一种高热震低蠕变刚玉加工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种高热震低蠕变刚玉加工工艺，原料处理步骤，将氧化铝粉粉碎，并对其进行一次除杂，漂洗和一次烘干后形成中间料；母球生长步骤，将所述中间料置于种球成球机中成长为种球后，将所述种球置于母球成球机中继续长大为母球；烧结料预备步骤，将所述母球置于干燥箱内进行二次烘干，形成烧结料；烧结步骤，将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉；粉碎筛选步骤，将板状刚玉进行粉碎，二次除杂后按粒径大小包装存储，完毕。制得的刚玉经显微观测其晶界处杂质更少，晶体之间结合的更加充分，晶体表面微裂纹少，从而致使烧结板状刚玉的热震稳定性和抗蠕变性得到有效提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高热震低蠕变刚玉加工工艺
本专利技术涉及刚玉磨料的生产工艺
，具体涉及一种高热震低蠕变刚玉加工工艺。
技术介绍
刚玉是一种由氧化铝的结晶形成的宝石，其硬度仅次于金刚石，由于其价格低，主要用于高级研磨材料。在满足生产需求的情况下，尽量减小衬体的大小，避免结构的复杂化等能有效提高材料的抗热震性和抗蠕变性，现实生产过程中，通常将氧化铝粉通过烧结方式形成板状晶体结构的刚玉，烧结前，工业氧化铝粉通常含有氧化钠和氧化铁等杂质，致使烧结时，杂质进入刚玉晶体缝隙，使得刚玉变脆，使其抗热震性和抗蠕变性差，影响其使用效果。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种减少氧化钠和氧化铝杂质的高热震低蠕变刚玉加工工艺。本专利技术采用如下技术方案实现：一种高热震低蠕变刚玉加工工艺，原料处理步骤，将氧化铝粉粉碎，并对其进行一次除杂，漂洗和一次烘干后形成中间料；母球生长步骤，将所述中间料置于种球成球机中成长为种球后，将所述种球置于母球成球机中继续长大为母球；烧结料预备步骤，将所述母球置于干燥箱内进行二次烘干，形成烧结料；烧结步骤，将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉；粉碎筛选步骤，将板状刚玉进行粉碎，二次除杂后按粒径大小包装存储，完毕。优选的，原料处理步骤中，所述研磨料为径粒大小400目的氧化铝微粉。优选的，原料处理步骤中，所述一次除杂是将研磨料放入酸性溶液中浸泡3～5h，溶解氧化钠和氧化铁杂质，酸性溶液的PH值为5～6，溶解后排出酸性溶液，用清水漂洗3-4次，每次漂洗时间为20-30min。优选的，原料处理步骤中，所述一次烘干步骤为将漂洗后的研磨料置于烘干机烘干1～2h，所述烘干机的温度为380℃。优选的，母球生长步骤中，所述种球粒径为7.5～8.5mm，种球所需时间为0.5～1h，所述母球的粒径为20mm，母球生长时间为2～3h。优选的，烧结料预备步骤中，所述二次烘干温度为200～260℃，烘干时间为1～2h。优选的，烧结步骤中的立式烧结炉的煅烧温度为1800℃～2000℃，每增加2吨所述氧化铝球，增加1h烧结时间。优选的，所述一次烘干、二次烘干中产生的含灰尘气流通过布袋除尘器除尘后，排入空气中。相比现有技术，本专利技术提供使用以下步骤制得低杂质刚玉一种高热震低蠕变刚玉加工工艺，将氧化铝粉粉碎，并对其进行一次除杂，漂洗和一次烘干后形成中间料；母球生长步骤，将所述中间料置于种球成球机中成长为种球后，将所述种球置于母球成球机中继续长大为母球；烧结料预备步骤，将所述母球置于干燥箱内进行二次烘干，形成烧结料；烧结步骤，将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉；粉碎筛选步骤，将板状刚玉进行粉碎，二次除杂后按粒径大小包装存储，完毕。制得的刚玉经显微观测其晶界处杂质更少，晶体之间结合的更加充分，晶体表面微裂纹少，从而致使烧结板状刚玉的热震稳定性和抗蠕变性得到有效提高。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。原料处理步骤：1)氧化铝粉粉碎将工业氧化铝粉，粒径为100目(主要成分为氧化铝，其中含有少量氧化钠和氧化铁杂质)，使用螺旋给料机将工业氧化铝粉，送入球磨机内进行粉碎并将其研磨到400目粒径大小的研磨料，为了避免产生多余杂质，球磨机中的研磨介质不在使用传统的钢球，使用传统钢球会增加铁杂质，而采用氧化铝球，氧化铝球大小为20～50mm，球磨机的内衬使用耐磨陶瓷。2)一次除杂将研磨料放入浸泡槽内进行浸泡去除氧化钠和氧化铁杂质，浸泡时间为3～5h，浸泡槽为内放入自来水，由于氧化钠杂质进入水中反应产生NaOH，使水呈现碱性，碱性水会破坏氧化铝结构，所以需要提前在自来水中加入硼酸，硼酸加入量为自来水质量的0.05％～0.15％，加入硼酸的自来水呈现弱酸性，其PH值值在5～6，此区间内氧化钠和氧化铁杂质和酸性溶液内的氢离子反应后生产盐和水，从而在溶解氧化钠和氧化铁杂质的同时，不会破坏氧化铝结构。3)漂洗使用清水对进浸泡过的研磨料进行漂洗，用清水漂洗3-4次，每次漂洗时间为20-30min，去除研磨料表面上附着的铁和钠离子。4)一次烘干将漂洗后的研磨料置于烘干机烘干1～2h，所述烘干机的温度为380℃。使其表面保持干燥，形成中间料。用于烘干的含灰尘气流通过布袋除尘器除尘后排入空气中。母球生长步骤：1)中间料形成种球将中间料经过底部螺旋给料机送入种球成球机，中间料经过种球成球机成长为种球，种球成长时间为0.5～1h，种球的粒径大小为7.5～8.5mm，成球机用水需要使用低钠水。2)将种球继续成长形成母球种球时，通过内部滤网控制成球大小，粒径合格的种球进入缓冲仓，粒径不合格小球(小于7.5mm的)返回种球成球机继续成长，不合格(大于8.5mm以上的)的球滚出成球机入袋，母球成球机一端进研磨料，另一端进种球，种球继续成长为粒径为20mm的母球，母球成长时间为2～3h，并形成循环滚动，确保较高的成品率和成球效率。烧结料预备步骤：粒径合格的母球放入干燥箱内进行二次烘干，洪干所需的热风是由立式烧结炉中冷却仓提供的窑气，冷却仓内的窑气经过加热后通入干燥箱中。烘干时间为1～2h，用于干燥箱内的烘干温度控制在200～260℃。用于烘干的含灰尘气流通过布袋除尘器除尘后排入空气中。烧结步骤：将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉。使用立式烧结炉将烘干后的母球通过板式提升机输送到立式烧结炉中高温烧结。具体是，母球进入立式烧结炉后，在立式烧结炉的煅烧区，煅烧区内燃料燃烧产生高温，从而对母球进行煅烧，煅烧温度控制在1800℃～2000℃，优选1930℃，每增加2吨物料需要增加1小时煅烧时间，经过煅烧的氧化铝球改变了其晶相结构。烧结后的氧化铝球，形成晶体结构为板状的刚玉。经过上述生产方法产生的刚玉中各成分检测结果：氧化铝≥97.5％-98.5％，SiO2≤0.10％-0.15％，Fe2O3≤0.05-0.15％，氧化钠≤0.1-0.2％。显微下观察晶相结构，刚玉的晶界处杂质更少，晶体之间结合的更加充分，晶体表面微裂纹少，从而致使烧结板状刚玉的热震稳定性和抗蠕变性得到有效提高。为了提高热效应(天然气产生热的利用率)，参与煅烧的空气分为两部分，第一部分空气直接与天然气混合直接进行燃烧，第二部分空气首先经过卸料处的物料(高温状态)，对其进行风冷，这部分空气经过高温卸料处加热后，使用布袋除尘器进行除尘，然后第二部分空气进入立式烧结炉从下向上流动，经过热的料床再次被预加热后，进入煅烧区与第一部分空气和燃料汇合进行燃烧。这样不仅能降低立式烧结炉底部物料的温度，同时加热煅烧处空气温度，提高热能量的利用效率的同时，加快物料冷却速度，提高生产效率。煅烧好后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热震低蠕变刚玉加工工艺，其特征在于：/n原料处理步骤，将氧化铝粉粉碎，并对其进行一次除杂，漂洗和一次烘干后形成中间料；/n母球生长步骤，将所述中间料置于种球成球机中成长为种球后，将所述种球置于母球成球机中继续长大为母球；/n烧结料预备步骤，将所述母球置于干燥箱内进行二次烘干，形成烧结料；/n烧结步骤，将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉；/n粉碎筛选步骤，将板状刚玉进行粉碎，二次除杂后按粒径大小包装存储，完毕。/n

