专利名称：刚玉相结合的高强耐火球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火球，特别是涉及一种刚玉相结合的高强耐火球。
背景技术：
球式热风炉自1973年开始推广，应用的是高炉生产新技术，它比传统的格子砖热风炉相比，具有投资低，热效率高，节能、节水的特点。球式热风炉使用的换热元件为耐火球，普遍采用高铝质、镁铝质、硅质等材质的不同直径(φ40～80)耐火球，多年实践证明，上述材质的耐火球，由于镁铝质易粉化，高铝质会相互粘结，硅质崩裂等缺陷，热风炉使用1～2年就必须停炉更换，而且其热容量和高温强度不理想，不能适用于600m3以上的高炉球式热风炉。
申请号为98100364.8的专利，发明的高铝质耐火球在450m3以下高炉上使用效果较好，最高风温可达1100℃，能满足一般中小高炉生产要求，但是这种高铝球在热风炉高温段耐用性差，寿命低，原因是使用中高铝球会粘结成坨，1～3年要停炉清球、换球，而且其热容量和强度不够高，不适用于450m3以上高炉的球式热风炉高温段。
发明内容
本发明目的克服现有耐火球的缺点，生产出热容量大，耐压强度高，热稳定性高的耐火球。
本发明的技术方案一种刚玉相结合的高强耐火球，以重量百分比表示，原料中含有亚白刚玉42～60％，棕刚玉粉30～40％，α-Al2O3微粉2～10％，球状粘土2～8％，另外加入占上述原料总重6～16％的复合外加剂，0.2～2.6％的烧结促进剂。
所述的亚白刚玉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求其粒度为0～3mm，Al2O3含量≥99％。
所述的棕刚玉粉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求其粒度小于0.088mm，Al2O3含量≥95％。
所述的α-Al2O3微粉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求粒度小于5μm，α-Al2O3含量≥90％的活性α-Al2O3微粉。
所述的球状粘土为Al2O3含量30～35％的广西粘土。
所述的复合外加剂为硼酸，或硫酸铝，或磷酸二氢钠，或硅酸钠中的任一种，其余为木质素。
所述的烧结促进剂为硼砂、钾长石、钠长石、萤石、硅酸钠中的任一种，或任两种，烧结促进剂为粒度0.074～0.5mm的干粉。
本发明的积极有益效果结合表1、表2，可看出本发明具有以下优点(1)产品体积密度高，热容量大，体积密度≥2.83g/cm3，可使入高炉热风温度＞1150℃。
(2)产品的耐压强度≥40000N/球，热震性≥26次(在1100℃，水冷条件下)，0.2MPa下荷重软化温度≥1570℃，完全满足600m3以上高炉球式热风炉耐火球的性能要求。
(3)产品寿命长。使用2～3年后，不粘结成坨，不变形。清球后可反复使用，一次炉役均在5年以上。节省了大量检修费用，节约成本，具有较好的经济和社会效益。
同时烧结添加200ppmSiO2的样环配料三氧化二铁(Fe2O3)为53.80mol％，氧化锰(MnO)为40.10mol％，氧化锌(ZnO)为6.10mol％。副成分以重量百分比计，加入以下氧化物CaO500ppm、Nb2O5200ppm、TiO2400ppm、SiO2200ppm。
将制备添加200ppm SiO2的样环用HP4291A测试材料的磁导率、居里点，MATS-2000测试材料的饱和磁感应强度Bs，SY-8232测试材料的Pcv。其磁导率、功耗Pcv、饱和磁感应强度Bs、居里点的测试结果如下表所示表2
从表中数据可以看出，添加了200ppm SiO2后虽Bs，Tc变化不大，但各温度点的Pcv都大幅度增加，且μi也有所下降，此时材料已不具备低功耗的特点。
实施例2(1)配料三氧化二铁(Fe2O3)为53.66mol％，氧化锰(MnO)为40.34mol％，氧化锌(ZnO)为6.0mol％。副成分以重量百分比计，加入以下氧化物CaO700ppm、Nb2O5200ppm、TiO21500ppm。
(2)球磨用V形混料器干式强混，混料的时间为0.7h；(3)振磨采用振磨机振磨，振磨时间为0.6h；
具体实施例方式实施例一按表3中实施例一对应的原料配比称重，混匀后制成干混料，然后加入复合外加剂，其中木质素为密度为1.15g/L亚硫酸纸浆废液为6％，硫酸铝2％，硼酸0.5％，加入烧结促进剂硼砂，经混碾均匀后睏泥24～28小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，先自然干燥，再将球坯置于温度180～200℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1480～1500℃，保温16～20小时，出窑。
产品出窑后，对其理化性能、表面质量和外形尺寸进行检验；将检验合格的炭砖按尺寸标准或合同要求进行加工；然后进行预组装和检查，检查合格后绘制预组装图，分层编号；组装图交用户和技术部门存档。
最后将产品入库、保管和发货。
实施例二按表3中实施例二对应的原料配比称重，混匀后制成干混料，然后加入复合外加剂，其中木质素为密度为1.15g/L亚硫酸纸浆废液为10％，硫酸铝4％，硼酸1.0％，加入烧结促进剂钾长石，经混碾均匀后睏泥28～36小时，经60吨摩擦压力机压成球坯，先自然干燥，再将球坯置于温度低于200℃的条件下强制干燥，要求球坯中水分＜0.4％，再入窑烧成，烧成温度为1500～1520℃，保温20～24小时，出窑。
其他步骤同实施例一。
实施例三按表3中实施例三对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.20g/L亚硫酸纸浆废液为8％，外加剂为硫酸铝3％，硼酸1.5％，烧结促进剂为钠长石，生产方法同实施例二，不重述。
