專利名稱：：一種用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯耐火潘注料，特別是以細(xì)晶莫來(lái)石為基質(zhì)，焦寶石熟料為顆粒料，a-Al刀3和Si02超微粉為復(fù)合添加劑，以P-AI2Q,作為結(jié)合劑組成的爐襯材料，適合于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐主爐體的特殊工礦條件要求。技術(shù)背景目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有該種產(chǎn)品專業(yè)化的生產(chǎn)廠家。大部分氫氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的焙燒爐主爐體爐襯耐火材料，還是采用兩種粒度的高鋁熟料大致比例混合后，用液體水玻璃作為結(jié)合劑，通過(guò)混合一攪拌一繞注一烘烤而成。這種方法工藝粗糙，性能低劣，燒結(jié)成的爐襯材料使用壽命短，經(jīng)常停爐檢修，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。主要表現(xiàn)在中高溫強(qiáng)度低，抗熱震性差，體積穩(wěn)定性不好，不耐磨損沖刷，而且施工和運(yùn)輸成本較高。有關(guān)資料顯示，氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐主爐體爐襯傳統(tǒng)的耐火澆注料--般是由一級(jí)高鋁熟料顆粒0-8咖含量為25%左右，0-4咖含量為36%左右，一級(jí)高鋁粉料39%，密度為1.3g/ci^以上的水玻璃溶液l(m左右作為結(jié)合劑混合一攪拌一澆注一烘烤一燒結(jié)而成。燒后主爐耐火材料體密為2.7g/cm:'以上。一級(jí)高鋁熟料的抗熱震性差，水玻璃的引入又使其中高溫強(qiáng)度降低，不耐磨損，當(dāng)工作溫度在IOOO'C以上時(shí)澆注料收縮大，體積不穩(wěn)定，使襯體形成較多裂紋，對(duì)至剝落、掉塊，從而影響到襯體壽命。這種澆注料因?yàn)橐靡后w水玻璃作為結(jié)合劑，所以就增加了運(yùn)輸和提升成本。因水玻璃粘稠，短時(shí)間內(nèi)袢和效果差，故又增加了混合攪拌的時(shí)間，使施工效率降低。同時(shí)，因一級(jí)高鋁熟料密度比焦寶石熟料和細(xì)晶莫來(lái)石的大0.35g/cni、，故不但增加了材料用量和爐體負(fù)荷，而且使該澆注料的導(dǎo)熱率變大，增加了熱能損失，降低了材料的抗熱霖性。在此之前的現(xiàn)有技術(shù)有CN1440952A，CN1785908A，CN1323761A，由于它們使用水泥作為膠結(jié)劑，以及使用的原材料及其配比不同，導(dǎo)致其強(qiáng)度低、體積穩(wěn)定性不好，不適合氧化鋁焙燒爐的氣氛，不能作為生產(chǎn)氧化鋁的澆注料。本申請(qǐng)人:經(jīng)過(guò)研究，按照氫氧化鋁懸浮焙燒爐的特殊工礦條件，調(diào)整原材料及其配比，克服了現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，顯著提高了耐磨損性，抗熱震性，體積穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，滿足了特殊性能的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種筑爐方便，節(jié)約能源，降低成本，耐磨損，抗熱震，體積穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)的氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯用的耐火澆注料。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用經(jīng)過(guò)燒結(jié)的焦寶石熟料作顆粒料，經(jīng)過(guò)燒結(jié)的細(xì)晶莫來(lái)石粉為基質(zhì)料，以P-AW):,作為結(jié)合劑，Si02和a-ALO:,超微粉為復(fù)合添加劑，并外加三聚磷酸鈉。