专利名称：：一种球式热风炉用刚玉质耐火球及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及耐火材料生产
技术领域：
，特别是涉及一种球式热风炉用刚玉质耐火球及其制备方法。该刚玉质耐火球可用于大中型高炉球式热风炉的高温段和中温段。
背景技术：
：目前，球式热风炉以其具有的占地小、热效率高、投资少的优点正在取代传统的热风炉。为了提高大中型球式热风炉的稳定性，提高其风温，则需要有高质量的耐火球来支持。迄今为止，在大中型高炉球式热风炉的高温段和中温段多采用镁铝球和高铝球，虽说镁铝球具有密度大、热容量高、蓄热能力强、抗碱性能好等优点，但镁铝球的强度低、抗热震性差、在使用中容易水化破损、不能适宜酸性渣的侵蚀，使用寿命低。则高铝球的强度低、密度小、抗化学侵蚀性差、在使用中容易变形堵塞气体通道，使换球周期短，不能满足大中型球式热风炉的使用。为了适应球式热风炉技术大型化，解决球床寿命低的问题，研制开发新材质耐火球是当务之急。
发明内容本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，在充分利用资源、节能降耗前提下，提供一种球式热风炉用刚玉质耐火球及其制备方法。该刚玉质耐火球是充分利用含氧化锆物料、含莫来石为主相的物料结合刚玉、ct~^Al203颗粒和高铝矾土熟料，并且加入添加剂，采用干法共同混磨工艺制备细粉料，在高温下烧成的高性能耐火球，它可取代现有技术的镁铝球、高铝球，广泛用于大中型球式热风炉的高温段和中温段。本发明目的可通过下述技术方案来实现4本发明的球式热风炉用刚玉质耐火球包括下述主料、结合剂和添加剂；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度5~3mm的刚玉0~15%、粒度3lmm的刚玉30~60%、粒度l0.088mm的刚玉5~30%、粒度小于0.044mm的刚玉010%、粒度小于0.088mm的高铝矶土熟料1025%、01—八1203颗粒2~10%、含氧化锆物料110%、粘土28%、莫来石或含莫来石为主相物料210%;所述结合剂的加入量为主料重量的1~6%;所述添加剂的加入量为主料重量的0~1%。本发明中所述刚玉是白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉或板状刚玉中的任意一种或多种组合；其中白刚玉中AIA的含量》98呢，亚白刚玉中Al203的含量》97%、板状刚玉中A:U03的含量^9鄉、棕刚玉中Al203的含量》95W，棕刚玉必须是倾倒炉法生产的。本发明中所述高铝矾土熟料中Al203的含量》88呢。本发明中所述0C"^Al2O3颗粒的粒度小于0.2mm;所述含氧化锆物料的粒度小于0.044mm;所述粘土的粒度小于0.088mm;所述含莫来石为主相的物料的粒度小于0.088mm。所述结合剂为熬制的木质素磺酸钙溶液，其溶液比重为1.22g/cm3~1.28g/cm3。所述的添加剂为电熔镁砂或轻烧镁粉中的任意一种或两种组合，其粒度均小于0.088mm;所述电熔镁砂中MgO的含量》98%，所述轻烧镁粉中MgO的含量》96%。所述a—Al203颗粒中AI203的含量》98%。所述含氧化锆物料为工业氧化锆、氧化锆砖、锆英石粉、锆刚玉砖、锆英石砖、锆质水口、锆莫来石砖、氧化锆坩埚、氧化锆加热元件中的任意一种或多种组合；其中工业氧化锆中Zr02的含量》99呢、氧化锆砖中Zr02的含量》97%、锆英石粉中Zr02的含量》649&、锆刚玉砖中Zr02的含量》30%、锆英石砖中ZrO2的含量》50y。、锆质水口中Zr02的含量^6396、锆莫来石砖中Zr02的含量》7y。、氧化锆坩埚中Zr02的含量》92Q/。、氧化锆加热元件Zr02的含量》91%。所述含莫来石为主相的物料为合成莫来石、天然莫来石、莫来石砖、陶瓷辊棒中的任意一种或多种组合；其中合成莫来石中莫来石相的含量》95%，八1203的含量》65%、天然莫来石中莫来石相的含量>75%，Al203的含量》68呢、5莫来石砖中莫来石相的含量>75%，AI203的含量》65%、陶瓷辊棒中莫来石相的含量》90%，八1203的含量》65%。