【技术特征摘要】
1.一种高热震低蠕变刚玉加工工艺，其特征在于：
原料处理步骤，将氧化铝粉粉碎，并对其进行一次除杂，漂洗和一次烘干后形成中间料；
母球生长步骤，将所述中间料置于种球成球机中成长为种球后，将所述种球置于母球成球机中继续长大为母球；
烧结料预备步骤，将所述母球置于干燥箱内进行二次烘干，形成烧结料；
烧结步骤，将所述烧结料送入立式烧结炉中煅烧，改变其晶相结构，形成板状刚玉；
粉碎筛选步骤，将板状刚玉进行粉碎，二次除杂后按粒径大小包装存储，完毕。


2.根据权利要求1所述的高热震低蠕变刚玉的生产方法，其特征在于：原料处理步骤中，所述研磨料为径粒大小400目的氧化铝微粉。


3.根据权利要求2所述的高热震低蠕变刚玉的生产方法，其特征在于：原料处理步骤中，所述一次除杂是将研磨料放入酸性溶液中浸泡3～5h，溶解氧化钠和氧化铁杂质，酸性溶液的PH值为5～6，溶解后排出酸性溶液，用清水漂洗3-4次，每次漂洗时间为20-30mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒网，华志高，曹超，
申请(专利权)人：江苏新时高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32