一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法【
技術領域：
】[0001]本發明屬于剛玉質耐火材料
技術領域：
。具體涉及一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。【
背景技術：
】[0002]耐火材料直接應用于鋼鐵、有色、水泥、玻璃、陶瓷和化工、機械、電力等國民經濟各個領域的高溫工業生產過程中，是保證上述產業運行和技術發展必不可少的基礎材料。近年來，節能降耗成為了高溫工業的重要方向之一，保溫隔熱材料得到了迅速發展，輕量高溫工業爐襯吸引了越來越多的重視。然而，耐火材料既是爐襯材料，同時也參與高溫過程，其在服役過程中的損壞主要表現為高溫介質(熔渣)侵蝕破壞。因此，研發具有高抗渣性能的輕量化耐火材料對于減少資源消耗、節約能源、提高生產效率和質量具有重要的實際意義和應用價值。[0003]黃奧等人研究發現微孔化可以顯著提高輕量化耐火材料的抗渣性(A.Huang,Η.Z.Gu，Y.Zou,Towardsefficientmodelingonslagcorros1noflightweightcorundumspinelcastableforladle,in:Proceedingofthe13thUnifiedInternat1nalTechnicalConferenceonRefractories(UNITECR)，2013，Victoria,BC，Canada.)。目前的輕量化耐火材料由于體積密度較低，氣孔較多，相比于普通的耐火材料，其熔渣的擴散通道更多，渣蝕過程更加復雜。因此，要求輕量化的耐火材料具有較多的微閉口氣孔和能夠在較廣泛的渣組成條件下形成抗渣防護層的能力，而目前報道的輕量材料還難以達到要求。【
發明內容】[0004]本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種體積密度低、平均孔徑小、閉口氣孔率高、熱導率低、熱震穩定性好、耐沖刷和抗熔渣侵蝕能力強的輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。[0005]為實現上述任務，本發明所米用的技術方案是:以90~99wt%的A1203微粉和l~10wt%的MgO微粉為原料，外加占所述原料5~15wt%的糖類聚合物，用行星球磨機混合0.05-0.8小時；再加入占所述原料6~20wt%的水，旋轉造粒，即得預制球。[0006]將氧化鋁溶膠和P-A1203微粉按照質量比為(0.04?0.1):1混合成漿體，再將所述漿體均勻地噴灑在預制球的表面，噴灑在預制球表面的漿體厚度與預制球的半徑比為(0.05?0.12):1;然后在110~200°C條件下干燥12~36小時，在超高溫豎窯于1900~2100°C條件下煅燒2~5小時，即得輕量等徑微孔剛玉復相球。[0007]所述A1203微粉為α-Α1203微粉或為γ_A1203微粉;A1203微粉的A1203含量>99.3wt%，粒徑D5Q〈6ym。[0008]所述MgO微粉的MgO含量>99wt%，粒徑D5。〈6μm。[0009]所述糖類聚合物為糊精、淀粉、甲殼素中的一種以上。[0010]所述氧化鋁溶膠的分散質含量>25wt%，平均粒徑為20~50nm。[0011]所述p-A1203微粉的A1203含量>99wt%，粒徑為D5。〈6μm。[0012]所述行星球磨機的研磨球為剛玉質球。[0013]由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果:本發明引入的MgO微粉能夠在燒結前期與氧化鋁原位反應生成鎂鋁尖晶石，產生原位相應力。適量的原位相應力的存在能夠有效促使表面包裹的納米氧化鋁超塑性的發揮，使得晶界快速移動，在孔洞被排除之前將其封閉和分割為微小氣孔，從而形成大量微小閉口氣孔包裹層；同時，納米氧化鋁和P-A1203的復合膠結，大幅增加了造粒球的表面強度，干燥過程中，造粒球不開裂。[0014]本發明所制備的輕量等徑微孔剛玉復相球經檢測:體積密度為2.7-3.0g/cm3，閉口氣孔率占總氣孔率比例>60%，平均孔徑為0.1-0.5μπι。[0015]因此，本發明所制備的輕量等徑微孔剛玉復相球具有體積密度低、平均孔徑小、閉口氣孔率高、熱導率低、熱震穩定性好、耐沖刷和抗熔渣侵蝕能力強的特點。