本发明的制备方法如下-本发明的制备方法是采现有技术的制制备方法来生产的，包括下述步骤:困料、回碾、机压成型、坯体干燥，之后入隧道窑烧制而成；其烧制温度为1450。C160(TC。本发明中所述的结合剂木质素磺酸钙溶液，熬开后熬制的时间大于2小时，其溶液比重为L22g/cm31.28g/cm3。本发明中所述的粒度小于0.2mm的01—八1203颗粒、粒度小于0.044mm含氧化锆物料、粒度小于0.088mm的添加剂(电熔镁砂或轻烧镁粉中的任意一种或两种组合)是采用干法共同混磨的方法制备而成的细粉料；细粉料粒度应全部小于0.02mm(500目)；所述共同混磨的方法所采用的球磨机内衬为刚玉质陶瓷研磨衬砖，陶瓷研磨介质球为刚玉质陶瓷研磨介质球或氧化锆陶瓷研磨介质球，其中刚玉质陶瓷研磨衬砖和刚玉质陶瓷研磨介质球AIA的含量》95%，氧化锆陶瓷研磨介质球Zr02的含量》949L相比现有技术，本发明具有如下有益效果-a、由于本发明细粉料是由a-Al203颗粒、添加剂、含氧化锆物料等三种原料，以干粉共磨工艺制成，混合共磨粉粒度应全部小于0.02mm(500目)。这就可充分提高产品的分散均匀度，对降低气孔、增加体积密度、降低烧成温度促使高温刚玉莫来石相的形成，有着非常重要的作用。b、本发明充分利用含氧化锆物料和含莫来石为主相的物料，含氧化锆物料可用钢铁行业、玻璃行业或有色金属行业回收的含氧化锆的耐火材料代替，此种含氧化锆的耐火材料经过了长时间的高温使用，经过出杂再次利用非常稳定，对提高耐火球的抗热震性和热容量大有用处。含莫来石为主相的物料可用钢铁行业和陶瓷行业回收的含莫来石为主相的耐火材料代替，此种含莫来石为主相的耐火材料的莫来石相发育完全，再次利用对产品高温使用性能非常有利。这在资源日趋紧张的今天无疑意义重大，且节约了原料成本。c、本发明用含氧化锆物料、含莫来石为主相的物料结合刚玉、a—Al203颗粒和高铝矾土熟料，并且加入添加剂，经隧道窑1450。C160(TC高温烧成，产生稳定的高温刚玉莫来石相，对产品的使用性能大大提高。d、本发明采用的球磨机内衬为刚玉质陶瓷研磨衬砖，陶瓷研磨介质球为刚玉质陶瓷研磨介质球或氧化锆陶瓷研磨介质球，此种衬砖和瓷球磨损下来的物料对产品有益无害。e、本发明的产品具有显气孔率低、体积密度高、常温耐压强度高、荷重软化温度高、抗热震性能好、热容量大等优点，从而使产品能达到高温送风的目的，且使用过程中不粉化破损、不粘结变形，达到球式热风炉长寿化，并可重复使用。f、该发明的产品成品率高，特别是采用混合共磨粉后使产品的外表更加美观，成品率可达99%以上。本发明与现有技术镁铝球和高铝球采用同等直径耐火球性能对照表见附表l。附表l指x^名镁铝球机制C60高铝球机制C60本发明刚玉质耐火球机制C60显气孔率％《212217体积密度g/cm3>2.752.653.15常温耐压强度KN/球》172550荷重软化开始温度C>152014801620热震稳定性1100'C水冷次>31510综上所述，由于本发明采用干粉共磨工艺，且在能源日趋紧张的今天，充分合理利用回收原料经高温烧成，使其产生稳定的高温刚玉莫来石相，生产出显气孔率小于17%、体积密度大于3.15g/cm3、常温耐压强度大于50KN/球、荷重软化开始温度(100N/球)大于1620°C、抗热震稳定性(IIO(TC水冷)大于10次、蠕变率低、蓄热能力大、抗化学侵蚀性高、不粉化、不破损的优7质复合耐火球。该刚玉质耐火球成本低，具有推广应用价值。具体实施例方式本发明以下将结合实施例作进一步描述，但并不限制本发明。