一种耐高温复合坩埚及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料技术领域，特别是涉及一种耐高温复合坩埚及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 耐火材料一般分为两种，即不定型耐火材料和定型耐火材料。定型耐火材料一般 指耐火砖，其形状有标准规则，也可以根据需要筑切时临时加工。耐火砖简称火砖。用耐 火黏土或其他耐火原料烧制成的耐火材料。淡黄色或带褐色。主要用于砌冶炼炉，能耐1， 580°C-1，77(TC的高温。高铝质耐火材料以氧化铝为主要成分，具有体积稳定、抗侵蚀、耐渗 透等特点，广泛用于水泥窑的预热器、分解炉、三次风管等部位。
[0003] 中国专利CN103030408A公开了一种碳化硅镁砖的生产方法，以当地资源碳化硅 和氧化镁作为原材料生产，节省成本，但是不适应大多数地区，且产品耐火温度不高。中国 专利CN100372808C公开了一种含锆镁砖的制造方法，产品化学稳定性好，熔点高，但是成 本很高，且对氧化锆的粉碎工艺要求相当高。中国专利CN1583670A公开了一种由钛及钛合 金熔炼坩埚材料，使用了氮化硼和适量的助剂。这种方法制备的坩埚化学性质稳定，坩埚毛 坯在烧结时粘结面大，气孔率低，机械强度、热物理性质、抗金属熔体化学侵蚀能力和耐火 度均得到提高，然而成本较高，对设备要求较高，使用对象针对性太强。中国专利CN1087859 公开了 一种耐高温石墨坩埚及其制作工艺，该坩埚具有耐高温性能优良，使用寿命长，制作 工艺简单等优点，但是工艺流程复杂，难以控制成本。中国专利CN101318812B公开了一种 高铝质耐高温坩埚的制备方法，使用了铝土矿熟料、苏州土、碳化硅、熟滑石、锆英石等原 料，其化学稳定性好，热物理性质优良，使用寿命长，但是工艺精度高，对设备要求高，原料 获得不易。
【发明内容】
[0004] 为了解决耐高温坩埚工艺流程复杂，成本偏高的问题，我们提出了一种耐高温复 合坩埚及其制备方法，采用本发明可以有效提高产品急冷急热性能，提高坩埚使用寿命，降 低成本，简化工艺。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 为实现上述目的，本发明提供一种耐高温复合坩埚，其特征在于，由以下重量份的原料 组成：氧化错砂2~8份、白刚玉47~81份、板状刚玉10~30份、莫来石5~10份、添加 剂1~3份和润湿剂1~2份。配方以各种氧化铝耐材为基础，构成复合材料，提高产品的 急冷急热性能。颗粒细微的氧化铝砂在烧制过程中，l〇〇〇°C左右就开始发生固相烧结反应， 并生成原位微细化尖晶石相，使得坩埚有良好的中高温强度。
[0006] 优选地，上述氧化铝砂中氧化铝含量不低于99%，白刚玉中氧化铝含量不低于 99 %，板状刚玉中氧化铝含量不低于99%，莫来石中铝硅酸盐含量不低于98 %。原料中氧 化铝的含量直接影响产品的高温物理性质，杂质二氧化硅易与材料中的氧化铝、氧化镁和 氧化钙在高温下生成低熔物，同时这类杂质在使用过程中易与钢水、钢渣中的氧化铝、氧化 钙反应生成低熔物，保证了良好的高温强度及荷重软化点，增强了材料的整体抗侵蚀性能。
[0007] 优选地，上述添加剂由硅溶胶和木质素磺酸钠溶液组成，其重量比为：1 : 1~3。 木质素磺酸钠有良好的扩散性能，其水溶液为棕色至黑色，有胶体特性，溶液的黏度随浓度 的增加而升商。在大规格墙地砖及耐火砖制造过程中，可以使还体原料微粒牢固粘结起来， 可使干坯强度提高20% -60%以上。硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒，颗粒细微，对基层有较 强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，使涂料具有较强的粘结力。
[0008] 优选地，上述润湿剂为聚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚氧乙烯脂肪醚中的一种 或任意两种。润湿剂可降低水性涂料的表面张力，当与固体表面接触时，亲油基附着于固体 表面，亲水基向外伸向液体中，使液体在固体表面形成连续相，能显著减少结合剂中溶剂的 加入量。
[0009] 本发明同时提供一种耐高温复合坩埚的制备方法，步骤如下： (1) 将氧化铝砂、白刚玉、板状刚玉和莫来石粉碎成〇. 3~IOmm的碎料； (2) 在碎料中加入添加剂和润湿剂，送入配料搅拌罐，常温常压搅拌15~60分钟； (3) 送入制砖机模具内在1~4T/cm2的压力下压制成型； (4) 送入隧道窑内，在还原气氛中，1450~1700摄氏度下焙烧2. 5~10小时； (5) 成型，干燥，拣选，检验，包装入库。
