专利名称：采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种基础耐火材料的制备工艺，具体涉及一种板状刚玉的生产方法，尤其是采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法。
背景技术：
板状刚玉是由美国铝业公司于20世纪30年代开始研制，70年代投入工业化生产的一种高纯耐火原料，现已广泛应用于冶金、陶瓷、化工和玻璃等行业，作为冶金工业用滑板、浸入式水口等功能性材料中的不定型耐火材料，也作为高温炉衬等耐火制品的基础材料。而且板状刚玉的使用寿命是普通耐火材料的四倍，其优越的性能已经成为耐火材料的更新换代产品。
下列表格可以反映目前中国企业的板状刚玉产品与美国铝业公司的产品质量的差距，这是由于生产方法的不同和技术水平的差异所致。
尽管国内外对板状刚玉生产方法的研究一直在紧张地进行着，但是到目前为止，有关板状刚玉生产方法的公开报道并不多见，而有关采用高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法还没有一份完整的公开技术资料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法，并通过采用这种工艺方法使生产的板状刚玉的性能指标能够得到提高。
为达到上述目的，本发明的工艺方法如下所述a、原料选取采用低钠高纯度预烧氧化铝粉Al2O3＞98.5％为原料；b、粉磨将上述原料采用连续式振动研磨机研磨，在研磨过程中通过调整研磨球配比、进料量和分级机转速，使研磨粉细度达到φ＜10μm的颗粒含量大于95％，再用风送入成球工段；c、成球将上述磨粉先通过圆盘成球机成球，使之成长成直径为10～12mm的料球，再通过滚筒成球机使之成长成直径为20～25mm的料球，在整个成球过程中，间歇喷洒成球液，料球的水份含量控制在18～20％；d、干燥将上述成球分两步烘干，首先用工业微波炉烘烤，使球胚水分减少到10～12％，然后用竖窑尾气烘干，使球胚水分减少到2％以下；e.烧成将上述烘干后的料球放入竖窑中，用液化石油气为燃料进行高温煅烧，温度控制在1850～1920℃范围内，并保温1～1.5小时；f.冷却在竖窑的上部向烧成的料球处通入高压风，对其作第一次冷却，同时，从炉子下部再向烧成的料球通入冷却风，作为第二次冷却，使料球到达出料口时温度降至80℃以下；g.检选将出炉料球中的欠烧球检出，合格品转入成品工段；h.加工采用冲击破碎机破碎，使物料相互撞击而破碎，再用直线振动筛筛分出不同粒度规格的产品；i.检验、包装。
本发明的有益效果在于1.由于在粉磨工段研磨粉细度达到φ＜10μm的颗粒含量大于95％，这样不仅就有利于煅烧工艺的实施，而且提高了产品的密度；
2.成球工段通过了两步成球工序，使半成品球的密度加大、含水量降低、不易分层、容易干燥；3.由于料球干燥分两步进行，烘干速度合适、干燥效果好，在干燥过程中球胚内部不会产生裂纹和分层现象，同时也消除了在烧成工段中容易发生堵炉的部分因数；4.烧成工段中烧成温度和时间控制合理，使烧结板状刚玉的晶体尺寸为20～200μm，活性高，并且降低了料球的欠烧球比例，还不堵炉、结块。
下表是用本发明的工艺方法生产的产品与国外产品和国内其他厂家产品的质量比较
注表中“秦元公司”的产品是采用本发明的工艺方法生产的产品。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明实施例本发明整体工艺流程为
具体步骤为步骤一原料选取选取低钠高纯度预烧氧化铝粉为原料，其化学指标为应满足Al2O3＞98.5％、Na2O＜0.4％、CaO＜0.08％、SiO2＜0.16％、Fe2O3＜0.05％。
步骤二粉磨将上述原料陆续投入振动研磨机中进行研磨，研磨机采用氧化铝刚玉内衬和刚玉研磨球，振动研磨机配备一台气流分级机，通过调整分级机转速来控制细粉的细度，要求φ＜10μm的细粉含量大于95％，然后用风送入脉冲除尘器内供成球用。
步骤三成球采用φ2000圆盘成球机和φ1500×4500滚筒成球机分两步成球。即将上述磨粉先通过圆盘成球机，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/分，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/分。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制，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，喷水咀喷出的溶液为雾状。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。