实施例四按表3中实施例四对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.18g/L亚硫酸纸浆废液为9％，硅酸钠0.5％，烧结促进剂为萤石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例五按表3中实施例四对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.19g/L亚硫酸纸浆废液为7％，硅酸钠3.6％，烧结促进剂为硅酸钠，生产方法同实施例二，不重述。
实施例六按表3中实施例四对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.17g/L亚硫酸纸浆废液为7％，硅酸钠1.5％，烧结促进剂为硼砂、钾长石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例七按表3中实施例七对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.18g/L亚硫酸纸浆废液为7％，硫酸铝3％，烧结促进剂为任意比混合的硼砂和钠长石，生产方法同实施例二，不重述。
实施例八按表3中实施例八对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.20g/L亚硫酸纸浆废液为10％，磷酸二氢铝为2.5％，烧结促进剂为任意比混合的硼砂和萤石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例九按表3中实施例九对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.20g/L亚硫酸纸浆废液为7％，磷酸二氢铝为3.5％，烧结促进剂为任意比混合的钠长石和萤石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例十按表3中实施例十对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.20g/L亚硫酸纸浆废液为9％，磷酸二氢铝为4.8％，烧结促进剂为任意比混合的硼砂和硅酸钠，生产方法同实施例一，不重述。
实施例十一按表3中实施例十一对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.19g/L亚硫酸纸浆废液为8％，硅酸钠2.3％，烧结促进剂为任意比混合的钾长石和钠长石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例十二按表3中实施例十二对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.17g/L亚硫酸纸浆废液为8％，磷酸二氢铝为3.0％，烧结促进剂为任意比混合的钾长石和萤石，生产方法同实施例一，不重述。
实施例十三按表3中实施例十二对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.16g/L亚硫酸纸浆废液为9％，硅酸钠0.9％，烧结促进剂为任意比混合的钾长石和硅酸钠，生产方法同实施例二，不重述。
实施例十四按表3中实施例十二对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.16g/L亚硫酸纸浆废液为8％，硫酸铝3.5％，烧结促进剂为任意比混合的钠长石和萤石，生产方法同实施例二，不重述。
实施例十五按表3中实施例十二对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.16g/L亚硫酸纸浆废液为8％，硅酸钠1.9％，烧结促进剂为任意比混合的钠长石和硅酸钠，生产方法同实施例二，不重述。
实施例十六按表3中实施例十二对应的原料配比称重，复合外加剂中木质素为密度为1.16g/L亚硫酸纸浆废液为8％，硅酸钠2.5％，烧结促进剂为任意比混合的萤石和硅酸钠，生产方法同实施例二，不重述。
表3实施例中各原料重量百分比配比表
权利要求
1.一种刚玉相结合的高强耐火球，其特征是以重量百分比表示，原料中含有亚白刚玉42～60％，棕刚玉粉30～40％，α-Al2O3微粉2～10％，球状粘土2～8％，另外加入占上述原料总重6～16％的复合外加剂，0.2～2.6％的烧结促进剂。
2.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的亚白刚玉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求其粒度为0～3mm，Al2O3含量≥99％。
3.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的棕刚玉粉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求其粒度＜0.088mm，Al2O3含量≥95％。
4.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的α-Al2O3微粉是采用电熔制取，并经过煅烧脱炭处理，要求粒度小于5μm，α-Al2O3含量≥90％的活性α-Al2O3微粉。
5.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的球状粘土为Al2O3含量30～35％的广西粘土。
6.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的复合外加剂为硼酸，或硫酸铝，或磷酸二氢铝，或硅酸钠中的任一种，其余为木质素。
7.根据权利要求1所述的耐火球，其特征是所述的烧结促进剂为硼砂、钾长石、钠长石、萤石、硅酸钠中的任一种，或任两种。
全文摘要
本发明涉及一种耐火球，特别是涉及一种刚玉相结合的高炉球式热风炉用高强耐火球。以重量百分比表示，原料中含有亚白刚玉42～60％，棕刚玉粉30～40％，α－Al
文档编号C04B35/10GK1861548SQ20061001772
公开日2006年11月15日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者姜贵成, 李现中, 姜六, 冯克荣 申请人:巩义市华西炉料有限公司