CN101314546A - 一种稀土刚玉的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种稀土刚玉的加工工艺。本发明涉及特种耐火原料的加工工艺。它主要由γ-Al2O3、稀土组成,两者重量比例为100∶0.1~1,先往原料中按重量比0.01~1.5%投入分散剂,搅拌均匀,然后投入干法连续式磨机加工,至细度d50为1-10μm;然后将细磨后的粉料、水、结合剂均匀加入盘式成球机加工成球状;粉料、水、结合剂的重量比为10~5∶1~5∶0.1~1;接着将球坯烘干;再烘干后的球坯投入竖窑烧结,加温至1850~1950℃,时间为12~20小时;最后产品检选、破碎、筛分与除铁,再包装,制得。本发明以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝以及稀土为主要原料,其中加入稀土后,使成品的抗热震性、抗侵蚀性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及特种耐火原料的加工工艺,尤其涉及一种以γ-Al2O3为主要原料生产高抗热震性、抗侵蚀性刚玉的加工工艺。
背景技术
高温速烧刚玉(国外俗称板状刚玉,英文Tabular alumina)是一种高纯烧结耐火原料,广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、化工等行业,是冶金工业钢铁连铸用滑板、浸入式水口、出铁沟不定型耐火材料、高炉炉衬等耐火制品的基础耐火原料。
但目前的高温速烧刚玉产品,在烧成过程中的抗热震性,制成耐火材料以后的抗侵蚀性不高。造成烧成时刚玉产品质量不稳定;制成耐火材料后,由于容纳的铁水等高温物料中钢渣溶蚀,使得耐火材料的使用寿命短。
发明内容
本发明提供了一种以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝为原料,加入适量稀土,从而提高产品的抗热震性、抗侵蚀性的稀土刚玉的加工工艺。
本发明的技术方案是:主要由γ-Al2O3、稀土组成,两者重量比例为100∶0.1~1,接着按以下步骤加工:
1)、往原料中按重量比0.01~1.5%投入分散剂,搅拌均匀,然后投入干法连续式磨机加工,至细度d50为1-10μm;
2)、将细磨后的粉料、水、结合剂均匀加入盘式成球机加工成球状;粉料、水、结合剂的重量比为10~5∶1~5∶0.1~1;
3)、将球坯烘干;
4)、烘干后的球坯投入竖窑烧结,加温至1850~1950℃,时间为12~20小时;
5)、产品检选、破碎、筛分与除铁,再包装,制得。
所述的连续式磨机加工为振动磨、球磨、搅拌磨。
烧结12~20小时后,球坯在烧成带停留1~4小时,烧成带温度为1800~2000℃。
本发明以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝以及稀土为主要原料,其中加入稀土后,使成品的抗热震性、抗侵蚀性大大提高。
γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝中γ-Al2O3所占比例80-90%,而α-Al2O3仅占10-20%。以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝在转变成α-Al2O3晶型后,理论上伴有8-9%的体积收缩,使得坯体在烧成过程中收缩率大。同时因工业氧化铝中还含有一定的结晶水和吸附水,故受热分解后,体积收缩率更大,达10-12%。由于快烧加之收缩和有一定分解,增加了烧结致密的难度,为了保证成品料的体积密度,国内其他生产所谓“板状刚玉”的企业都采用以α-Al2O3为主晶相的煅烧氧化铝为原料,其价格与工业氧化铝相比每吨高600-800元,致使生产成本高,成品料的价格竞争力不能适应市场的要求。本发明之所以采用以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝为原料,首先得益于多年来积累的以γ-Al2O3为原料一步法生产烧结刚玉的良好经验和控制方法,且在原料细度、成型方法、生坯密度、烧成制度、温差控制以及下料速度等关键方面进行了长达五年之久的技术攻关,使得以γ-Al2O3为主晶相的工业氧化铝直接生产高温速烧刚玉所存在的技术瓶颈实现突破,所生产高温速烧刚玉产品的各项技术性能达到甚至超过国内外同类产品水平。
