一种高体积密度板状刚玉的生产工艺

摘要

本发明公开了一种高体积密度板状刚玉的生产工艺，包括成球工序，所述成球工序中使用的成球液是质量分数为0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇水溶液。本发明采用丙烯基聚乙二醇APEG可改善细粉与水的润湿性，细粉形成生球时聚集紧密，在相同生产工艺条件下可提高生料球的体积密度；同时，本发明所制板状刚玉高温时结构不受破坏。

权利要求

1.一种高体积密度板状刚玉的生产工艺，其特征是，包括成球工序，所述成球工序中使用的成球液是质量分数为0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇水溶液；

步骤如下：

1)将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7～10μm的细粉；

2)将细粉加入到第一成球机中，连续喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小生料球添加至第二成球机中，连续喷入成球液，形成20～25mm的大生料球；

3)将大生料球经400～450℃连续烘干，经1850～1900℃烧成，冷却至80±5℃，即可获得高体积密度板状刚玉。

2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征是，第一成球机与第二成球机的规格相同。

3.如权利要求1所述的生产工艺，其特征是，所述成球工序获得的生料球的体积密度不小于1.90g/cm3。

4.一种如权利要求1～3任一所述的生产工艺制备的板状刚玉，其特征是，体积密度不小于3.65g/cm3。

说明书

一种高体积密度板状刚玉的生产工艺

技术领域

[0001] 本发明属于耐火材料领域，涉及一种板状刚玉耐火原料的制备工艺，具体涉及一种高体积密度板状刚玉的生产工艺。

背景技术

[0002] 板状刚玉是耐火材料中的一种基础原料，通过大型竖窑快速烧结而成。它具有高的耐火度，优异的机械强度、耐磨性、抗蠕变性和抗剥落性，化学纯度高，抗酸碱的侵蚀能力强，可广泛用于钢铁、铸造和陶瓷等行业，是高能耗电熔刚玉的替代品。

[0003] 板状刚玉的生产工艺步骤：γ-氧化铝粉→球磨→成球→干燥→烧结→检选(欠烧、过烧)→破碎、筛分、除铁→检验→包装。

[0004] 成球工段的工艺过程及参数控制是烧结板状刚玉生产过程中的关键技术之一，将磨细后的氧化铝粉先通过圆盘或滚筒成球机成球，使之形成直径为10～12mm的料球，再通过滚筒成球机使之形成直径为20～25mm的料球，在整个成球过程中，持续喷洒成球液，料球的水份含量控制在15～25％，形成的氧化铝生球，经过干燥后进入竖窑再经高温烧成。根据生产工艺特点，要求生球的强度和密度要高，使其在运输及烧成过程中不分层，不易破碎。否则，容易使窑炉内壁结圈，造成经常堵塞窑炉事故，而且烧成控制难，故障排除难，维修费用高，烧后的产品欠烧、过烧现象明显，且球体容易炸裂。因此，板状刚玉的生产过程中，提高生球的密度既有利于生产过程，又能保证烧后产品的致密度。

[0005] 中国专利(申请号为CN201110291458.3)公开了烧结板状刚玉的制备工艺，该工艺在成球过程中，间歇性的喷洒成球液，所述的成球液中包括铝胶(浓度在0.2～0.4％之间)和磷酸(浓度控制在0.1-0.2％之间)。

[0006] 中国专利(申请号CN201410276547.4)公开了一种体积密度高的板状刚玉的制备方法，将硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的一种溶于水，得到成球液，成球液中溶质与水的质量比为0.5～3:1，所述溶质为硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的一种。采用该成球液进行γ-Al2O3细粉的成球，所得球料依次经干燥、煅烧、冷却成型，得到体积密度高的板状刚玉。

[0007] 然而，上述工艺中的成球液添加的添加剂过多，会在一定程度上影响板状刚玉的纯度。

发明内容

[0008] 为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新的板状刚玉耐火原料的制备工艺，只需要向成球液中添加少量添加剂，即可使生产的板状刚玉的性能指标得到提高。

[0009] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0010] 一种高体积密度板状刚玉的生产工艺，包括成球工序，所述成球工序中使用的成球液是质量分数为0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇水溶液。

[0011] 本发明在成球液中添加了0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇，添加剂较少，能够使氧化铝细粉形成更加紧密的生球，同时，成球液中没有加入其它熔剂成分，使得制备的板状刚玉高温时结构更稳定。

[0012] 本发明的另一个目的是提供一种上述生产工艺制备的板状刚玉，体积密度不小于3.65g/cm3。

[0013] 本发明的有益效果为：

[0014] 1、丙烯基聚乙二醇APEG可改善细粉与水的润湿性，细粉形成生球时聚集紧密。

[0015] 2、高温性能好，丙烯基聚乙二醇APEG为有机物不含任何熔剂成份，所制产品高温时结构不受破坏。

[0016] 3、添加剂效果好、价格低，在相同生产工艺条件下可提高生料球的体积密度。

具体实施方式

[0017] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0018] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0019] 本申请中D50表示累计50％点的直径(或称50％通过粒径)。

[0020] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在成球液添加剂成分过高的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种高体积密度板状刚玉的生产工艺。

[0021] 本申请的一种典型实施方式，提供了一种高体积密度板状刚玉的生产工艺，包括成球工序，所述成球工序中使用的成球液是质量分数为0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇水溶液。

