一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法【
技术领域：
】[0001]本发明属于刚玉质耐火材料
技术领域：
。具体涉及一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。【
背景技术：
】[0002]耐火材料直接应用于钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷和化工、机械、电力等国民经济各个领域的高温工业生产过程中，是保证上述产业运行和技术发展必不可少的基础材料。近年来，节能降耗成为了高温工业的重要方向之一，保温隔热材料得到了迅速发展，轻量高温工业炉衬吸引了越来越多的重视。然而，耐火材料既是炉衬材料，同时也参与高温过程，其在服役过程中的损坏主要表现为高温介质(熔渣)侵蚀破坏。因此，研发具有高抗渣性能的轻量化耐火材料对于减少资源消耗、节约能源、提高生产效率和质量具有重要的实际意义和应用价值。[0003]黄奥等人研究发现微孔化可以显著提高轻量化耐火材料的抗渣性(A.Huang,Η.Z.Gu，Y.Zou,Towardsefficientmodelingonslagcorros1noflightweightcorundumspinelcastableforladle,in:Proceedingofthe13thUnifiedInternat1nalTechnicalConferenceonRefractories(UNITECR)，2013，Victoria,BC，Canada.)。目前的轻量化耐火材料由于体积密度较低，气孔较多，相比于普通的耐火材料，其熔渣的扩散通道更多，渣蚀过程更加复杂。因此，要求轻量化的耐火材料具有较多的微闭口气孔和能够在较广泛的渣组成条件下形成抗渣防护层的能力，而目前报道的轻量材料还难以达到要求。【
发明内容】[0004]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种体积密度低、平均孔径小、闭口气孔率高、热导率低、热震稳定性好、耐冲刷和抗熔渣侵蚀能力强的轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。[0005]为实现上述任务，本发明所米用的技术方案是:以90~99wt%的A1203微粉和l~10wt%的MgO微粉为原料，外加占所述原料5~15wt%的糖类聚合物，用行星球磨机混合0.05-0.8小时；再加入占所述原料6~20wt%的水，旋转造粒，即得预制球。[0006]将氧化铝溶胶和P-A1203微粉按照质量比为(0.04?0.1):1混合成浆体，再将所述浆体均匀地喷洒在预制球的表面，喷洒在预制球表面的浆体厚度与预制球的半径比为(0.05?0.12):1;然后在110~200°C条件下干燥12~36小时，在超高温竖窑于1900~2100°C条件下煅烧2~5小时，即得轻量等径微孔刚玉复相球。[0007]所述A1203微粉为α-Α1203微粉或为γ_A1203微粉;A1203微粉的A1203含量>99.3wt%，粒径D5Q〈6ym。[0008]所述MgO微粉的MgO含量>99wt%，粒径D5。〈6μm。[0009]所述糖类聚合物为糊精、淀粉、甲壳素中的一种以上。[0010]所述氧化铝溶胶的分散质含量>25wt%，平均粒径为20~50nm。[0011]所述p-A1203微粉的A1203含量>99wt%，粒径为D5。〈6μm。[0012]所述行星球磨机的研磨球为刚玉质球。[0013]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果:本发明引入的MgO微粉能够在烧结前期与氧化铝原位反应生成镁铝尖晶石，产生原位相应力。适量的原位相应力的存在能够有效促使表面包裹的纳米氧化铝超塑性的发挥，使得晶界快速移动，在孔洞被排除之前将其封闭和分割为微小气孔，从而形成大量微小闭口气孔包裹层；同时，纳米氧化铝和P-A1203的复合胶结，大幅增加了造粒球的表面强度，干燥过程中，造粒球不开裂。[0014]本发明所制备的轻量等径微孔刚玉复相球经检测:体积密度为2.7-3.0g/cm3，闭口气孔率占总气孔率比例>60%，平均孔径为0.1-0.5μπι。