CN1382658A - 以γ－AL2O3为原料生产烧结板状刚玉的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基础耐火原料的制备工艺,以γ－Al2O3为原料生产烧结板状刚玉。由以下工艺步骤完成:配料选用γ－Al2O3为主原料,加入添加剂;加入水超细研磨;压滤脱水;真空挤压制坯;烘干;高温烧结;破碎、筛分、除铁;包装。制成产品具有颗粒强度高,晶界结合很好;晶间气孔少,且分布均匀、产品体密较高、耐磨性、耐侵蚀性好;碱金属氧化物含量极低,达到<0.2%;晶体大小均匀,异常长大晶粒极少,热震性好的特性。
Description
所属领域
本发明涉及一种基础耐火原料的制备工艺。
背景技术
烧结板状刚玉是一种高纯烧结耐火原料，广泛应用于冶金、陶瓷、化工、玻璃等行业，是冶金工业用滑板，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。
国内某厂曾用两步法工艺，即先将γ-Al2O3煅烧转化为α-Al2O3，然后将α-Al2O3细碎、成球、烧成，生产烧结板状刚玉，最终以生产成本太高而难以发展推广。
国外生产工艺的步骤是：
γ氧化铝、矿化剂→球磨→成球(类似滚雪球)→干燥→烧结→检选(欠烧、过烧)→破碎、筛分、除铁→检验→包装。
存在缺陷：
(1)原料的处理采用的是球磨干法工艺，配料中各种原料的分布及颗粒粒径均匀性不理想。
(2)半成品成型使用成球机，动力消耗大，噪音高，且生坯强度和密度低，运输中易破碎，烧结时易堵塞窑炉。
(3)烧成采用竖窑、烧成温度在1815--1925℃，对窑炉的材质要求极高，由于采用结合成球工艺，球坯强度不高，烧成过程中易破碎，易使窑炉内壁结圈，是造成经常堵塞窑炉的主要原因，故烧成控制难，故障排除难，维修费用高。
(4)因采用超高温快速烧成，坯体在窑内停留时间短，故产品的晶体发育不理想，晶体尺寸大小相差极大，异常长大晶体达400--600μm晶间气孔较多，且分布很不均匀。因此该种工艺生产的烧结板状刚玉其颗粒强度不高，耐侵蚀性能并不处于理想状态。
技术方案
本发明目的在于发明一种工艺简单、得率高、成本低的以γ-Al2O3为原材料直接合成烧结板状刚玉的工艺方法。
本发明包括以下步骤：
a、配料选用γ-Al2O3为主原料，加入添加剂，添加剂为MgO、AlF3的至少一种
b、加入水超细研磨
c、压滤脱水
d、真空挤压制坯
e、烘干
f、高温烧结
g、破碎、筛分、除铁
h、包装。
本发明的优越性体现在：
1、采用湿法研磨：烧结板状刚玉的主要原料为工业氧化铝，就其内部晶体结构而言，它是由许多小于0.1μm的微小晶体组成的多孔球状集合体，其均平均晶体粒径为40--70μm，气孔率达50％，干法粉碎时很难破坏这种多孔结构。另一方面这种结构的颗粒难以获得致密度高的制品，湿磨时由于水的分散膨胀、劈裂作用，较易破坏集合体的多孔结构，粉碎效率、效果都较为理想。
2、半成品的成型方法不同，国内外均采用结合成球机，而本发明采用的是真空练泥机，设备的造价低，半成品的密度远远高于成球机形成的坯体，高密度的坯体对促进产品的烧成极为有利。
3、本发明的烧成设备采用的是高温隧道窑，操作控制简单、烧成周期长、产品晶体发育完全，且窑炉的造价相对较低，一般故障在正常生产过程中即可排除。而且由于采用高温慢烧工艺，使制成品中有害成份Na2O含量≤0.2％(美国产品正常在0.3～0.4％)，体积密度高(＞3.60g/cm3)，晶间气空少，晶粒大小较均匀，正常在30-70cm之间。
4、由于加入MgO、AlF3致密化添加剂，使烧结板状刚玉在接近熔融温度下就可获得高密度成品。
当物料粉碎到一定的细度后，颗粒会产生凝聚作用，影响粉碎效率，因此，本发明在细磨工艺中加入了助磨剂乙二醇，加入量为0.1-0.8％，这种活性物质吸附在颗粒表面后，既可解凝，又可降低颗粒的表而能，而使粉碎效率提高。司时助磨剂的加入，可减少水的用量，提高分散性和泥浆的流动性。
通过以上几个原料技术处理方案，使原料的细磨粒度d50在2μm以下，从而降低了固相烧结的难度，使产品的烧成温度与国内外同类产品相比降低近100℃。
另外，本发明半成品采用不锈钢真空练泥机，在真空度大等于0.095Mpa条件下制坯，成型后的坯体断面无气孔，显致密状，干燥后有一定的强度，以满足装窑码垛的要求。
本发明采用小截面、多烧嘴隧道窑炉，用高温预热风进行助燃烧结，烧结温度为1790～1860℃，烧成周期为50小时以上，其中，坯体在高于1600℃的区域中停留10小时以上，由于烧成温度高，在高温区域停留时间长，坯体的固相烧结作用较完全，保证了最终产品的各项技术指标达到较高水平。
