專利名稱：：一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及耐火材料生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球及其制備方法。該復(fù)合耐火球可用于大中型高爐球式熱風(fēng)爐的中溫段和低溫段。
背景技術(shù)：
：目前，球式熱風(fēng)爐以其具有的占地小、熱效率高、投資少的優(yōu)點正在取代傳統(tǒng)的熱風(fēng)爐。為了提高大中型球式熱風(fēng)爐的穩(wěn)定性，提高其風(fēng)溫，則需要有高質(zhì)量的耐火球來支持。迄今為止，在大中型高爐球式熱風(fēng)爐的中溫段和低溫段多采用鎂鋁球和高鋁球，雖說鎂鋁球具有密度大、熱容量高、蓄熱能力強、抗堿性能好等優(yōu)點，但鎂鋁球的強度低、抗熱震性差、在使用中容易水化破損、不能適宜酸性渣的侵蝕，使用壽命低。則高鋁球的強度低、密度小、抗化學(xué)侵蝕性差、在使用中容易變形堵塞氣體通道，使換球周期短，不能滿足大中型球式熱風(fēng)爐的使用。為了適應(yīng)球式熱風(fēng)爐技術(shù)大型化，解決球床壽命低的問題，研制開發(fā)新材質(zhì)耐火球是當(dāng)務(wù)之急。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處，在充分利用資源、節(jié)能降耗前提下，提供一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球及其制備方法。該復(fù)合耐火球是充分利用含氧化鉻物料、含氧化鋯物料、含莫來石為主相的物料結(jié)合高鋁礬土熟料，在高溫下燒成的優(yōu)質(zhì)復(fù)合耐火球，它可取代現(xiàn)有技術(shù)的鎂鋁球、高鋁球，廣泛用于大中型球式熱風(fēng)爐的中溫段和低溫段。本發(fā)明目的可通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球包括下述主料和結(jié)合劑；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度3~lmm的高鋁礬土熟料30-60°/。、；拉度l0.088mm的高鋁磯土熟料5~30%、粒度小于0.088mm的高鋁磯土熟料10~25%、粒度小于0.044mm的高鋁砜土熟料010%、剛玉010%、含氧化鉻物料1~10%、含氧化鋯物料1~10%、粘土28%、含莫來石為主相的物料2~10°/。；所述結(jié)合劑的加入量為主料重量的1~6%。本發(fā)明中所述的高鋁礬土熟料中八1203的含量》85%。所述剛玉的粒度小于0.088mm;所述含氧化鉻物料的粒度小于0.088mm;所述含氧化鋯物料的粒度小于0.044mm;所述粘土的粒度小于0.088mm;所述含莫來石為主相的物料的粒度小于0.088mm。所述結(jié)合劑為熬制的木質(zhì)素磺酸鈣溶液，其溶液比重為1.22g/cm3~1.28g/cm3。所述剛玉是白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉或板狀剛玉中的任意一種或多種組合；其中白剛玉中AL03的含量》98Q/。，亞白剛玉中Al203的含量》97yo、棕剛玉中AI203的含量》95%、板狀剛玉中AI203的含量》99°/0。所述含氧化鉻物料為工業(yè)氧化鉻、高鉻磚或鉻剛玉磚中的任意一種或多種組合；其中工業(yè)氧化鉻中(^203的含量》99%、高鉻磚中0203的含量》80%、鉻剛玉磚中(^203的含量》15%。所述含氧化鋯物料為工業(yè)氧化鋯、氧化鋯磚、鋯英石粉、鋯剛玉磚、鋯英石磚、鋯質(zhì)水口、鋯莫來石磚、氧化鋯坩堝、氧化鋯加熱元件中的任意一種或多種組合；其中工業(yè)氧化鋯中Zr02的含量》999&、氧化鋯磚中Zr02的含量>97%、鋯英石粉中Zr02的含量》64y。、鋯剛玉磚中Zr02的含量》30%、鋯英石磚中2102的含量》50%、鋯質(zhì)水口中Zr02的含量》63。/Q、鋯莫來石磚中Zr02的含量》7%、氧化鋯坩堝中Zr02的含量》92G/。、氧化鋯加熱元件Zr02的含量》91%。所述含莫來石為主相的物料為合成莫來石、天然莫來石、莫來石磚、陶瓷輥棒中的任意一種或多種組合；其中合成莫來石中莫來石相的含量》95%，八1203的含量》65%、天然莫來石中莫來石相的含量》75%，AIA的含量》689&、莫來石磚中莫來石相的含量>75%，AIA的含量》65y。、陶瓷輥棒中莫來石相的含量》90%，八1203的含量》65%。本發(fā)明的制備方法如下本發(fā)明的制備方法是采用傳統(tǒng)制球工藝進(jìn)行困料、回碾、機壓成型、坯體干燥，之后入隧道窯燒制而成，其燒制溫度為1500°C1600°C。本發(fā)明中所述的木質(zhì)素磺酸l^溶液的熬制時間大于2小時。