步骤四干燥将上述成球送入WXD70S-01型工业微波炉进行一次预烘干，使球胚水分减少到10～12％，然后用竖窑尾气烘干，使球胚水分减少到2％以下。
步骤五烧成采用高温竖窑煅烧，竖窑高度为29.5m、内径650mm。用液化石油气为燃料，用空气作为液化气的助燃风和雾化风，助燃风、雾化风和液化石油气比例保证在300∶15∶1，确保烧成温度控制在1850℃～1920℃范围内。首批料球在此温度范围内应保温1～1.5小时，此后通过调整进出料速度到12kg/分钟。
步骤六冷却在竖窑内距离最低层液化汽喷枪3米处通入高压风，对烧成的料球作第一次冷却处理，使料球从1920℃快速降温；与此同时，从炉子出料口上端1.5米的进风口处向上通入冷却风，对烧成的料球作第二次降温，使料球到达出料口时温度降至80℃以下。
步骤七检选将出炉料球中的欠烧球检出处理，合格品转入成品工段。
步骤八加工将上述合格品投入冲击破碎机进行破碎加工，通过物料相互撞击而破碎，减少纯铁的产生。然后采用直线振动筛筛分，保证产品粒度组成达到规定的技术指标和用户使用要求。
步骤九检验、包装对产品的物理和化学指标以及粒度进行检验，对检验合格的产品进行计量包装。
权利要求
1.一种采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法，其特征在于按以下工艺步骤完成a、原料选取采用低钠高纯度预烧氧化铝粉Al2O3＞98.5％为原料；b、粉磨将上述原料采用连续式振动研磨机研磨，在研磨过程中通过调整研磨球配比、进料量和分级机转速，使研磨粉细度达到φ＜10μm的颗粒含量大于95％，再用风送入成球工段；c、成球将上述磨粉先通过圆盘成球机成球，使之成长成直径为10～12mm的料球，再通过滚筒成球机使之成长成直径为20～25mm的料球，在整个成球过程中，间歇喷洒成球液，料球的水份含量控制在18～20％；d、干燥将上述成球分两步烘干，首先用工业微波炉烘烤，使球胚水分减少到10～12％，然后用竖窑尾气烘干，使球胚水分减少到2％以下；e.烧成将上述烘干后的料球放入竖窑中，用液化石油气为燃料进行高温煅烧，温度控制在1850～1920℃范围内，并保温1～1.5小时；f.冷却在竖窑的上部向烧成的料球处通入高压风，对其作第一次冷却，与此同时从炉子下部向烧成的料球通入冷却风，作为第二次冷却，使料球到达出料口时温度降至80℃以下；g.检选将出炉料球中的欠烧球检出，合格品转入成品工段；h.加工采用冲击破碎机破碎，使物料相互撞击而破碎，再用直线振动筛筛分出不同粒度规格的产品；i.检验、包装。
2.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述步骤a中低钠高纯度预烧氧化铝粉的化学指标为Al2O3＞98.5％、Na2O＜0.4％、CaO＜0.08％、SiO2＜0.16％、Fe2O3＜0.05％。
3.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述步骤c中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/分；滚筒成球机的转速控制在16转/分，给料量为9～10kg/分。
4.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述步骤e中液化石油气的燃烧是通过空气助燃风和雾化风完成的，助燃风、雾化风和液化石油气的体积比为300∶15∶1。
5.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述步骤c中成球液用高纯铝胶和磷酸配制，高纯铝胶浓度为0.3％，磷酸浓度为0.15％。
全文摘要
本发明公开了一种采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法，它是选取低钠高纯度预烧氧化铝粉Al
文档编号C04B35/622GK101085706SQ200610042970
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者王晓林, 李荣俊, 李拥军, 钟大贵 申请人:汉中秦元新材料有限公司