CN101691295B

CN101691295B - 一种高纯氧化铝空心球制品的配方及低温制造方法

Info

Publication number: CN101691295B
Application number: CN2009101532175A
Authority: CN
Inventors: 冯维银
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhejiang Keao High Temperature Technology Integration Co.,Ltd.
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: CN101691295A

Abstract

本发明公开了一种高纯氧化铝空心球制品的配方及低温制造方法，所述配方包括氧化铝空心球骨料、氧化铝微粉基质、超细氧化铝微粉添加剂，铝溶胶结合剂。所述低温制造方法为：首先将按照配方配制成的物料经高速混炼机均匀混炼，然后装入模腔内采用震动加压方式成型，最后充分干燥后在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧制出高纯氧化铝空心球制品。本发明由于在高纯氧化铝空心球制品中引入超细氧化铝微粉和铝溶胶，利用超细氧化铝微粉和铝溶胶高温脱水后生成活性氧化铝的共同作用，增加烧结的推动力，使其可在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧成，因而烧成温度低，保温温度低且时间短。

Description

一种高纯氧化铝空心球制品的配方及低温制造方法

技术领域

本发明涉及一种高温窑炉工作层或保温层用高纯氧化铝空心球制品的配方及其制造方法。

背景技术

高纯氧化铝空心球制品较普通刚玉砖体积密度小60％，热导率小70％，隔热性能优良，且具有良好的耐火性能和较高的强度，可用作高温高温热工设备的工作衬，也可用作保温材料，长期于1800℃的温度下使用，使高温窑衬达到节能、降耗和减排的良好效果。

高纯氧化铝空心球制品由于其氧化铝含量达99％以上，烧结过程中没有液相参入，主要烧结机理为固相扩散传质，烧成温度高，达到1700～1800℃，并且还要在高温阶段进行8～10小时的保温才能使其烧结，浪费大量的能源，并且烧成设备的使用寿命大大降低，虽然是一种节能材料，但其制造过程不节能、不经济。有研究工作者通过引入硅质材料形成反应烧结、引入低熔物形成液相烧结来降低氧化铝空心球制品的烧成温度，但其带来的弊端是制品的使用温度急剧下降，不能满足高温使用要求。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题就是提供一种烧成温度低，保温温度低且时间短的高纯氧化铝空心球制品的配方。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高纯氧化铝空心球制品的配方，其特征在于：所述配方包括氧化铝空心球骨料、氧化铝微粉基质、超细氧化铝微粉添加剂，铝溶胶结合剂。

作为优选，所述氧化铝空心球粒径0.1～5mm、氧化铝微粉中粒径小于50μm、超细氧化铝微粉中粒径为0.5～1.5μm，铝溶胶胶粒直径分布为5～30nm。

作为优选，所述配方中氧化铝空心球的氧化铝含量≥99.0％，自然堆积密度0.5～1.0g/cm³，氧化铝微粉和超细氧化铝微粉中氧化铝含量≥99.3％。

作为优选，所述配方中氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的重量百分比分别为45～70％、20～40％、4～15％，铝溶胶为氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的总重量的5～13％。

作为优选，所述配方中还加入聚乙烯醇或木质素磺酸盐与铝溶胶形成复合结合剂。

作为优选，所述聚乙烯醇或木质素磺酸盐的加入量为氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的总重量的1～7％。其中，所述木质素磺酸盐水溶液浓度为30％。所述聚乙烯醇水溶液浓度为6％。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种利用上述配方低温制造高纯氧化铝空心球制品的方法。

一种高纯氧化铝空心球制品的低温制造方法，其特征在于：首先将按照配方配制成的物料经高速混炼机均匀混炼，然后装入模腔内采用震动加压方式成型，最后充分干燥后烧制出高纯氧化铝空心球制品。

作为优选，所述烧制过程在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧成，保温时间优选为6~8个小时。

本发明由于在高纯氧化铝空心球制品中引入超细氧化铝微粉和铝溶胶，利用超细氧化铝微粉和铝溶胶高温脱水后生成活性氧化铝的共同作用，增加烧结的推动力，使其可在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧成，因而烧成温度低，保温温度低且时间短，可降低烧成温度约200℃，节能降耗，避免了节能产品制造过程的不节能，并且还提高了烧成设备的使用寿命，实现了高纯氧化铝空心球制品生产制造的节能和经济。而且烧制成的高纯氧化铝空心球制品具有使用温度高，能长期在1800℃的高温环境中使用，耐压强度高，可达20Mpa，隔热效果好，800℃导热系数小于0.75W/(m·k)等优点。