其各種材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑為〈3mm，含量為2733%焦寶石熟料，粒徑為3-5ram，含量為2530%焦寶石熟料，粒徑介于5咖和8mm之間，含量為815%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑<0.074咖，含量為1320%P-A1A，含量為58%a-A1A超微粉，含量為25%Si02超微粉，含量為25%三聚磷酸鈉，含量為0.10.3%其中，超微粉的粒徑小于5iira。--般都認(rèn)為作爐襯材料的A1A含量越高，內(nèi)襯強(qiáng)度越大，耐火度越高，爐襯越能安全使用，所以經(jīng)常選擇一級(jí)高鋁料作為主原料，其中Al20:,》80%，做成的澆注料中A1A》70%，但是，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用上述材料做成的澆注料，在爐子運(yùn)行不到半年時(shí)，爐襯裂紋較多，局部襯體有掉塊，剝落現(xiàn)象，襯體變薄，另外，爐殼外壁溫度在20028(TC之間，傳熱較多，熱損失大，特別是局部掉塊，影響到正常的生產(chǎn)，被迫停爐檢修，一般大修周期為2-3年時(shí)間。當(dāng)采用經(jīng)過(guò)燒結(jié)的焦寶石熟料為顆粒料，經(jīng)過(guò)燒結(jié)的細(xì)晶莫來(lái)石為粉料，則效果大不一樣，焦寶石熟料和細(xì)晶莫來(lái)石的成份見(jiàn)表l表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1可知，本發(fā)明的耐火澆注料的主原料Al20:,含量較低，所以其熱導(dǎo)率較低，減少了熱能損失，同時(shí)，由于有莫來(lái)石和二次莫來(lái)石的生成，使襯體又產(chǎn)生了足夠的強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性。澆注料中的a-AlA和Si02超微粉在--定的溫度下共同作用，在基質(zhì)中形成大量的莫來(lái)石晶相，以交錯(cuò)棒狀的結(jié)晶體形成致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，襯體強(qiáng)度較高。由于二次莫來(lái)石化還伴隨有微弱的體積膨脹，從而又減緩了低鋁原料燒結(jié)收縮而造成的體積不穩(wěn)定、裂紋等缺陷，從而使襯體整體性好，更加穩(wěn)定，各方面性能匹配合理，延長(zhǎng)了爐齡。對(duì)爐齡有重要影響的另一因素為焦寶石熟料粒度級(jí)配，粗顆粒起骨架作用，其抗沖刷性好，耐火度高，但其表面積小，不易燒結(jié)，與結(jié)合劑、添加劑的反應(yīng)也不完全，易引起爐襯松散，因此，加入量要適當(dāng)。3-5mm的焦寶石熟料加工成棱錐狀，有利于筑爐施工，增加襯體強(qiáng)度。小于3mm的焦寶石熟料能填充粗顆粒的空隙，形成緊密堆積，促使燒結(jié)。小于0.074mm的細(xì)晶莫來(lái)石粉主要起膠結(jié)或燒結(jié)作用。另外，加入的a-AL03和Si02超微粉，粘覆在各種顆粒表面，從液相理論上來(lái)說(shuō)，它銜接了粗、中、細(xì)顆粒，提高了爐襯密度，大幅度改善了燒結(jié)和反應(yīng)性能，解決了襯體組織松散、強(qiáng)度低、易磨損的問(wèn)題。以往是用純鋁酸鈣水泥或水玻璃作為結(jié)合劑，這樣，襯體雖然形成強(qiáng)度較快，但因?yàn)镃aO、Na20的摻入，使襯體的中高溫強(qiáng)度減弱，但這個(gè)溫度恰好是氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐主爐體的工作溫度。而改用P-ALO:,作為結(jié)合劑，首先是P-A1A本身為氧化鋁產(chǎn)品，所以焙燒出的產(chǎn)品不會(huì)受到污染或者是污染極小，其次是這樣的襯體強(qiáng)度隨溫度提高，單向呈上升趨勢(shì)，襯體隨著烘爐工作的進(jìn)行，強(qiáng)度持續(xù)上升，體積穩(wěn)定可靠，使用壽命更長(zhǎng)。三聚磷酸鈉的加入，極大地改善了物料偏析，氣孔偏大，組織不均勻的現(xiàn)象，使物料混合充分，分布均勻，反應(yīng)完全，組織穩(wěn)定，大大減少了水的加入量，縮短了烘爐時(shí)間，提高了各種性能指標(biāo)。