一种氧化铝空心球隔热制品制造技术

本发明专利技术属于耐火材料技术领域，提出一种氧化铝空心球隔热制品，以低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上为原材料，完全或部分代替工业Al2O3原料，经三相电弧炉熔融吹制成氧化铝空心球作为骨料，将低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上破碎成细粉，部分或全部代替烧结Al2O3细粉或电熔Al2O3细粉作为基质原料，经成型、干燥和烧成后制备获得氧化铝空心球隔热制品。本发明专利技术不仅生产成本低、隔热效果好，强度高，而且性能稳定，可长时间在温度剧烈变化的中高温环境下使用。原料来源丰富，易于回收、成本低，可以达到资源再利用的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料
，具体地说，是涉及一种可在1700°C以下的中高温窑炉上长期使用，具有制造成本低、隔热效果好、高温性能稳定的氧化铝空心球隔热制品。
技术介绍
氧化铝空心球隔热制品具有良好的耐火性能、较高的强度及优良的隔热性能，常用作中高温及超高温热工窑炉的工作衬充当保温材料，可以减少热量损失、加快升温速度从而降低能源消耗，节约生产成本。中高温窑炉领域应用的氧化铝空心球隔热制品的制备方法通常包括以下两种一种是自结合氧化铝空心球隔热制品，骨料以工业Al2O3作原材料，在三相电弧炉内熔融吹制成高纯空心球，基质以烧结Al2O3粉、电熔Al2O3粉或烧结Al2O3与电熔Al2O3的混合粉为原料，通过高温或超高温烧成高纯产品，制品中Al2O3的总含量达到98%以上；该产品的优点是使用温度高，最高使用温度可达1800°C以上；缺点是原料成本高、烧结困难、热震稳定性差等；另一种是莫来石结合的氧化铝空心球隔热制品，骨料以工业Al2O3作原材料，在三相电弧炉内熔融吹制成高纯空心球，基质以烧结Al2O3粉或电熔Al2O3粉与含SiO2的粘土、红柱石、硅线石或莫来石等的混合粉为原料，通过高温烧制而成，制品中Al2O3的总含量在90%左右；该产品的优点是强度高、抗热震性好；缺点是骨料与基质原料种类的不同，以及不同基质原料品级的不同造成生产工艺控制较难，容易导致烧成制品成品率的降低，造成生产成本的增加。
技术实现思路
随着我国国民经济的蓬勃发展，节能、降耗、减排和环保等要求的不断提高，要求氧化铝空心球隔热制品的热导率更低，使用后体积收缩更小，耐压强度更高。本专利技术的目的是针对现有中高温窑炉用氧化铝空心球隔热制品技术方面的不足，提供一种适合我国国情，原料来源方便，制造成本低，隔热性能好，能很好适应中高温窑炉应用的氧化铝空心球隔热制品。本专利技术完成其专利技术任务所采用的技术方案是一种氧化铝空心球隔热制品， 以低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上为原材料，完全或部分代替工业Al2O3原料，经三相电弧炉熔融吹制成氧化铝空心球作为骨料，将低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上破碎成细粉，部分或全部代替烧结Al2O3细粉或电熔Al2O3细粉作为基质原料，经成型、干燥和烧成后制备成的氧化铝空心球隔热制品。本专利技术所述的废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品可以是生产过程中拣选出的、也可以是使用后回收的，统一称为回收料；每批废砖或废制品在使用前都要进行详细的化学成分的检测，并根据每批废砖或废制品的化学指标进行合理的配比，保证废砖或废制品中Al203>86%，AlA+SiO2总的质量百分比大于98%。本专利技术所述的氧化铝空心球隔热制品的原料组分及质量百分比为作为骨料，4 0. Imm的氧化铝空心球55 75%，所述氧化铝空心球是以低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上为主原料，或为低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上和工业Al2O3的混合料为主原料，经熔融吹制而成。作为基质，< 0. 044mm的回收料细粉5 40%，< 0. 044mm的烧结Al2O3或电熔 Al2O3细粉0 30%，所述回收料细粉是废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖、 废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上，经破粉碎而成。结合剂为外加，结合剂的加入量为制品总重的6 14% ；结合剂可以是木质素磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、糊精水溶液中的任意一种或两种以上的组合。