其粒徑為
0.045 0.088mm ;工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉的Al (OH) 3的含量>98%，其粒徑〈0.02mm ； a -Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%,其粒徑〈0.0lmm ;球磨機(jī)中的研磨球為剛玉質(zhì)球。由于采用上述技術(shù)方案，一方面，以工業(yè)氧化鋁細(xì)粉中主要物相Y-氧化鋁為骨架，充分利用其固有的微晶團(tuán)聚體優(yōu)勢，在其間填充工業(yè)氫氧化鋁或Q-Al2O3微粉，工業(yè)氫氧化鋁受熱分解后生成的氧化鋁以及a -Al2O3微粉，結(jié)晶缺陷多，活性高，晶界擴(kuò)散速度快，因此，將Y-氧化鋁晶粒燒結(jié)粘結(jié)在一起。另一方面，相對于濕法粉磨，由于加入水分較少，通常少于10%，而濕法粉磨加入水分高達(dá)40%，所以，水分揮發(fā)留下的貫通氣孔較少，有利于材料燒結(jié)而獲得閉口氣孔。此外，利用豎窯燒成，由于上部物料對下部物料施加的重力，為燒結(jié)提供了燒結(jié)促進(jìn)力，有利于物料快速燒結(jié)，并且，物料在豎窯中燒成停留時間較短，氣孔得不到充分排除而封閉在物料中。因為這三方面的協(xié)同作用，最終獲得微孔輕量剛玉骨料。本發(fā)明所制備的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于2.8^3.5 g/cm3,顯氣孔率為2 6%，平均孔徑為0.5 2 μ m。因此，該法所制備的微孔輕量剛玉耐火骨料具有顯氣孔率低、質(zhì)輕、熱導(dǎo)率較低、微孔、高強(qiáng)、抗沖刷和耐侵蝕性能優(yōu)異的特點，并且，生產(chǎn)工藝簡便，適于大批量工業(yè)生產(chǎn)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制:
為避免重復(fù)，先將本具體實施方式
所涉及的原料和工藝參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中
不再重復(fù):工業(yè)氧化鋁細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，其粒徑為0.045 0.088mm ;工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉的Al (OH) 3的含量>98%，其粒徑〈0.02mm ； a -Al2O3微粉的Al2O3含量>99wt%,其粒徑〈0.0lmm ;球磨機(jī)中的研磨球為剛玉質(zhì)球。實施例1
一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及質(zhì)量百分含量是:55wt% 80wt%工業(yè)氧 化鋁細(xì)粉、20wt% 45wt%工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉；
在球磨機(jī)上干法粉磨2 3小時，在成球機(jī)中成球，球坯大小為20-30mm，再在170(Γ1950 條件下豎窯中快速燒成，燒后產(chǎn)物經(jīng)破碎后即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。本實施例1所制得的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于3.Γ3.3 g/cm3,顯氣孔率為3 4%，平均孔徑為0.5^1 μ m。實施例2
一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及質(zhì)量百分含量是:75wt% 100wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、0wt% 25wt%工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉；
在球磨機(jī)上干法粉磨1.5^2小時，在成球機(jī)中成球，球還大小為20-30mm,再在170(Γ1950 條件下豎窯中快速燒成，燒后產(chǎn)物經(jīng)破碎后即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。本實施例1所制得的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于2.8^3.1 g/cm3,顯氣孔率為2 4%，平均孔徑為Γ2 μ m。實施例3
一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及質(zhì)量百分含量是:55wt% 80wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、20wt% 45wt%a -Al2O3微粉；
在球磨機(jī)上干法粉磨0.5^2小時，在成球機(jī)中成球，球還大小為20-30mm,再在170(Γ1950 條件下豎窯中快速燒成，燒后產(chǎn)物經(jīng)破碎后即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。本實施例1所制得的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于3.2^3.4 g/cm3,顯氣孔率為3 5%，平均孔徑為0.5 I μ m。實施例4一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及質(zhì)量百分含量是:75wt% 100wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、0wt% 25wt%a -Al2O3微粉；