本发明的各实施例中的各原料重量百分比见附表2:附表2实施例重量％原料\规格\实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5刚玉5~3mm15580103lmm3045386035l~0.088mm15512520<0.044mm000105髙铝矾土熟料<0.088mm1725201010a—Ah03颗粒<0.2mra104424工业氧化锆或氧化锆砖或氧化锆坩埚或氧化锆加热元件<0.044mm10030锆英石粉或锆英石砖或锆质水口<0.044mm06902锆刚玉砖或锆莫来石砖<0.044mm00008合成莫来石或天然莫来石或莫来石砖或陶瓷辊棒<0.088mm105522粘土<0.088mm2484结合剂(木质素磺酸钙溶液)1.22g/cm31.28g/cm346424添加剂(电熔镁砂、轻烧镁粉)<0.088mm0.50001实施例l8a、按附表2中实施例1所对应的原料、规格、重量百分比称取粒度小于0.2mm的a-—A1203颗粒、粒度小于0.044mm含氧化锆物料、粒度小于0.088mm的添加剂(电熔镁砂或轻烧镁粉中的任意一种或两种组合)，采用干法共同混磨的方法制备成粒度全部小于0.02mm(500目)的细粉料(所述共同混磨的方法所采用的球磨机内衬为刚玉质陶瓷研磨衬砖，陶瓷研磨介质球为刚玉质陶瓷研磨介质球或氧化锆陶瓷研磨介质球，其中刚玉质陶瓷研磨衬砖和刚玉质陶瓷研磨介质球AI203的含量》95%，氧化锆陶瓷研磨介质球Zr02的含量^94%。)，备用；b、按表2中实施例1所对应的粒度小于0.088mm的高铝矾土熟料、粒度53mm的刚玉、粒度3lmm的刚玉、粒度l~0.088mm的刚玉、粒度小于0.088mm的粘土、粒度小于0.088mm的莫来石或含莫来石为主相物料粉以及颗粒原料、规格、重量百分比称取所需原料，备用；c、按表2中实施例1所对应的原料、规格、重量百分比称取结合剂——熬开的木质素磺酸钙溶液，备用；d、将步骤a、b所取得的细粉料以及颗粒原料混合，并将步骤c的结合剂——熬开的木质素磺酸钙溶液加入，按常规工艺湿碾困料；e、待困料24小时以上时，开始回碾、机压成型、坯体干燥，按传统工艺生产，干燥坯体后备用。f、将干燥后的坯体装入隧道窑，按1550'C烧成，保温8小时，出窑。产品出窑后，对其理化指标，外观质量进行检验；将检验合格的产品包装入库。其它实施例2、3、4、5的制备方法均与实施例1相同，各实施例所需的原料、规格及其重量百分比均在附表2中给出。实施例的成品理化指标见表3。9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1、一种球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述刚玉质耐火球包括下述主料、结合剂和添加剂；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度5～3mm的刚玉0～15％、粒度3～1mm的刚玉30～60％、粒度1～0.088mm的刚玉5～30％、粒度小于0.044mm的刚玉0～10％、粒度小于0.088mm的高铝矾土熟料10～25％、α-Al2O3颗粒2～10％、含氧化锆物料1～10％、粘土2～8％、莫来石或含莫来石为主相物料2～10％；所述结合剂的加入量为主料重量的1～6％；所述添加剂的加入量为主料重量的0～1％。2、根据权利要求l所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述刚玉是白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉或板状刚玉中的任意一种或多种组合；其中白刚玉中Al203的含量》98W，亚白刚玉中Al203的含量》97。/。、板状刚玉中八1203的含量》99%、棕刚玉中Al203的含量》95。/。，棕刚玉必须是倾倒炉法生产的。3、根据权利要求l所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述高铝矾土熟料中八1203的含量》88%。4、根据权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述01—八1203颗粒的粒度小于0.2mm，且01—^203颗粒中AI203的含量>98%;所述含氧化锆物料的粒度小于0.044mm;所述粘土的粒度小于0.088mm;所述含莫来石为主相的物料的粒度小于0.088mm。