本专利技术所述的氧化铝空心球隔热制品中Al2O3总的质量百分比大于86%。本专利技术所述的氧化铝空心球隔热制品原料组分的质量百分比优选为 4 0. Imm的氧化铝空心球60 70%<0. 044mm的回收料细粉15 35%<0. 044mm的烧结Al2O3或电熔Al2O3细粉5 20% ；另外加入结合剂，结合剂的加入量为制品总重量的8 12%。本专利技术具有以下优异的性能和特点(1)通过充分利用低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖，废氧化铝空心球砖或废刚玉陶瓷制品等作为主原料可以大大降低生产成本。(2)以低成本废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖，废氧化铝空心球砖或废刚玉陶瓷制品等作为原材料，在同样条件下熔融吹制成的氧化铝空心球壁更薄、堆积密度更小，大大降低了隔热材料的导热系数，从而提高了制品的隔热性能。(3)废砖料中的相组成以刚玉相、SiA相和莫来石相为主，利用刚玉相和SiA相莫来石化反应对材料微观结构的改变，可以显著降低材料的导热系数，进一步减少热量的损耗，达到节能和降耗的目的。同时利用刚玉相、SiO2相和莫来石相膨胀系数的差异在晶界或颗粒间产生的微裂纹，使其具备微裂纹扩展和增韧机制，提高了制品的抗热震性。本专利技术所述的低成本、高性能氧化铝空心球隔热制品，不仅生产成本低、隔热效果好，强度高，而且性能稳定，可长时间在温度剧烈变化的中高温环境下使用。另外，废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖，废氧化铝空心球砖或废刚玉陶瓷制品等来源丰富，易于回收，且回收成本低，可以达到资源再利用的目的。同时，本专利技术产品还具有生产工艺简便，易于推广应用的特点。具体实施例方式以下非限定性实施例用于详细解释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术的限定。在这些实施例中，制品的性能多采用国家标准或者行业标准进行测定，如荷重软化温度、导热系数、抗热震性、耐压强度。实施例1 各组分的质量百分比为4 0. 1 mm的氧化铝空心球(空心球是以废刚玉-莫来石砖和烧结Al2O3细粉为原材料在三相电弧炉熔融吹制而成，原料加入的质量百分比为废刚玉-莫来石砖50%，烧结Al2O3细粉50% ；空心球中Al2O3总的质量百分比为94%)455%,<0. 044mm的回收废砖料细粉(废砖料细粉是以废刚玉砖和废刚玉-莫来石砖为原材料破粉碎而成，原料加入的质量百分比为废刚玉砖30%，废刚玉-莫来石砖70%，细粉中Al2O3 总的质量百分比为92. 4%) 40%、<0. 044mm的烧结Al2O3细粉(Al2O3 > 98. 0%) 5%。另外加入磷酸盐水熔液，磷酸盐水熔液的加入量为制品总重量的14%。实施例2 各组分的质量百分比为4 0. 1 mm的氧化铝空心球(空心球是以废刚玉砖和废刚玉-莫来石砖为原材料在三相电弧炉熔融吹制而成，原料加入的质量百分比为废刚玉砖80%,废刚玉-莫来石砖20% ；空心球中Al2O3总的质量百分比为96. 4%) 75%、 <0. 044mm的回收料细粉(废砖料细粉是以废刚玉-莫来石砖为原材料破粉碎而成，细粉中 Al2O3 总的质量百分比为 90. 1%) 5%、<0. 044mm 的电熔 Al2O3 细粉(Al2O3 > 98. 0%) 20%。另外加入木质素磺酸盐水溶液，木质素磺酸盐水溶液的加入量为制品总重量的 6%。实施例3 各组分的质量百分比为3 0. 2 mm的氧化铝空心球(空心球是以废刚玉砖、废刚玉-莫来石砖、废氧化铝空心球砖为原材料在三相电弧炉熔融吹制而成，原料加入的质量百分比为废刚玉砖3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氧化铝空心球隔热制品，其特征在于：以低成本废刚玉砖、废刚玉－莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上为原材料，完全或部分代替工业Ａｌ２Ｏ３原料，经三相电弧炉熔融吹制成氧化铝空心球作为骨料，将低成本废刚玉砖、废刚玉－莫来石砖、废氧化铝空心球砖、废刚玉陶瓷制品中的一种或两种以上破碎成细粉，部分或全部代替烧结Ａｌ２Ｏ３细粉或电熔Ａｌ２Ｏ３细粉作为基质原料，经成型、干燥和烧成后制备获得氧化铝空心球隔热制品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭清华，吴爱军，胡飘，王晗，吕世坪，吕艳华，尹洪基，石鹏坤，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：41