本發(fā)明中所述粒度小于0.044mm的高鋁礬土熟料、粒度小于0.088mm的剛玉、粒度小于0.088mm的含氧化鉻物料和粒度小于0.044mm含氧化鋯物料是采用干法共同混磨的方法制備而成的細(xì)粉料；所述共同混磨的方法所采用的球磨機內(nèi)襯為剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚，陶瓷研磨介質(zhì)球為剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球或氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球，其中剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚和剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球AIA的含量》95%，氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球Zr02的含量》94%。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果a、由于本發(fā)明中的細(xì)粉料原料是采用干粉共磨的工藝方法制成，且混合共磨粉的粒度全部小于0.044mm，這就可充分提高產(chǎn)品的分散均勻度，對降低氣孔、增加體積密度、降低燒成溫度促使高溫復(fù)合相的形成，有著非常重要的作用。'b、本發(fā)明充分利用含氧化鉻物料、含氧化鋯物料和含莫來石為主相的物料，含氧化鉻物料可用石化行業(yè)或玻璃行業(yè)回收的含氧化鉻的耐火材料代替，此種含氧化鉻的耐火材料經(jīng)過了長時間的高溫，再次利用對產(chǎn)品高溫性能非常有利，對耐火球的抗化學(xué)侵蝕和熱容量大有提高。含氧化鋯物料可用鋼鐵行業(yè)、玻璃行業(yè)或有色金屬行業(yè)回收的含氧化鋯的耐火材料代替，此種含氧化鋯的耐火材料經(jīng)過了長時間的高溫使用，經(jīng)過出雜再次利用非常穩(wěn)定，對提高耐火球的抗熱震性和熱容量大有用處。含莫來石為主相的物料可用鋼鐵行業(yè)和陶瓷行業(yè)回收的含莫來石為主相的耐火材料代替，此種含莫來石為主相的耐火材料的莫來石相發(fā)育完全，再次利用對產(chǎn)品高溫使用性能非常有利。這在資源日趨緊張的今天無疑意義重大，且節(jié)約了原料成本。c、本發(fā)明用含氧化鉻物料、含氧化鋯物料、含莫來石為主相的物料結(jié)合6高鋁礬土熟料經(jīng)隧道窯1500'C160(TC高溫?zé)桑a(chǎn)生穩(wěn)定的高溫復(fù)合相，對產(chǎn)品的使用性能大大提高。d、本發(fā)明采用的球磨機內(nèi)襯為剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚，陶瓷研磨介質(zhì)球為剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球或氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球，此種襯磚和瓷球磨損下來的物料對產(chǎn)品有益無害。e、本發(fā)明的產(chǎn)品具有顯氣孔率低、體積密度高、常溫耐壓強度高、荷重軟化溫度高、抗熱震性能好、熱容量大等優(yōu)點，從而使產(chǎn)品能達(dá)到高溫送風(fēng)的目的，且使用過程中不粉化破損、不粘結(jié)變形，達(dá)到球式熱風(fēng)爐長壽化，并可重復(fù)使用。f、該發(fā)明的產(chǎn)品成品率高，特別是采用混合共磨粉后使產(chǎn)品的外表更加美觀，成品率可達(dá)99%以上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)鎂鋁球和高鋁球采用同等直徑耐火球性能對照表見附表l。附表l指名鎂鋁球機制<260高鋁球機制C60本發(fā)明復(fù)合耐火球機制CJ60顯氣孔率％《212219體積密度g/cm3》2.752.652.9常溫耐壓強度KN/球>172535荷重軟化開始溫度'c》15201480函熱震穩(wěn)定性UOO'C水冷次>31525綜上所述，由于本發(fā)明采用干粉共磨工藝，且在能源日趨緊張的今天，充分合理利用回收原料經(jīng)高溫?zé)?，使其產(chǎn)生穩(wěn)定的高溫復(fù)合相，生產(chǎn)出顯氣孔率小于19°/。、體積密度大于2.9g/cm3、常溫耐壓強度大于35KN/球、荷重軟化開始溫度(100N/球)大于1580°C、抗熱震穩(wěn)定性(IIO(TC水冷)大于25次、蠕變率低、蓄熱能力大、抗化學(xué)侵蝕性高、不粉化、不破損的優(yōu)質(zhì)復(fù)7合耐火球。