專利名稱：低氣孔率電熔剛玉砂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電熔剛玉耐火材料，適用于冶金及其它高溫場合。
由工業(yè)氧化鋁制成的電熔剛玉砂，成份較純，但氣孔率大，一般在6-12%范圍內(nèi)，在冶金和其它行業(yè)中用作耐火材料時(shí)，高溫使用性能不佳。國外也有采用多種氧化物配方生產(chǎn)的電熔剛玉，在美國專利US-3879210中公開了一種剛玉耐火制品，剛玉結(jié)晶由硼硅酸鋁結(jié)合在一起。這種耐火材料含(按重量計(jì))98～99%氧化鋁。0.25-1%氧化硼，0.25-1%氧化硅。其生產(chǎn)過程中嚴(yán)格避免碳的滲入，強(qiáng)調(diào)必須防止氧化物熔體被石墨引弧棒，電極或其它任何碳源的碳所污染。認(rèn)為其中含有碳會(huì)使耐火制品產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響質(zhì)量。經(jīng)試驗(yàn)按上述配方生產(chǎn)的剛玉制品氣孔率較大，高溫下耐侵蝕、耐沖刷的性能不佳，強(qiáng)度低，使用壽命也較短。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，而提供一種氣孔率低，具有良好高溫性能的電熔剛玉砂，其性能優(yōu)于其它同類產(chǎn)品。從而克服了以US-3879210為代表的傳統(tǒng)技術(shù)偏見。
本發(fā)明的電熔剛玉砂含(按重量計(jì))98-98.8%氧化鋁，0.3-1.9%氧化硅，特別是含有0.1-0.2%的碳。
以下描述本發(fā)明的實(shí)施例。
為了制得上述成品，其原料配方中的氧化鋁可以采用工業(yè)氧化鋁，如市售的冶金部標(biāo)準(zhǔn)號YB814～75氧化鋁，其粒度可以滿足使用要求，一般＜0.5mm。氧化硅為耐火材料工業(yè)常用的石英砂。原料中還應(yīng)配有一定量氧化硼，一般以工業(yè)純的硼砂代替。硼砂在融熔狀態(tài)下分解成氧化硼和氧化鈉。氧化硼主要起加速晶體長大的作用。絕大部分氧化硼在融熔態(tài)下?lián)]發(fā)掉，在最終的剛玉砂成品中含量甚微。工業(yè)氧化鋁中有時(shí)含有氧化鉀雜質(zhì)，所以還有少量氧化鉀，氧化鈉殘留在成品中，包括在下面表中的R2O中。硼砂與氧化硅的粒度均＜0.5mm。
本發(fā)明的關(guān)鍵之處是配方中含有碳的成份。可作為碳加入的物質(zhì)品種較多，但以石墨材料為好。石墨較純以保證電熔剛玉有好的晶體結(jié)構(gòu)，提高剛玉砂的抗侵蝕能力。其它含碳物質(zhì)，如木碳，焦碳等，由于灰分大，灰分中含有Fe2O3、CaO和MgO等雜質(zhì)，會(huì)污染產(chǎn)品，影響產(chǎn)品的物理性能，所以一般以使用石墨為宜，其粒度＜0.1mm。
原料中的碳在加熱和熔化過程中，大部分以二氧化碳?xì)怏w的形式逸散，所以原料組合物中的含碳量與最終產(chǎn)品中的含碳量不相同，前者為高。原料中的含碳量一般為0.5～3.0%，氧化硼含量為0.1～1.0%。
取1公斤石墨粉，0.6公斤氧化硼，1公斤氧化硅和97.4公斤氧化鋁，將這些原料的干料混合均勻，放入電弧爐熔化。熔融后傾倒在容器內(nèi)，冷卻后破碎成砂作為耐火材料使用，或傾倒在一定的模具內(nèi)，冷卻后制成剛玉制品。最終成品的含碳量為0.12%，其外觀顏色為灰色。以上所用的設(shè)備及工藝均屬一般電熔剛玉的常規(guī)生產(chǎn)技術(shù)。
本發(fā)明其它實(shí)施例的組分及理化性能如下表，其成品中含碳量依次為0.1%、0.12%、0.14%、0.16%和0.20%
本發(fā)明的電熔剛玉砂中，含有0.1～0.2%的碳，在此范圍內(nèi)都能保證產(chǎn)品有較好的使用效果。尤其在0.11～0.14%的范圍內(nèi)，效果最佳，獲得的產(chǎn)品性能最好。
通常認(rèn)為電熔剛玉產(chǎn)品中含碳是有害的，因而嚴(yán)格避免碳的引入。本發(fā)明的低氣孔率電熔剛玉砂克服了這種技術(shù)偏見，通過加入碳使產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)致密，體積穩(wěn)定和耐侵蝕、耐沖刷等良好高溫性能。礦物相以α-剛玉為主，使用壽命長，不發(fā)生裂紋，強(qiáng)度高，是一種新型的高級耐火材料。以這種電熔剛玉砂為主，按通常方法配入其它原料作為冶金高爐出鐵溝耐火材料使用，效果優(yōu)于其它耐火材料。本發(fā)明的低氣孔率電熔剛玉砂與國外同類產(chǎn)品如日本黑崎剛玉砂相比，顯氣孔率更低，日方約為4%，我方為2-4%。
權(quán)利要求
1.一種低氣孔率電熔剛玉砂，其中含有Al2O3、和SiO2，其特征在于組成(重量%)為98～98.8 Al2O30.3～1.9 SiO20.1～0.2 C
2.如權(quán)利要求1所述的電熔剛玉砂，其特征在于所說碳的含量為0.11～0.14%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電熔剛玉砂，其特征在于所說的碳是石墨材料。
全文摘要
低氣孔率電熔剛玉砂，其中含氧化鋁占重量98～98.8％，氧化硅0.3～1.9％，特別是含碳物質(zhì)占重量0.1～0.2％，所說的碳最好是石墨材料。剛玉砂的顏色為灰色。具有結(jié)構(gòu)致密、體積穩(wěn)定和耐侵蝕，耐沖刷等良好高溫性能，礦物相以α-剛玉為主，使用壽命長，不發(fā)生裂紋，強(qiáng)度高，是一種新型的高級耐火材料。
文檔編號C04B35/18GK1030905SQ8810386
公開日1989年2月8日 申請日期1988年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月23日
發(fā)明者吳萬安, 李挺, 惠新慶, 楊忠林, 和百正, 雷發(fā)祥, 郭公民, 黨師和 申請人:西北耐火材料廠