实施例一：
步骤一：配料
称取国产一级工业氧化铝γ-Al2O3995千克、MgO2.5千克、AlF32.5千克。
步骤二：研磨
将上述原料及水1000千克、乙二醇5千克投入研磨设备中研磨，制成料浆。
步骤三：压滤脱水
将上述料浆送入压滤机，通过高压过滤，脱去浆料中的部分水份，形成含水量为28％的泥饼。
步骤四：制坯
将上述泥饼投入不锈钢真空练泥机中，加入增塑剂，在真空度为0.095Mpa条件下制坯。
步骤五：烘干
步骤六：烧结
小截面、多烧嘴隧道窑炉，用高温预热风进行助燃烧结，烧结温度为1800℃，烧成周期为70小时以上，其中，坯体在1600℃的区域中停留11小时。
步骤七：破碎、筛分、除铁
步骤八：包装
实施例二：
步骤一：配料
称取进口工业氧化铝γ-Al2O3994千克、AlF36千克。
步骤二：研磨
将上述原料及水1000千克、乙二醇5千克投入研磨设备中研磨，制成料浆。
步骤三：压滤脱水
将上述料浆送入压滤机，通过高压过滤，脱去浆料中的部分水份，形成含水量为33％的泥饼。
步骤四：制坯
将上述泥饼投入不锈钢真空练泥机中，加入增塑剂，在真空度为0.095Mpa条件下制坯。
步骤五：烘干
步骤六：烧结
小截面、多烧嘴隧道窑炉，用高温预热风进行助燃烧结，烧结温度为1800℃，烧成周期为60小时以上，其中，坯体在1600℃的区域中停留12小时。
步骤七：破碎、筛分、除铁
步骤八：包装
经过上述工艺，制成的产品具有以下特性：
1、颗粒强度高，晶界结合很好；
2、晶间气孔少，且分布均匀、产品体密较高、耐磨性、耐侵蚀性好；
3、碱金属氧化物含量极低，达到＜0.2％；
4、晶体大小均匀，异常长大晶粒极少，热震性好。
Claims (6)
1、以γ-Al2O3为原料生产烧结板状刚玉的工艺方法，特征在于由以下工艺步骤完成：
a、配料选用γ-Al2O3为主原料，加入添加剂，添加剂为MgO、AlF3的至少一种
b、加入水超细研磨
c、压滤脱水
d、真空挤压制坯
e、烘干
f、高温烧结
g、破碎、筛分、除铁
h、包装。
2、根据权利要求1所述工艺，其特征在于步骤a中添加剂加入量为总配料的0.1～0.8％。
3、根据权利要求1所述工艺，其特征在于步骤b中水占总配料与水总重量的40～60％。
4、根据权利要求3所述工艺，其特征在于步骤b中还加入助磨剂，助磨剂为乙二醇，加入量占总配料的0.1～0.8％。
5、根据权利要求1所述工艺，其特征在于，在步骤d中采用真空练泥机，在真空度大等于0.095Mpa条件下制坯。
6、根据权利要求1所述工艺，其特征在于，在步骤f中采用小截面、多烧嘴隧道窑炉，用高温预热风进行助燃烧结，烧结温度为1790～1860℃，烧成周期为50小时以上，其中，坯体在高于1600℃的区域中停留10小时以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jiangsu Jingxin High-temperature Materials Co.,Ltd. Assignor: Xinjinghua Special Refractory Co Ltd, Jiangdu City Contract fulfillment period: 2008.12.18 to 2022.6.3 contract change Contract record no.: 2009320000204 Denomination of invention: Process for producing sintered tabular corundum by using gamma -AL#-[2]O#-[3] as raw material Granted publication date: 20050323 License type: Exclusive license Record date: 2009.3.3 |
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.12.18 TO 2022.6.3; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: JIANGSU JINGXIN HIGH-TEMPERATURE MATERIALS CO., LT Effective date: 20090303 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050323 Termination date: 20120603 |