專利名稱：燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝，具體而言涉及燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝中成球工段的操作步驟。
背景技術(shù)：
燒結(jié)板狀剛玉是美國鋁業(yè)公司(現(xiàn)更名為安邁鋁業(yè))于二十世紀(jì)三十年代開始研制，六十年代投入工業(yè)化生產(chǎn)。燒結(jié)板狀剛玉是目前鋼鐵行業(yè)中大力推行潔凈鋼、提高連鑄比、生產(chǎn)高純鋼工藝中不可或缺的耐火原料。已在我國的寶鋼、武鋼、首鋼、唐鋼、鞍鋼等數(shù)十家大型鋼鐵企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，形成了壟斷全球的局面。國內(nèi)其它制造剛玉耐火原料的企業(yè)，目前都無法生產(chǎn)出達(dá)到國外技術(shù)指標(biāo)的燒結(jié)板狀剛玉產(chǎn)品。
中國是鋼鐵生產(chǎn)大國，中國耐火材料比消耗是其他國家的2倍之多。高等級的耐火材料創(chuàng)造高等級的鋼，高性能的耐火材料需求高性能的原材料。由此可見，以自主知識產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)高檔耐火原材料燒結(jié)板狀剛玉，替代安邁公司產(chǎn)品，具有重要的戰(zhàn)略意義。
國家耐火材料行業(yè)協(xié)會對燒結(jié)板狀剛玉的發(fā)展十分重視，“八五”、“九五”、“十五”、 “十一五”期間，都把燒結(jié)板狀剛玉作為重要課題攻關(guān)，由天津大學(xué)、梅河口砂輪廠等單位進行了電熔法實驗并通過技術(shù)鑒定，但由于使用技術(shù)的限制，未達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，產(chǎn)品性能、 理化指標(biāo)達(dá)不到使用要求，因而未形成市場供應(yīng)。
1995年山東鋁業(yè)建設(shè)了一座直徑200mm豎窯實驗生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉，1996年濟南市平陰魯耐火新型材料廠在山東鋁業(yè)實驗的基礎(chǔ)上試建了一座直徑為400mm的豎窯生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉，由于種種原因，沒有實現(xiàn)燒結(jié)板狀剛玉的工業(yè)化生產(chǎn)，使該產(chǎn)品還是由安邁公司壟斷。，國內(nèi)大部分生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉的企業(yè)其產(chǎn)品均未達(dá)到安邁公司的產(chǎn)品性能，生產(chǎn)過程很不穩(wěn)定。歸其原因主要是燒結(jié)板狀剛玉的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及工藝參數(shù)控制因素未得到徹底解決。
燒結(jié)板狀剛玉是一種燒結(jié)完全的高性能氧化鋁耐火原料。其基本制備原理是采用優(yōu)質(zhì)工業(yè)三氧化二鋁為原料，在接近熔點(2000°C)的超高溫條件下，采用快速升溫和快速降溫的方法，使A1203的晶相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，由疏松的粉末結(jié)構(gòu)變?yōu)橹旅艿木w結(jié)構(gòu)，其晶格呈平板狀相互穿插交錯無序排列，從而獲得特殊的理化性能。
成球工段的工藝過程及參數(shù)控制是燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。如球徑控制過小，這些球在燒結(jié)爐中堆積時，形成的空隙較少，可能導(dǎo)致燒結(jié)過程中，燒結(jié)爐中氣體的流動受到較大的阻力，使液化氣燃燒不充分，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低，而影響燒結(jié)過程及產(chǎn)品的質(zhì)量；如球徑控制過大時，由于燒結(jié)過程是在高溫快速進行，氧化鋁晶體來不及生長，形不成具有六方板片狀α-氧化鋁晶體。因此，本發(fā)明就是要解決成球工段的工藝過程關(guān)鍵技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容
燒結(jié)板狀剛玉是以輕燒高溫氧化鋁為原料，在超高溫豎窯爐內(nèi)快速升溫快速降溫的條件下，為了能夠形成具有六方板片狀α-氧化鋁晶體，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明一方面涉及一種燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝，其工藝過程包括原料精磨一成球一干燥一燒結(jié)一破碎一成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步驟將原料精磨所得的磨粉先通過圓盤成球，成球的直徑控制在8-15mm之間；將成球送入滾筒成球機中使其繼續(xù)成長到直徑在18-27mm之間；在成球過程中，間歇性的噴灑成球液，所述的成球液中包括鋁膠和磷酸。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于圓盤成球的直徑控制在10-12mm。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于滾筒成球的直徑控制在20_25mm。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于成球的水分重量百分比控制在 15-25%之間，優(yōu)選在18-20% ο