具体实施方式

以下非限定性实施例用于详细解释本发明的生产工艺和技术方案。在这些实施例中，制品的性能多采用国家标准或者行业标准进行测定，如氧化铝含量和荷重软化温度等。

实施例1：采用本发明所述的生产工艺和技术方案，其氧化铝空心球氧化含量为99.2％，粒径为0.2～4mm，自然堆积密度为0.78g/cm³的铝；氧化铝微粉氧化铝含量为99.5％，中粒径为30μm；超细氧化铝微粉氧化铝含量为99.4％，中粒径为0.96μm；铝溶胶结合剂胶粒直径分布为5～30nm；木质素磺酸盐水溶液浓度为30％。物料按照配比经高速混炼机均匀混炼，装入模腔内采用震动加压方式成型，充分干燥后烧成，制造出高纯氧化铝空心球制品。实施例1和对比例1的物料按照配比、烧成制度及制品性能如下表所示：

实施例2：采用本发明所述的生产工艺和技术方案，其氧化铝空心球氧化含量为99.1％，粒径为0.2～3mm，自然堆积密度为0.86g/cm³的铝；氧化铝微粉氧化铝含量为99.3％，中粒径为31μm；超细氧化铝微粉氧化铝含量为99.4％，中粒径为0.71μm；铝溶胶结合剂胶粒直径分布为5～25nm；木质素磺酸盐水溶液浓度为30％。物料按照配比经高速混炼机均匀混炼，装入模腔内采用震动加压方式成型，充分干燥后烧成，制造出高纯氧化铝空心球制品。实施例2和对比例2的物料按照配比、烧成制度及制品性能如下表所示：

实施例3：采用本发明所述的生产工艺和技术方案，其氧化铝空心球氧化含量为99.3％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度为0.69g/cm³的铝；氧化铝微粉氧化铝含量为99.5％，中粒径为30μm；超细氧化铝微粉氧化铝含量为99.4％，中粒径为1.21μm；铝溶胶结合剂胶粒直径分布为5～30nm；木质素磺酸盐水溶液浓度为30％；聚乙烯醇水溶液浓度为6％。物料按照配比经高速混炼机均匀混炼，装入模腔内采用震动加压方式成型，充分干燥后烧成，制造出高纯氧化铝空心球制品。实施例3和对比例3的物料按照配比、烧成制度及制品性能如下表所示：

实施例4：采用本发明所述的生产工艺和技术方案，其氧化铝空心球氧化含量为99.3％，粒径为0.2～3mm，自然堆积密度为0.91g/cm³的铝；氧化铝微粉氧化铝含量为99.5％，中粒径为30μm；超细氧化铝微粉氧化铝含量为99.4％，中粒径为0.66μm；铝溶胶结合剂胶粒直径分布为5～30nm；木质素磺酸盐水溶液浓度为30％；聚乙烯醇水溶液浓度为6％。物料按照配比经高速混炼机均匀混炼，装入模腔内采用震动加压方式成型，充分干燥后烧成，制造出高纯氧化铝空心球制品。实施例4和对比例4的物料按照配比、烧成制度及制品性能如下表所示：

Claims

1.一种高纯氧化铝空心球制品，其特征在于：原料包括氧化铝空心球骨料、氧化铝微粉基质、超细氧化铝微粉添加剂，铝溶胶结合剂，所述氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的重量百分比分别为45～70％、20～40％、4～15％，铝溶胶为氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的总重量的5～13％，所述氧化铝空心球粒径0.1～5mm、氧化铝微粉中粒径小于50μm、超细氧化铝微粉中粒径为0.5～1.5μm，铝溶胶胶粒直径分布为5～30nm，首先将按照原料配方配制成的物料经高速混炼机均匀混炼，然后装入模腔内采用震动加压方式成型，最后充分干燥后烧制出高纯氧化铝空心球制品，所述烧制过程在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧成。

2.根据权利要求1所述的高纯氧化铝空心球制品，其特征在于：所述氧化铝空心球的氧化铝含量≥99.0％，自然堆积密度0.5～1.0g/cm³，氧化铝微粉和超细氧化铝微粉中氧化铝含量≥99.3％。

3.根据权利要求1所述的高纯氧化铝空心球制品，其特征在于：所述原料中还加入聚乙烯醇或木质素磺酸盐与铝溶胶形成复合结合剂。

4.根据权利要求3所述的高纯氧化铝空心球制品，其特征在于：所述聚乙烯醇或木质素磺酸盐的加入量为氧化铝空心球、氧化铝微粉、超细氧化铝微粉的总重量的1～7％。

5.一种制备权利要求1高纯氧化铝空心球制品的低温制造方法，其特征在于：首先将按照配方配制成的物料经高速混炼机均匀混炼，然后装入模腔内采用震动加压方式成型，最后充分干燥后烧制出高纯氧化铝空心球制品，所述烧制过程在1550～1610℃的温度下保温5～10小时烧成。

6.根据权利要求5所述的高纯氧化铝空心球制品的低温制造方法，其特征在于：所述保温时间为6～8小时。