一种高抗热震刚玉—尖晶石耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗热震刚玉－尖晶石耐火材料及其制备方法。以尖晶石颗粒和电熔刚玉颗粒为骨料，以刚玉粉、氧化铝粉、电熔镁粉和钛白粉为基质，采用工业黄糊精为结合剂，烧成而成。本发明专利技术可广泛适用于炉温在１０００－１６５０℃之间的各种工业窑炉和冶金炉衬，在高温下热稳定性好，不裂不断，它具有良好的耐高温、耐碱侵蚀、耐磨损性能，而且机械强度高，热震稳定性好，荷重软化温度适宜，可广泛用于各种有色金属冶炼炉，水泥回转窑，高温隧道窑和玻璃窑上。

High thermal shock resistant corundum spinel refractory material and preparation method thereof

The invention discloses a high thermal shock resistant corundum spinel refractory material and a preparation method thereof. The particles of spinel and fused corundum as aggregate particles, using corundum powder and aluminum oxide powder, fused magnesium and titanium dioxide as matrix, using industrial dextrin as binder, and sintering. The invention can be widely used in temperature between 1000 - 1650 DEG C for various industrial furnace and metallurgical furnace lining under high temperature, good thermal stability, no crack, it has high temperature resistance, good alkali erosion, abrasion resistance, and high mechanical strength, good thermal shock stability, softening temperature, and can be widely used all kinds of non-ferrous metal smelting furnace, cement rotary kiln, high-temperature tunnel kiln and glass kiln.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料，特别是涉及一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，冶金生产、陶瓷和建材窑具等方面对高温材料的质量提出了更高的要求，在降低其生产成本的同时，大力推广环境友好型和资源节约型材料。我国的几种主要耐火原料，有矾土基原料，包括电熔刚玉、尖晶石、莫来石；镁质原料，包括大结晶98电熔镁砂、高铁高钙镁砂、电熔或烧结镁铬砂；非氧化物材料，包括氮化硅铁、氮化硅。综合利用这些原料制备出性能优异的新型材料，引起了人们的广泛关注。在镁质尖晶石当中添加Cr2O3可促进烧结，提高不同组成的尖晶石的密度，但铬会对环境造成污染。而采用TiO2作添加剂，TiO2的固溶与Al2O3从尖晶石结构中的脱溶，使Ti4+占据在尖晶石晶格中Al3+的位置上，导致空位的产生，促进了原子的扩散和物质的迁移，有利于镁铝尖晶石的致密化。与Cr2O3相比，TiO2对促进镁铝尖晶石烧结过程中的致密化效果较好，而且烧成过程中TiO2与氧化铝反应生成钛酸铝，抗热震性能更加优异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料及其制备方法，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下一、一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料，其组分按重量百分比配比如下尖晶石颗粒≤3mm 40～50％；电熔刚玉颗粒≤3mm15～30％；刚玉粉≤180目10～20％；氧化铝粉≤320目 10～20％；电熔镁粉≤320目 3～7％；钛白粉≤320目2～10％；外加结合剂 3～5％。二、一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法(按重量百分比配比) 将≤180目的刚玉粉10～20％、≤320目的氧化铝粉10～20％、≤320目的电熔镁粉3～7％和≤320目的钛白粉2～10％按配比加入球磨机中干混均匀；再将≤3mm的尖晶石颗粒料40～50％和≤3mm电熔刚玉颗粒料混均匀后，加入结合剂3～5％湿混；再将颗粒料和粉料湿混；密闭放置4～24小时；机压成型、干燥和烧成。各组分的最佳质量百分含量为为尖晶石颗粒46％，电熔刚玉颗粒20％，刚玉粉13％，氧化铝粉12％，电熔镁粉5％，钛白粉4％，外加结合剂占5％。小于3毫米的尖晶石颗粒和电熔刚玉颗粒，组分配比中包括1-3毫米和小于1毫米的。所用的外加结合剂是浓度为10～30％的工业黄糊精溶液。球磨机中刚玉粉、氧化铝粉、电熔镁粉和钛白粉的总重量与球的重量比为1∶1～1∶3。