【具體實施方式】[0016]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制:為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及的原料和工藝參數統一描述如下，實施例中不再贅述:所述Α1203微粉為α-Α1203微粉或為γ-Α1203微粉；A1203微粉的A1203含量>99.3wt%,粒徑D50〈6μm。[0017]所述MgO微粉的MgO含量>99wt%，粒徑D5。〈6μm。[0018]所述糖類聚合物為糊精、淀粉、甲殼素中的一種以上。[0019]所述氧化鋁溶膠的分散質含量>25wt%，平均粒徑為20~50nm。[0020]所述p-A1203微粉的A1203含量>99wt%，粒徑為D5。〈6μm。[0021]所述行星球磨機的研磨球為剛玉質球。[0022]實施例1一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。以90~93被％的α-Α1203微粉和7~10wt%的MgO微粉為原料，外加占所述原料5~10wt%的糊精，用行星球磨機混合0.05-0.4小時；再加入占所述原料6~15wt%的水，旋轉造粒，即得預制球。[0023]將氧化鋁溶膠和P-A1203微粉按照質量比為(0.04?0.07):1混合成漿體，再將所述漿體均勻地噴灑在預制球的表面，噴灑在預制球表面的漿體厚度與預制球的半徑比為(0.08?0.12):1;然后在110~160°C條件下干燥24~36小時，在超高溫豎窯于1900~2000°C條件下煅燒3~5小時，即得輕量等徑微孔剛玉復相球。[0024]本實施例所制備的輕量等徑微孔剛玉復相球經檢測:體積密度為2.75-2.8g/cm3，閉口氣孔率占總氣孔率比例>63%，平均孔徑為0.3-0.5μπι。[0025]實施例2一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。以90~93wt%的γ-Α1203微粉和7~10wt%的MgO微粉為原料，外加占所述原料10~15wt%的淀粉，用行星球磨機混合0.4-0.8小時；再加入占所述原料13~20wt%的水，旋轉造粒，即得預制球。[0026]將氧化鋁溶膠和P-A1203微粉按照質量比為(0.07?0.1):1混合成漿體，再將所述漿體均勻地噴灑在預制球的表面，噴灑在預制球表面的漿體厚度與預制球的半徑比為(0.05?0.09):1;然后在150~200°C條件下干燥12~24小時，在超高溫豎窯于2000~2100°C條件下煅燒2~4小時，即得輕量等徑微孔剛玉復相球。[0027]本實施例所制備的輕量等徑微孔剛玉復相球經檢測:體積密度為2.7-2.75g/cm3，閉口氣孔率占總氣孔率比例>60%，平均孔徑為0.35-0.5μπι。[0028]實施例3一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。以92~95wt%的α_Α1203微粉和5~8wt%的MgO微粉為原料，外加占所述原料5~10wt°/c^9甲殼素，用行星球磨機混合0.05~0.4小時；再加入占所述原料6~15wt%的水，旋轉造粒，即得預制球。[0029]將氧化鋁溶膠和P-A1203微粉按照質量比為(0.04?0.07):1混合成漿體，再將所述漿體均勻地噴灑在預制球的表面，噴灑在預制球表面的漿體厚度與預制球的半徑比為(0.08?0.12):1;然后在110~160°C條件下干燥24~36小時，在超高溫豎窯于1900~2000°C條件下煅燒3~5小時，即得輕量等徑微孔剛玉復相球。[0030]本實施例所制備的輕量等徑微孔剛玉復相球經檢測:體積密度為2.75-2.88g/cm3，閉口氣孔率占總氣孔率比例>65%，平均孔徑為0.3-0.45μm。[0031]實施例4一種輕量等徑微孔剛玉復相球及其制備方法。以92~95wt%的α_Α1203微粉和5~8wt%的MgO微粉為原料，外加占所述原料10~15wt%的糊精和淀粉的混合物，用行星球磨機混合0.4-0.8小時；再加入占所述原料13~20wt%的水，旋轉造粒，即得預制球。[0032]將氧化鋁溶膠和P-A1203當前第1頁1 2