CN102503448A

CN102503448A - 烧结板状刚玉的制备工艺

Info

Publication number: CN102503448A
Application number: CN2011102914583A
Authority: CN
Inventors: 冯小明; 徐峰; 艾桃桃; 王小林; 李荣俊; 钟大贵
Original assignee: HANZHONG QIYUAN NEW MATERIAL CO Ltd; Shaanxi University of Technology
Current assignee: HANZHONG QIYUAN NEW MATERIAL CO Ltd; Shaanxi University of Technology
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种烧结板状刚玉的制备工艺，其工艺过程包括原料精磨→成球→干燥→烧结→破碎→成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步骤：将原料精磨所得的磨粉先通过圆盘成球，成球的直径控制在8-15mm之间；将成球送入滚筒成球机中使其继续成长到直径在18-27mm之间；在成球过程中，间歇性的喷洒成球液，所述的成球液中包括铝胶和磷酸。通过控制氧化铝成球工艺过程，保证了烧结过程的正常进行，烧结过程中，不出现堵炉、晶体生产不完全的问题，产品质量达到了国外产品的性能。

Description

烧结板状刚玉的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种烧结板状刚玉的制备工艺，具体而言涉及烧结板状刚玉的制备工艺中成球工段的操作步骤。

背景技术

烧结板状刚玉是美国铝业公司(现更名为安迈铝业)于二十世纪三十年代开始研制，六十年代投入工业化生产。烧结板状刚玉是目前钢铁行业中大力推行洁净钢、提高连铸比、生产高纯钢工艺中不可或缺的耐火原料。已在我国的宝钢、武钢、首钢、唐钢、鞍钢等数十家大型钢铁企业得到广泛应用，形成了垄断全球的局面。国内其它制造刚玉耐火原料的企业，目前都无法生产出达到国外技术指标的烧结板状刚玉产品。

中国是钢铁生产大国，中国耐火材料比消耗是其他国家的2倍之多。高等级的耐火材料创造高等级的钢，高性能的耐火材料需求高性能的原材料。由此可见，以自主知识产权生产高档耐火原材料烧结板状刚玉，替代安迈公司产品，具有重要的战略意义。

国家耐火材料行业协会对烧结板状刚玉的发展十分重视，“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”期间，都把烧结板状刚玉作为重要课题攻关，由天津大学、梅河口砂轮厂等单位进行了电熔法实验并通过技术鉴定，但由于使用技术的限制，未达到预期的目标，产品性能、理化指标达不到使用要求，因而未形成市场供应。

1995年山东铝业建设了一座直径200mm竖窑实验生产烧结板状刚玉，1996年济南市平阴鲁耐火新型材料厂在山东铝业实验的基础上试建了一座直径为400mm的竖窑生产烧结板状刚玉，由于种种原因，没有实现烧结板状刚玉的工业化生产，使该产品还是由安迈公司垄断。，国内大部分生产烧结板状刚玉的企业其产品均未达到安迈公司的产品性能，生产过程很不稳定。归其原因主要是烧结板状刚玉的生产关键技术及工艺参数控制因素未得到彻底解决。

烧结板状刚玉是一种烧结完全的高性能氧化铝耐火原料。其基本制备原理是采用优质工业三氧化二铝为原料，在接近熔点(2000℃)的超高温条件下，采用快速升温和快速降温的方法，使Al2O3的晶相结构发生改变，由疏松的粉末结构变为致密的晶体结构，其晶格呈平板状相互穿插交错无序排列，从而获得特殊的理化性能。

成球工段的工艺过程及参数控制是烧结板状刚玉生产过程中的关键技术之一。如球径控制过小，这些球在烧结炉中堆积时，形成的空隙较少，可能导致烧结过程中，烧结炉中气体的流动受到较大的阻力，使液化气燃烧不充分，导致炉内温度降低，而影响烧结过程及产品的质量；如球径控制过大时，由于烧结过程是在高温快速进行，氧化铝晶体来不及生长，形不成具有六方板片状α-氧化铝晶体。因此，本发明就是要解决成球工段的工艺过程关键技术问题。