5、根据权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述结合剂为熬制的木质素磺酸钙溶液，其溶液比重为1.22g/cm3~1.28g/Cm3。6、根据权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述的添加剂为电熔镁砂或轻烧镁粉中的任意一种或两种组合，其粒度均小于0.088mm;所述电熔镁砂中MgO的含量》98%，所述轻烧镁粉中MgO的含量》96%。7、根据权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述含氧化锆物料为工业氧化锆、氧化锆砖、锆英石粉、锆刚玉砖、锆英石砖、锆质水口、锆莫来石砖、氧化锆坩埚、氧化锆加热元件中的任意一种或多种组合；其中工业氧化锆中Zr02的含量》99y。、氧化锆砖中Zr02的含量>97°/0、锆英石粉中Zr02的含量》649&、锆刚玉砖中ZrO2的含量》30。/Q、锆英石砖中Zr02的含量》5(m、锆质水口中Zr02的含量》63。/(K锆莫来石砖中Zr02的含量》7%、氧化锆坩埚中Zr02的含量》92。/。、氧化锆加热元件Zr02的含量>91%。8、根据权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球，其特征在于所述含莫来石为主相的物料为合成莫来石、天然莫来石、莫来石砖、陶瓷辊棒中的任意一种或多种组合；其中合成莫来石中莫来石相的含量>95%，AI203的含量》65%、天然莫来石中莫来石相的含量>75%，八1203的含量》68%、莫来石砖中莫来石相的含量》75%，Al203的含量》65y。、陶瓷辊棒中莫来石相的含量>90%，八1203的含量》65%。9、一种适用于权利要求1所述的球式热风炉用刚玉质耐火球的制备方法，其特征在于所述制备方法包括下述步骤困料、回碾、机压成型、坯体千燥，之后入隧道窑烧制而成，其烧制温度为1450°C~1600°C。10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于粒度小于0.2mm的a—八1203颗粒、粒度小于0.044mm含氧化锆物料、粒度小于0.088mm的添加剂是采用干法共同混磨的方法制备而成的细粉料；所述共同混磨的方法制备而成的细粉料粒度应全部小于0.02mm;所述共同混磨的方法所采用的球磨机内衬为刚玉质陶瓷研磨衬砖，陶瓷研磨介质球为刚玉质陶瓷研磨介质球或氧化锆陶瓷研磨介质球，其中刚玉质陶瓷研磨衬砖和刚玉质陶瓷研磨介质球八1203的含量》95%,氧化锆陶瓷研磨介质球Zr02的含量》94yo。全文摘要一种球式热风炉用刚玉质耐火球及其制备方法，其特征在于所述刚玉质耐火球包括下述主料、结合剂和添加剂；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度5～3mm的刚玉0～15％、粒度3～1mm的刚玉30～60％、粒度1～0.088mm的刚玉5～30％、粒度小于0.044mm的刚玉0～10％、粒度小于0.088mm的高铝矾土熟料10～25％、α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>颗粒2～10％、含氧化锆物料1～10％、粘土2～8％、莫来石或含莫来石为主相物料2～10％；所述结合剂的加入量为主料重量的1～6％；所述添加剂的加入量为主料重量的0～1％。本发明的制备方法采用困料、回碾、机压成型、坯体干燥，之后入隧道窑烧制而成，其烧制温度为1450℃～1600℃。文档编号C21B9/00GK101555151SQ20091006499公开日2009年10月14日申请日期2009年5月25日优先权日2009年5月25日发明者刘永升,刘永春,宋继昌,潘之雄申请人:巩义市金岭耐火材料有限公司