本发明中通过细磨增加物料的比表面积,使物料产生表面缺陷,提高表面活性,从而促进产品的烧结。在细磨过程中,特别是干法研磨时,磨至一定细度后,细粉表面就会产生电荷,使细粉出现团聚现象,给原料的进一步细磨增加困难。
为了解决这一生产过程中的难点,本发明选择了合适的球磨机长度、直径与转速;同时,针对细粉团聚问题,选用了适当的分散剂,既保证有良好的分散效果,又不影响原料自身的性能,使团聚现象得到很好解决,原料的最终平均细度d50达1-10μm。
半成品的成型:用隧道窑生产烧结莫来石,其半成品成型使用的是真空挤压成型法,将坯料制成砖坯形,以满足装窑与码垛的需要。本发明选用了盘式成球机作为坯体成球的主设备,掌握了影响成球质量的几大要素及控制点,使得球坯均匀。
产品的烧成我们使用的是自我研发的高温竖窑,其最高烧成温度可达1980℃左右。最终保证了本发明产品的品质。
具体实施方式
实施例一
步骤一:配料
称取进口γ型一级工业氧化铝1000千克,稀土1千克;
步骤二:研磨
在上述原料中加入分散剂乙二醇以及氯化氨,加入量为物料总量的0.01%,在连续式球磨机中将细度研磨至1μm。其中乙二醇以及氯化氨的重量比为1∶0.5。
步骤三:成球
将细磨后的物料加入结合剂淀粉,加入量为物料总量的0.5%,将结合剂加入水中,在水中混匀,分别通过加料装置和加水装置加入到盘式成球机中,球坯直径控制10mm。
步骤四:烘干
步骤五∶高温烧结
将烘干后的球坯送入1880℃超高温竖窑中烧结,烧成周期12小时,其中,球坯在烧成带停留1小时。
步骤六:破碎、筛分、除铁
步骤七:包装。
实施例二
步骤一:配料
称取进口γ型一级工业氧化铝1000千克,稀土5千克;
步骤二:研磨
在上述原料中加入分散剂丙三醇以及氯化氨,加入量为物料总量的0.8%,在连续式球磨机中将细度研磨至5μm。其中乙二醇以及氯化氨的重量比为1:0.3。
步骤三:成球
将细磨后的物料加入结合剂聚乙烯醇,加入量为物料总量的2.0%,将结合剂加入水中,在水中混匀,分别通过加料装置和加水装置加入到盘式成球机中,球坯直径控制18mm。
步骤四:烘干
步骤五:高温烧结
将烘干后的球坯送入1920℃超高温竖窑中烧结,烧成周期17小时,其中,球坯在烧成带停留2小时。
步骤六:破碎、筛分、除铁
步骤七:包装。
实施例三
步骤一:配料
称取进口γ型一级工业氧化铝1000千克,稀土10千克;
步骤二:研磨
在上述原料中加入分散剂三乙醇胺以及氯化氨,加入量为物料总量的1.5%,在连续式球磨机中将细度研磨至10μm。其中乙二醇以及氯化氨的重量比为1∶0.8。
步骤三:成球
将细磨后的物料加入结合剂CMC,加入量为物料总量的3.5%,将结合剂加入水中,在水中混匀,分别通过加料装置和加水装置加入到盘式成球机中,球坯直径控制35mm。
步骤四:烘干
步骤五:高温烧结
将烘干后的球坯送入1920℃超高温竖窑中烧结,烧成周期20小时之间,其中,球坯在烧成带停留4小时。
步骤六:破碎、筛分、除铁
步骤七:包装。
Claims (3)
1、一种稀土刚玉的加工工艺,其特征在于,主要由γ-Al2O3、稀土组成,两者重量比例为100∶0.1~1,接着按以下步骤加工:
1)、往原料中按重量比0.01~1.5%投入分散剂,搅拌均匀,然后投入干法连续式磨机加工,至细度d50为1-10μm;
2)、将细磨后的粉料、水、结合剂均匀加入盘式成球机加工成球状;粉料、水、结合剂的重量比为10~5∶1~5∶0.1~1;
3)、将球坯烘干;
4)、烘干后的球坯投入竖窑烧结,加温至1850~1950℃,时间为12~20小时;
5)、产品检选、破碎、筛分与除铁,再包装,制得。
2、根据权利要求1所述的一种稀土刚玉的加工工艺,其特征在于,所述的连续式磨机加工为振动磨、球磨、搅拌磨。
3、根据权利要求1所述的一种稀土刚玉的加工工艺,其特征在于,烧结12~20小时后,球坯在烧成带停留1~4小时,烧成带温度为1800~2000℃。
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Cited By (3)
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CN108373322B (zh) * | 2018-03-08 | 2020-05-26 | 山东恒嘉高纯铝业科技股份有限公司 | 一种高体积密度板状刚玉的生产工艺 |
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