[0010] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：热稳定性强，抗腐蚀能力强，使用寿命 长，成本低廉，工艺简单。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限 于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通或改变都落入本发明保护范围；且下 述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0012] 实施例1 : 一种耐高温复合坩埚，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂3份、白刚玉64份、板状刚 玉25份、莫来石5份、添加剂2份和润湿剂1份。生产步骤如下： (1) 将氧化铝砂、白刚玉、板状刚玉和莫来石粉碎成〇. 3~IOmm的碎料； (2) 在碎料中加入添加剂和润湿剂，送入配料搅拌罐，常温常压搅拌15~60分钟；添 加剂中硅溶胶和木质素磺酸钠溶液的重量比为1 : 2 ;润湿剂为十二烷基苯磺酸钠溶液。
[0013] (3)送入制砖机模具内在2T/cm2的压力下压制成型； (4) 送入隧道窑内，在还原气氛中，1500摄氏度下焙烧8小时； (5) 成型，干燥，拣选，检验，包装入库。随机取样10份，检测各性能，结果如表1所示。
[0014] 实施例2 : 一种耐高温复合坩埚，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂5份、白刚玉62份、板状刚 玉25份、莫来石5份、添加剂2份和润湿剂1份。
[0015] 生产步骤与实施例1基本相同。完成后随机取样10份进行高温性能测试，结果如 表1所示。
[0016] 实施例3: 一种耐高温复合坩埚，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂8份、白刚玉59份、板状刚 玉25份、莫来石5份、添加剂2份和润湿剂1份。
[0017] 生产步骤与实施例1基本相同。完成后随机取样10份进行高温性能测试，结果如 表1所示。
[0018] 实施例4: 一种耐高温复合坩埚，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂8份、白刚玉54份、板状刚 玉25份、莫来石10份、添加剂2份和润湿剂1份。
[0019] 生产步骤与实施例1基本相同。完成后随机取样10份进行高温性能测试，结果如 表1所示。
[0020] 对比例： 市购普通铝质耐高温坩埚，随机取样10份进行高温性能测试，结果如表1所示。
从表1中看出，使用本发明制造的耐高温复合坩埚与市购普通铝质耐高温坩埚相比 氧化铝含量高，含铁量低，体积密度大，高温性能好，且通过长期生产发现，原料成本可降低 10 ~20%〇
【主权项】
1. 一种耐高温复合坩埚，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂2~8份、白 刚玉47~81份、板状刚玉10~30份、莫来石5~10份、添加剂广3份和润湿剂广2份。2. 如权利要求1所述的耐高温复合坩埚，其特征在于，所述氧化铝砂中氧化铝含量不 低于99%，白刚玉中氧化铝含量不低于99%，板状刚玉中氧化铝含量不低于99%，莫来石中铝 硅酸盐含量不低于98%。3. 如权利要求1所述的耐高温复合坩埚，其特征在于，所述添加剂由硅溶胶和木质素 磺酸钠溶液组成，其重量比为4. 如权利要求1所述的耐高温复合坩埚，其特征在于，所述润湿剂为聚羧酸钠、十二烷 基苯磺酸钠和聚氧乙烯脂肪醚中的一种或任意两种。5. -种耐高温复合坩埚的制备方法，其特征在于，步骤如下： (1) 将氧化铝砂、白刚玉、板状刚玉和莫来石粉碎成〇. 3~10mm的碎料； (2) 在碎料中加入添加剂和润湿剂，送入配料搅拌罐，常温常压搅拌15~60分钟； (3) 送入制砖机模具内在l~4T/cm2的压力下压制成型； (4) 送入隧道窑内，在还原气氛中，1450~1700摄氏度下焙烧2. 5~10小时； (5) 成型，干燥，拣选，检验，包装入库。
【专利摘要】本发明提供一种耐高温复合坩埚，由以下重量份的原料组成：氧化铝砂2~8份、白刚玉47~81份、板状刚玉10~30份、莫来石5~10份、添加剂1~3份和润湿剂1~2份。本发明同时提供一种耐高温复合坩埚的制备方法，步骤如下：（1）将氧化铝砂、白刚玉、板状刚玉和莫来石粉碎成0.3~10mm的碎料；（2）在碎料中加入添加剂和润湿剂，送入配料搅拌罐，常温常压搅拌15~60分钟；（3）送入制砖机模具内在1~4T/cm2的压力下压制成型；（4）送入隧道窑内，在还原气氛中，1450~1700摄氏度下焙烧2.5~10小时；（5）成型，干燥，拣选，检验，包装入库。采用本发明的制造的耐高温复合坩埚热稳定性强，抗腐蚀能力强，使用寿命长，成本低廉，工艺简单。
【IPC分类】C04B35/66, C04B35/622
【公开号】CN105000893
【申请号】CN201410455619
【发明人】徐孝生
【申请人】长兴嘉诚耐火材料有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年9月9日