該復(fù)合耐火球成本低，具有推廣應(yīng)用價值。具體實施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合實施例作進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明中各實施例中的各原料重量百分比見附表2:附表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例la、按附表2中實施例1所對應(yīng)的原料、規(guī)格、重量百分比稱取粒度小于0.044mm的高鋁砜土熟料、粒度小于0.088mm的板狀剛玉、粒度小于0.088mm的含氧化鉻物料——高鉻磚或工業(yè)氧化鉻和粒度小于0.044mm含氧化鋯物料——鋯英石粉或鋯英石磚或鋯質(zhì)水口，采用干法共同混磨方法制備而成的粒度全部小于0.044mm的細(xì)粉料(所述共同混磨的方法所采用的球磨機內(nèi)襯為剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚，陶瓷研磨介質(zhì)球為剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球或氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球，其中剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚和剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球AIA的含量》95%，氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球Zr02的含量》94y。)，備用；b、按表2中實施例1所對應(yīng)的粒度小于0.088mm的高鋁礬土熟料、含莫來石為主相的物料粉以及顆粒原料、規(guī)格、重量百分比稱取所需原料，備用；c、按表2中實施例1所對應(yīng)的原料、規(guī)格、重量百分比稱取結(jié)合劑——熬開的木質(zhì)素磺酸鈣溶液，備用；d、將步驟a、b所取得的細(xì)粉料、粒度小于0.088mm的高鋁礬土熟料、含莫來石為主相的物料粉以及顆粒原料混合，并將步驟c的結(jié)合劑——熬開的木質(zhì)素磺酸鈣溶液加入，按常規(guī)工藝濕碾困料；e、待困料24小時以上時，開始回碾、機壓成型、坯體干燥，按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)，干燥坯體后備用。f、將干燥后的坯體裝入隧道窯，在1550'C的溫度條件下燒成，保溫8小時，出窯。產(chǎn)品出窯后，對其理化指標(biāo)，外觀質(zhì)量進(jìn)行檢驗；將檢驗合格的產(chǎn)品包裝入庫。其它實施例2、3、4、5、6、7的制備方法均與實施例l相同，各實施例所需的原料、規(guī)格及其重量百分比均在附表2中給出。實施例的成品理化指標(biāo)見表3。表3:實施例各項成品理化指標(biāo)\實指\^^^^施，，例實施例實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6實施例7顯氣孔率18.616.318.517.518.317.917.7體積密度g/cm32.942.962.952.982.912.932.97常溫耐壓強度KN/球53463856374042荷重軟化開始溫度1595159016051595158515901595熱震穩(wěn)定性(iioox:水冷)次2927353830353710權(quán)利要求1、一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述復(fù)合耐火球包括下述主料和結(jié)合劑；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度3～1mm的高鋁礬土熟料30～60％、粒度1～0.088mm的高鋁礬土熟料5～30％、粒度小于0.088mm的高鋁礬土熟料10～25％、粒度小于0.044mm的高鋁礬土熟料0～10％、剛玉0～10％、含氧化鉻物料1～10％、含氧化鋯物料1～10％、粘土2～8％、含莫來石為主相的物料2～10％；所述結(jié)合劑的加入量為主料重量的1～6％。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述高鋁礬土熟料中AIA的含量》85呢。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述剛玉的粒度小于0.088mm;所述含氧化鉻物料的粒度小于0.088mm;所述含氧化鋯物料的粒度小于0.044mm;所述粘土的粒度小于0.088mm;所述含莫來石為主相的物料的粒度小于0.088mm。