[0015]因此，本发明所制备的轻量等径微孔刚玉复相球具有体积密度低、平均孔径小、闭口气孔率高、热导率低、热震稳定性好、耐冲刷和抗熔渣侵蚀能力强的特点。【具体实施方式】[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制:为避免重复，先将本【具体实施方式】所涉及的原料和工艺参数统一描述如下，实施例中不再赘述:所述Α1203微粉为α-Α1203微粉或为γ-Α1203微粉；A1203微粉的A1203含量>99.3wt%,粒径D50〈6μm。[0017]所述MgO微粉的MgO含量>99wt%，粒径D5。〈6μm。[0018]所述糖类聚合物为糊精、淀粉、甲壳素中的一种以上。[0019]所述氧化铝溶胶的分散质含量>25wt%，平均粒径为20~50nm。[0020]所述p-A1203微粉的A1203含量>99wt%，粒径为D5。〈6μm。[0021]所述行星球磨机的研磨球为刚玉质球。[0022]实施例1一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。以90~93被％的α-Α1203微粉和7~10wt%的MgO微粉为原料，外加占所述原料5~10wt%的糊精，用行星球磨机混合0.05-0.4小时；再加入占所述原料6~15wt%的水，旋转造粒，即得预制球。[0023]将氧化铝溶胶和P-A1203微粉按照质量比为(0.04?0.07):1混合成浆体，再将所述浆体均匀地喷洒在预制球的表面，喷洒在预制球表面的浆体厚度与预制球的半径比为(0.08?0.12):1;然后在110~160°C条件下干燥24~36小时，在超高温竖窑于1900~2000°C条件下煅烧3~5小时，即得轻量等径微孔刚玉复相球。[0024]本实施例所制备的轻量等径微孔刚玉复相球经检测:体积密度为2.75-2.8g/cm3，闭口气孔率占总气孔率比例>63%，平均孔径为0.3-0.5μπι。[0025]实施例2一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。以90~93wt%的γ-Α1203微粉和7~10wt%的MgO微粉为原料，外加占所述原料10~15wt%的淀粉，用行星球磨机混合0.4-0.8小时；再加入占所述原料13~20wt%的水，旋转造粒，即得预制球。[0026]将氧化铝溶胶和P-A1203微粉按照质量比为(0.07?0.1):1混合成浆体，再将所述浆体均匀地喷洒在预制球的表面，喷洒在预制球表面的浆体厚度与预制球的半径比为(0.05?0.09):1;然后在150~200°C条件下干燥12~24小时，在超高温竖窑于2000~2100°C条件下煅烧2~4小时，即得轻量等径微孔刚玉复相球。[0027]本实施例所制备的轻量等径微孔刚玉复相球经检测:体积密度为2.7-2.75g/cm3，闭口气孔率占总气孔率比例>60%，平均孔径为0.35-0.5μπι。[0028]实施例3一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。以92~95wt%的α_Α1203微粉和5~8wt%的MgO微粉为原料，外加占所述原料5~10wt°/c^9甲壳素，用行星球磨机混合0.05~0.4小时；再加入占所述原料6~15wt%的水，旋转造粒，即得预制球。[0029]将氧化铝溶胶和P-A1203微粉按照质量比为(0.04?0.07):1混合成浆体，再将所述浆体均匀地喷洒在预制球的表面，喷洒在预制球表面的浆体厚度与预制球的半径比为(0.08?0.12):1;然后在110~160°C条件下干燥24~36小时，在超高温竖窑于1900~2000°C条件下煅烧3~5小时，即得轻量等径微孔刚玉复相球。[0030]本实施例所制备的轻量等径微孔刚玉复相球经检测:体积密度为2.75-2.88g/cm3，闭口气孔率占总气孔率比例>65%，平均孔径为0.3-0.45μm。[0031]实施例4一种轻量等径微孔刚玉复相球及其制备方法。以92~95wt%的α_Α1203微粉和5~8wt%的MgO微粉为原料，外加占所述原料10~15wt%的糊精和淀粉的混合物，用行星球磨机混合0.4-0.8小时；再加入占所述原料13~20wt%的水，旋转造粒，即得预制球。[0032]将氧化铝溶胶和P-A1203当前第1页1 2