成型在400吨摩擦压机上进行。制品在60-80℃下干燥残余水分小于1％。烧成温度为1600-1700℃，在该温度下保温6-8小时。本专利技术具有的有益效果是通过对刚玉与尖晶石各原料粒度的调整，使材料具有适宜的应力缓解性。调整氧化铝含量和少量添加成分，可提高使用过程中表面涂层对材料的附着性和耐熔损性等。通过刚玉与尖晶石的复合，在传统镁铬质材料的基础上，采用了无铬配方，引入部分电熔刚玉，减少尖晶石含量后，不仅提高了抗熔损性能和耐高温性能，而且添加的二氧化钛与氧化铝反应生成钛酸铝，能将微裂纹导入材料的结合组织，进一步提高了应力缓解性和抗热震性能，从而开发出综合性能优良的刚玉-尖晶石耐火材料。本专利技术以上所述的配比方法所加工出的刚玉-尖晶石耐火材料可广泛适用于炉温在1000-1650℃之间的各种工业窑炉和冶金炉衬，在高温下热稳定性好，不裂不断，它具有良好的耐高温、耐碱侵蚀、耐磨损性能，而且机械强度高，热震稳定性好，荷重软化温度适宜，可广泛用于各种有色金属冶炼炉，水泥回转窑，高温隧道窑和玻璃窑上。由于本专利技术的刚玉-尖晶石耐火材料能够比较容易的实现大规模的机械化生产，可降低其生产成本，并可根据实际需要生产出多种异型砖。附图说明附图是本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式实施例1(1)配料组成骨料尖晶石颗粒1-3mm36％尖晶石颗粒1mm以下 10％电熔刚玉颗粒1-3mm 8％电熔刚玉颗粒1mm以下12％混合粉刚玉粉≤180目 13％氧化铝粉≤320目12％电熔镁粉≤320目5％钛白粉≤320目 4％外加结合剂浓度为20％的黄糊精溶液3％(2)工艺过程如附图所示，混合粉混合过程在球磨机中进行，骨料搅拌混合过程采用750型行星式混砂机，骨料混合均匀后加入结合剂湿混，然后再加入混合粉，搅拌均匀.密闭放置4～24小时.成型采用400吨摩擦压砖机，干燥采用隧道窑式干燥器在在60-80℃下干燥，残余水分小于1％，烧成采用隧道窑，最高烧成温度为1700℃。实施例2(1)配料组成骨料 尖晶石颗粒1-3mm36％尖晶石颗粒1mm以下 4％电熔刚玉颗粒1-3mm 8％电熔刚玉颗粒1mm以下22％混合粉刚玉粉≤180目 10％氧化铝粉≤320目11％电熔镁粉≤320目7％钛白粉≤320目 2％外加结合剂浓度为20％的黄糊精溶液5％(2)工艺过程最高烧成温度为1680℃，其它工艺如实施例1 实施例3(1)配料组成骨料 尖晶石颗粒1-3mm 40％尖晶石颗粒1mm以下 10％电熔刚玉颗粒1-3mm 6％电熔刚玉颗粒1mm以下 9％混合粉刚玉粉≤180目 10％氧化铝粉≤320目 12％电熔镁粉≤320目 3％钛白粉≤320目 10％外加结合剂浓度为20％的黄糊精溶液4％(2)工艺过程工艺过程如实施例1。实施例4(1)配料组成骨料 尖晶石颗粒1-3mm 35％尖晶石颗粒1mm以下 10％电熔刚玉颗粒1-3mm 10％电熔刚玉颗粒1mm以下 7％混合粉刚玉粉≤180目 20％氧化铝粉≤320目 10％电熔镁粉≤320目 5％钛白粉≤320目 3％外加结合剂浓度为20％的黄糊精溶液5％(2)工艺过程工艺过程如实施例1。实施例5(1)配料组成骨料 尖晶石颗粒1-3mm 36％尖晶石颗粒1mm以下 4％电熔刚玉颗粒1-3mm 8％ 电熔刚玉颗粒1mm以下10％混合粉刚玉粉≤180目 13％氧化铝粉≤320目20％电熔镁粉≤320目5％钛白粉≤320目 4％外加结合剂浓度为20％的黄糊精溶液3％(2)工艺过程工艺过程如实施例1。本专利技术的刚玉-尖晶石耐火材料，其主晶相为氧化铝和尖晶石，次晶相为钛酸铝，耐火度大于1780℃，0.2MPa下荷重软化温度为1550℃，常温抗折强度和耐压强度分别达到15MPa和90MPa，显气孔率22％，热震稳定性大于10次。权利要求1.一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料，其特征在于组分按重量百分比配比如下尖晶石颗粒≤3mm40～50％；电熔刚玉颗粒≤3mm 15～30％；刚玉粉≤180目 10～20％；氧化铝粉≤320目10～20％；电熔镁粉≤320目3～7％；钛白粉≤320目 2～10％；外加结合剂 3～5％。2.一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于按重量百分比配比，将≤180目的刚玉粉10～20％、≤320目的氧化铝粉10～20％、≤320目的电熔镁粉3～7％和≤320目的钛白粉2～10％按配比加入球磨机中干混均匀；再将≤3mm的尖晶石颗粒料40～50％和≤3mm电熔刚玉颗粒料干混均匀后，加入结合剂3～5％湿混；再将颗粒料和粉料湿混；密闭放置4～24小时；机压成型、干燥和烧成。3.根据权利要求2所述的一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗热震刚玉－尖晶石耐火材料，其特征在于组分按重量百分比配比如下：　　　　尖晶石颗粒≤３ｍｍ　　４０～５０％；　　　　电熔刚玉颗粒≤３ｍｍ　　１５～３０％；　　　　刚玉粉≤１８０目　　１０～２０％；　　　　氧化铝粉≤３２０目　　１０～２０％；　　　　电熔镁粉≤３２０目　　３～７％；　　　　钛白粉≤３２０目　　２～１０％；　　　　外加结合剂　　３～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家邦，王立旺，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]