发明内容

烧结板状刚玉是以轻烧高温氧化铝为原料，在超高温竖窑炉内快速升温快速降温的条件下，为了能够形成具有六方板片状α-氧化铝晶体，本发明采用如下的技术方案：

本发明一方面涉及一种烧结板状刚玉的制备工艺，其工艺过程包括原料精磨→成球→干燥→烧结→破碎→成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步骤：将原料精磨所得的磨粉先通过圆盘成球，成球的直径控制在8-15mm之间；将成球送入滚筒成球机中使其继续成长到直径在18-27mm之间；在成球过程中，间歇性的喷洒成球液，所述的成球液中包括铝胶和磷酸。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于圆盘成球的直径控制在10-12mm。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于滚筒成球的直径控制在20-25mm。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于成球的水分重量百分比控制在15-25％之间，优选在18-20％。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于成球液中铝胶的浓度在0.2-0.4％之间，优选为0.3％。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于成球液中磷酸的浓度控制在0.1-0.2％之间，优选为0.15％。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于圆盘成球的工艺参数为：转速18-22转/分；倾斜角在40-50°，给料量为3-6kg/min，优选为4-5kg/min。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于滚筒成球的工艺参数为：转速14-18转/分；给料量为8-12kg/min，优选为9-10kg/min。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于成球液压不低于2kg，喷出的溶液为雾状。

通过控制氧化铝成球工艺过程，保证了烧结过程的正常进行，烧结过程中，不出现堵炉、晶体生产不完全的问题，产品质量达到了国外产品的性能。

附图说明：

图1a-c：烧结板状刚玉断口的扫描电镜照片；

具体实施方式

实施例1：

采用Ф2000圆盘成球机和Ф1500×4500滚筒成球机分两步成球。即将上述磨粉先通过圆盘成球，圆盘成球机的转速控制在20转/分、倾角控制在45°、给料量为4-5kg/min，当料球在圆盘成球机中成长成直径为10-12mm时，将其送入滚筒成球机中使其继续成长成直径为20-25mm的成球，滚筒成球机的转速控制在16转/分，给料量为9-10kg/min。在整个成球过程中，间歇喷洒成球液，成球液用高纯铝胶和磷酸配置，高纯铝胶浓度为0.3％，磷酸浓度为0.15％，使用时保证成球液压力不低于2kg，喷水嘴喷出的溶液为雾状。成球的水份含量控制在18-20％，以保证烘干和烧成工艺的顺利实施。

然后采用本领域常规的干燥→烧结→破碎工艺，例如参考中国专利申请公开CN101085706A(2007年12月12日公开。其公开的全部内容整体并入本文作为说明书的一部分，并可以作为本申请在后续审查中的修改依据)的具体实施方式部分的干燥→烧结→破碎工艺进行以得到成品，图1为烧结板状刚玉断口的扫描电镜照片，可以清晰地观察到有序排列的板状晶体结构。在超高温烧结时氧化铝晶粒迅速沿二维方向发展，实现氧化铝晶粒的板状化生长。

经检测，所生产产品性能与安迈铝业公司相当，如表1所示。

表1 产品性能

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种烧结板状刚玉的制备工艺，其工艺过程包括原料精磨→成球→干燥→烧结→破碎→成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步骤：将原料精磨所得的磨粉先通过圆盘成球，成球的直径控制在8-15mm之间；将成球送入滚筒成球机中使其继续成长到直径在18-27mm之间；在成球过程中，间歇性的喷洒成球液，所述的成球液中包括铝胶和磷酸。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于圆盘成球的直径控制在10-12mm。

3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于滚筒成球的直径控制在20-25mm。

4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于成球的水分重量百分比控制在15-25％之间，优选在18-20％。

5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于成球液中铝胶的浓度在0.2-0.4％之间，优选为0.3％。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于成球液中磷酸的浓度控制在0.1-0.2％之间，优选为0.15％。

7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于圆盘成球的工艺参数为：转速18-22转/分；倾斜角在40-50°，给料量为3-6kg/min，优选为4-5kg/min。

8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于滚筒成球的工艺参数为：转速14-18转/分；给料量为8-12kg/min，优选为9-10kg/min。

9.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于成球液压不低于2kg，喷出的溶液为雾状。