在球磨機(jī)上干法粉磨0.5 1小時，在成球機(jī)中成球，球還大小為20-30mm,再在170(Γ1950 條件下豎窯中快速燒成，燒后產(chǎn)物經(jīng)破碎后即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。本實施例1所制得的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于3.3^3.5 g/cm3,顯氣孔率為5 6%，平均孔徑為1 2 μ m。由于采用上述技術(shù)方案，一方面，以工業(yè)氧化鋁細(xì)粉中主要物相Y-氧化鋁為骨架，充分利用其固有的微晶團(tuán)聚體優(yōu)勢，在其間填充工業(yè)氫氧化鋁或a-Al2O3微粉，工業(yè)氫氧化鋁受熱分解后生成的氧化鋁以及a -Al2O3微粉，結(jié)晶缺陷多，活性高，晶界擴(kuò)散速度快，因此，將Y-氧化鋁晶粒燒結(jié)粘結(jié)在一起。另一方面，相對于濕法粉磨，由于加入水分較少，通常少于10%，而濕法粉磨加入水分高達(dá)40%，所以，水分揮發(fā)留下的貫通氣孔較少，有利于材料燒結(jié)而獲得閉口氣孔。此外，利用豎窯燒成，由于上部物料對下部物料施加的重力，為燒結(jié)提供了燒結(jié)促進(jìn)力，有利于物料快速燒結(jié)，并且，物料在豎窯中燒成停留時間較短，氣孔得不到充分排除而封閉在物料中。因為這三方面的協(xié)同作用，最終獲得微孔輕量剛玉骨料。本發(fā)明所制備的微孔輕量剛玉耐火骨料其體積密度介于2.8^3.5 g/cm3，顯氣孔率為2 6%，平均孔徑為0.5 2 μ m。因此，該法所制備的微孔輕量剛玉耐火骨料具有顯氣孔率低、質(zhì)輕、熱導(dǎo)率較低、微孔、高強(qiáng)、抗沖刷和耐侵蝕性能 優(yōu)異的特點。
權(quán)利要求
1.一種微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于制備該微孔輕量剛玉耐火骨料的原料及其質(zhì)量百分含量是:55Wt% 100Wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、0Wt% 45Wt%工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉或a -Al2O3微粉； 將原料在球磨機(jī)上干法粉磨0.5^3小時，再在成球機(jī)中成球，最后在170(Tl950°C條件下豎窯中快速燒成，即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的工業(yè)氧化鋁細(xì)粉的Al2O3含量>99wt%，其粒徑為0.045 0.088mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉的Al (OH) 3的含量>98%，其粒徑〈0.02mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的a -Al2O3 微粉的 Al2O3 含量 >99wt%，其粒徑〈0.01_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的球磨機(jī)中的 研磨球為剛玉質(zhì)球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的成球機(jī)為圓盤式、糖衣機(jī)中的一種，球還大小為20-30_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔輕量剛玉耐火骨料的制備方法，其特征在于所述的燒成設(shè)備為豎窯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微孔輕量剛玉耐火骨料及其生產(chǎn)方法。其技術(shù)方案是以55wt%~100wt%工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、0wt%~45wt%工業(yè)氫氧化鋁細(xì)粉或α-Al2O3微粉作為原料，在球磨機(jī)上干法粉磨0.5~3小時，再在成球機(jī)中成球，球坯大小為20-30mm，最后在1700~1950℃條件下豎窯中快速燒成，即可得到微孔輕量剛玉耐火骨料。這種微孔輕量剛玉骨料生產(chǎn)工藝簡便，適于大批量工業(yè)生產(chǎn)，具有孔徑小、強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率較低、抗沖刷及耐侵蝕等優(yōu)點，能用于鋼包包壁與鋼水直接接觸的部位，亦可用于出鐵溝、滑板、透氣磚等以及石化、陶瓷等其它工業(yè)窯爐中，可明顯降低能源消耗。
文檔編號C04B35/66GK103145428SQ201310056878
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月23日
發(fā)明者李正坤, 顧華志, 張家勤, 李寅, 張嘉良 申請人:江蘇晶鑫高溫材料有限公司