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述結(jié)合劑為熬制的木質(zhì)素磺酸l溶液，其溶液比重為1.22g/Cm31.28g/cm3。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述剛玉是白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉或板狀剛玉中的任意一種或多種組合；其中白剛玉中六1203的含量》98%，亞白剛玉中Al203的含量^97y。、棕剛玉中AI203的含量》95%、板狀剛玉中Al203的含量》99yo。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述含氧化鉻物料為工業(yè)氧化鉻、高鉻磚或鉻剛玉磚中的任意一種或多種組合；其中工業(yè)氧化鉻中0203的含量》99%、高鉻磚中(^203的含量》80%、鉻剛玉磚中(^203的含量》15%。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述含氧化鋯物料為工業(yè)氧化鋯、氧化鋯磚、鋯英石粉、鋯剛玉磚、鋯英石磚、鋯質(zhì)水口、鋯莫來石磚、氧化鋯坩堝、氧化鋯加熱元件中的任意一種或多種組合；其中工業(yè)氧化鋯中Zr02的含量》99%、氧化鋯磚中Zr02的含量》97%、鋯英石粉中Zr02的含量>64%、鋯剛玉磚中Zr02的含量》30%、鋯英石磚中Zr02的含量》5(F。、鋯質(zhì)水口中Zr02的含量^63。/。、鋯莫來石磚中Zr02的含量》7%、氧化鋯坩堝中Zr02的含量》92%、氧化鋯加熱元件Zr02的含量>91%。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球，其特征在于所述含莫來石為主相的物料為合成莫來石、天然莫來石、莫來石磚、陶瓷輥棒中的任意一種或多種組合；其中合成莫來石中莫來石相的含量》95%，AI^的含量》65%、天然莫來石中莫來石相的含量》75%，AIA的含量》68。/。、莫來石磚中莫來石相的含量》75%，Al203的含量》659k陶瓷輥棒中莫來石相的含量》90%，八1203的含量》65%。9、一種適用于權(quán)利要求1所述的球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球的制備方法，其特征在于所述制備方法包括困料、回碾、機壓成型、坯體干燥，之后入隧道窯燒制而成，其燒制溫度為1500°C~1600°C。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于:所述粒度小于0.044mm的高鋁礬土熟料、粒度小于0.088mm的剛玉、粒度小于0.088mm的含氧化鉻物料和粒度小于0.044mm含氧化鋯物料是采用干法共同混磨的方法制備而成的細(xì)粉料；所述共同混磨的方法所采用的球磨機內(nèi)襯為剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚，陶瓷研磨介質(zhì)球為剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球或氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球，其中剛玉質(zhì)陶瓷研磨襯磚和剛玉質(zhì)陶瓷研磨介質(zhì)球AIA的含量>95%，氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)球Zr02的含量》94%。全文摘要一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合耐火球及其制備方法，所述復(fù)合耐火球包括下述主料和結(jié)合劑；其中所述主料包括下述重量百分比的原料粒度3～1mm的高鋁礬土熟料30～60％、粒度1～0.088mm的高鋁礬土熟料5～30％、粒度小于0.088mm的高鋁礬土熟料10～25％、粒度小于0.044mm的高鋁礬土熟料0～10％、剛玉0～10％、含氧化鉻物料1～10％、含氧化鋯物料1～10％、粘土2～8％、莫來石或含莫來石為主相物料2～10％；所述結(jié)合劑的加入量為主料重量的1～6％。本發(fā)明的制備方法采用困料、回碾、機壓成型、坯體干燥，之后入隧道窯燒制而成，其燒制溫度為1500℃～1600℃。文檔編號C04B35/66GK101550019SQ20091006499公開日2009年10月7日申請日期2009年5月25日優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日發(fā)明者劉永升,劉永春,宋繼昌,潘之雄申請人:鞏義市金嶺耐火材料有限公司