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于成球液中鋁膠的濃度在0.2-0. 4% 之間，優(yōu)選為0.3%。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于成球液中磷酸的濃度控制在 0. 1-0. 2%之間，優(yōu)選為0. 15%。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于圓盤成球的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速 18-22轉(zhuǎn)/分；傾斜角在40-50°，給料量為3-6kg/min，優(yōu)選為4-5kg/min。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于滾筒成球的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速 14-18 轉(zhuǎn) / 分；給料量為 8-12kg/min，優(yōu)選為 9-lOkg/min。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于成球液壓不低于^g，噴出的溶液為霧狀。
通過控制氧化鋁成球工藝過程，保證了燒結(jié)過程的正常進行，燒結(jié)過程中，不出現(xiàn)堵爐、晶體生產(chǎn)不完全的問題，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國外產(chǎn)品的性能。


圖la-c 燒結(jié)板狀剛玉斷口的掃描電鏡照片；具體實施方式
實施例1
采用Φ2000圓盤成球機和Φ 1500X4500滾筒成球機分兩步成球。即將上述磨粉先通過圓盤成球，圓盤成球機的轉(zhuǎn)速控制在20轉(zhuǎn)/分、傾角控制在45°、給料量為44kg/ min,當(dāng)料球在圓盤成球機中成長成直徑為10-12mm時，將其送入滾筒成球機中使其繼續(xù)成長成直徑為20-25mm的成球，滾筒成球機的轉(zhuǎn)速控制在16轉(zhuǎn)/分，給料量為9-lOkg/min。在整個成球過程中，間歇噴灑成球液，成球液用高純鋁膠和磷酸配置，高純鋁膠濃度為0.3%， 磷酸濃度為0. 15%，使用時保證成球液壓力不低于^cg,噴水嘴噴出的溶液為霧狀。成球的水份含量控制在18-20%，以保證烘干和燒成工藝的順利實施。
然后采用本領(lǐng)域常規(guī)的干燥一燒結(jié)一破碎工藝，例如參考中國專利申請公開 CN101085706AQ007年12月12日公開。其公開的全部內(nèi)容整體并入本文作為說明書的一部分，并可以作為本申請在后續(xù)審查中的修改依據(jù))的具體實施方式
部分的干燥一燒結(jié)一破碎工藝進行以得到成品，圖1為燒結(jié)板狀剛玉斷口的掃描電鏡照片，可以清晰地觀察到有序排列的板狀晶體結(jié)構(gòu)。在超高溫?zé)Y(jié)時氧化鋁晶粒迅速沿二維方向發(fā)展，實現(xiàn)氧化鋁晶粒的板狀化生長。
經(jīng)檢測，所生產(chǎn)產(chǎn)品性能與安邁鋁業(yè)公司相當(dāng)，如表1所示。
表1產(chǎn)品性能
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝，其工藝過程包括原料精磨一成球一干燥一燒結(jié)一破碎一成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步驟將原料精磨所得的磨粉先通過圓盤成球，成球的直徑控制在8-15mm之間；將成球送入滾筒成球機中使其繼續(xù)成長到直徑在 18-27mm之間；在成球過程中，間歇性的噴灑成球液，所述的成球液中包括鋁膠和磷酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于圓盤成球的直徑控制在10-12mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于滾筒成球的直徑控制在20-25mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于成球的水分重量百分比控制在 15-25%之間，優(yōu)選在18-20% ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于成球液中鋁膠的濃度在0.2-0. 4%之間，優(yōu)選為0.3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于成球液中磷酸的濃度控制在 0. 1-0. 2%之間，優(yōu)選為0. 15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于圓盤成球的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速18-22 轉(zhuǎn)/分；傾斜角在40-50°，給料量為3-6kg/min，優(yōu)選為4-5kg/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于滾筒成球的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速14-18 轉(zhuǎn)/分；給料量為8-12kg/min，優(yōu)選為9-lOkg/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于成球液壓不低于^g，噴出的溶液為霧狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)板狀剛玉的制備工藝，其工藝過程包括原料精磨→成球→干燥→燒結(jié)→破碎→成品，其特征在于所述的成球操作包括如下步驟將原料精磨所得的磨粉先通過圓盤成球，成球的直徑控制在8-15mm之間；將成球送入滾筒成球機中使其繼續(xù)成長到直徑在18-27mm之間；在成球過程中，間歇性的噴灑成球液，所述的成球液中包括鋁膠和磷酸。通過控制氧化鋁成球工藝過程，保證了燒結(jié)過程的正常進行，燒結(jié)過程中，不出現(xiàn)堵爐、晶體生產(chǎn)不完全的問題，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國外產(chǎn)品的性能。
文檔編號C04B35/66GK102503448SQ201110291458
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者馮小明, 徐峰, 李榮俊, 王小林, 艾桃桃, 鐘大貴 申請人:漢中秦元新材料有限公司, 陜西理工學(xué)院