[0022] 本申请在成球液中添加了0.01～0.05％的丙烯基聚乙二醇，添加剂较少，能够使氧化铝细粉形成更加紧密的生球，同时，成球液中没有加入其它熔剂成分，使得制备的板状刚玉高温时结构更稳定。

[0023] 优选的，所述成球工序的步骤为：将球磨后的细粉加入至第一成球机中，连续喷入成球液(总质量控制在15～25％，由成球工根据干湿情况现场调节)，形成10～12mm的小生料球，将小生料球添加至第二成球机中，连续喷入成球液，形成20～25mm的大生料球。如果是一次性成球，生产效率低，球的质量不易控制，大小球一同生长时，不易控制加入成球粉的多少，生球的均匀性差且易产生裂纹。

[0024] 进一步优选的，第一成球机与第二成球机的规格相同。

[0025] 优选的，所述成球工序获得的生料球的体积密度不小于1.90g/cm3。

[0026] 优选的，包括球磨工序，将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7～10μm的细粉。

[0027] 优选的，包括干燥工序，将成球工序后获得的料球进行干燥。进一步优选的，所述干燥工序的干燥温度为400～450℃。

[0028] 优选的，包括烧结工序，烧结温度为1850～1900℃。

[0029] 本申请优选了一种高体积密度板状刚玉的生产工艺，步骤如下：

[0030] 1)将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7～10μm的细粉；

[0031] 2)将细粉加入到第一成球机中，连续喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小生料球添加至第二成球机中，连续喷入成球液，形成20～25mm的大生料球；

[0032] 3)将大生料球经400～450℃连续烘干，经1850～1900℃烧成，冷却至80±5℃，即可获得高体积密度板状刚玉。

[0033] 本申请的另一种实施方式，提供了一种上述生产工艺制备的板状刚玉，体积密度不小于3.65g/cm3。

[0034] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。

[0035] 实施例中添加的丙烯基聚乙二醇为武汉善达化工有限公司FS10产品。

[0036] 实施例1

[0037] 1.将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7μm的细粉；

[0038] 2.将细粉加入到Φ2.4m×6m的滚筒式成球机中，连续喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小球处理后加入到同样规格的成球机中，同样操作下形成直径为20～25mm的大生料球。成球液的组成为纯净水中添加了0.01％的丙烯基聚乙二醇APEG。

[0039] 3.将大生料球经400～450℃连续烘干后送入竖窑中，经1850～1900℃烧成后，冷却至80±5℃出窑，检选后破碎成不同规格尺寸的产品。

[0040] 生球的体积密度为1.92g/cm3，烧后的产品的体积密度为3.67g/cm3。

[0041] 实施例2

[0042] 1.将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为8μm的细粉；

[0043] 2.将细粉加入到Φ2.4m×6m的滚筒式成球机中，连续喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小球处理后加入到同样规格的成球机中，同样操作下形成直径为20～25mm的大生料球。成球液的组成为纯净水中添加了0.05％的丙烯基聚乙二醇APEG。

[0044] 3.将大生料球经400～450℃连续烘干后送入竖窑中，经1850～1900℃烧成后，冷却至80±5℃出窑，检选后破碎成不同规格尺寸的产品。

[0045] 生球的体积密度为1.91g/cm3，烧后的产品的体积密度为3.66g/cm3。

[0046] 实施例3

[0047] 1.将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为10μm的细粉；

[0048] 2.将细粉加入到Φ2.4m×6m的滚筒式成球机中，连续喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小球处理后加入到同样规格的成球机中，同样操作下形成直径为20～25mm的大生料球。成球液的组成为纯净水中添加了0.025％的丙烯基聚乙二醇APEG。

[0049] 3.将大生料球经400～450℃连续烘干后送入竖窑中，经1850～1900℃烧成后，冷却至80±5℃出窑，检选后破碎成不同规格尺寸的产品。

[0050] 生球的体积密度为1.90g/cm3，烧后的产品的体积密度为3.65g/cm3。

[0051] 对比例1

[0052] 1.将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7μm的细粉；

[0053] 2.将细粉加入到Φ2.4m×6m的滚筒式成球机中，连续喷入纯净水，形成直径为10～12mm的小生料球，将小球处理后加入到同样规格的成球机中，同样操作下形成直径为20～25mm的大生料球。

[0054] 3.将大生料球经400～450℃连续烘干后送入竖窑中，经1850～1900℃烧成后，冷却至80±5℃出窑，检选后破碎成不同规格尺寸的产品。

[0055] 生球的体积密度为1.71g/cm3，烧后的产品的体积密度为3.52g/cm3。

[0056] 对比例2

[0057] 1.将γ-氧化铝粉磨细，得到D50为7μm的细粉；

[0058] 2.将细粉加入到Φ2.4m×6m的滚筒式成球机中，间歇喷入成球液，形成直径为10～12mm的小生料球，将小球处理后加入到同样规格的成球机中，同样操作下形成直径为20～25mm的大生料球。成球液的组成为纯净水中添加了0.1％的丙烯基聚乙二醇APEG。

[0059] 3.将大生料球经400～450℃连续烘干后送入竖窑中，经1850～1900℃烧成后，冷却至80±5℃出窑，检选后破碎成不同规格尺寸的产品。

[0060] 生球的体积密度为1.85g/cm3，烧后的产品的体积密度为3.55g/cm3。

[0061] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。