三聚磷酸鈉的加入量為0.10.3%由于爐襯材料粒度配比合理，而且直接用潔凈水來(lái)拌和，因此，選用和運(yùn)輸方便，成本較低，在筑爐時(shí)，混合攪拌，澆注振動(dòng)，方便易行，襯體結(jié)合緊密，形成莫來(lái)石量較多，各種性能指標(biāo)都較理想，使用壽命比原來(lái)提高了2倍多，經(jīng)國(guó)家耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)，本發(fā)明提供的氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐主爐體爐襯耐火澆注料的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>具體實(shí)施方式實(shí)施例1嚴(yán)格按照各原料化學(xué)成分范圍挑選礦源，經(jīng)過(guò)破碎一粉磨一篩選分級(jí)一磁選后，取不同粒度的焦寶石熟料和細(xì)晶莫來(lái)石粉等原材料按下列重量百分比配比焦寶石熟料，粒徑〈3ram，30%焦寶石熟料，粒徑3-5ram，28%焦寶石熟料，粒徑介于5mm和8mm之間，10%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑<0.074腿薩P-A1A6.8%a-A1A超微粉5%Si02超微粉4%三聚磷酸鈉0.2%其中，超微粉的粒徑小于5um加水充分混合攪拌均勻后，筑爐一烘烤一燒結(jié)，形成爐襯，其性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3，實(shí)際使用壽命在6-8年.實(shí)施例2操作同實(shí)施例l，但其原材料的重量百分比為:焦寶石熟料，粒徑〈3mm29%焦寶石熟料，粒徑為3-5mm29%焦寶石熟料，粒徑介于5咖和8mm之間11%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑<0.074腿15%P-A1A7%a-AL0:,超微粉3.8%Si02超微粉5%三聚磷酸鈉0.2%其中，超微粉的粒徑小于5um檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3，使用壽命為原來(lái)的2倍以上。實(shí)施例3操作同實(shí)施例l，其原材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑〈3mm31%焦寶石熟料，粒徑為3-5ram26%焦寶石熟料，粒徑介于5咖和8mm之間11%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑〈0.074ram17%P-AlA6.6%a-ALO:,超微粉3.2%Si02超微粉5%三聚磷酸鈉0.2%其中，超微粉的粒徑小于5um檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3，使用壽命為原來(lái)的2倍以上。表3性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3密度g/cm:12,382.42.39導(dǎo)熱系數(shù)w/m，k1.081.11.091200'C燒后常溫抗折強(qiáng)度MPa11.512111200'C燒后常溫抗壓強(qiáng)度MPa107110108耐火度'c174017601750燒后線變化率000IIOO'C水冷后，熱震穩(wěn)定性(次數(shù))303030權(quán)利要求1、一種用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料，是由焦寶石熟料和細(xì)晶莫來(lái)石、結(jié)合劑、復(fù)合添加劑按不同比例組成的混合物，經(jīng)筑爐、烘爐，燒結(jié)而成，其特征在于使用燒結(jié)過(guò)的莫來(lái)石和焦寶石熟料，各種原材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑＜3mm，含量為27～33％焦寶石熟料，3-5mm，含量為25～30％焦寶石熟料，粒徑介于5mm和8mm之間，含量為8～15％細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑＜0.074mm，含量為15～25％結(jié)合劑采用ρ-Al2O3，其含量為5～8％復(fù)合添加劑采用α-Al2O3超微粉和SiO2超微粉，含量各為2～5％三聚磷酸鈉，含量為0.1～0.3％其中，超微粉的粒徑小于5μm。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料，其特征在于原材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑〈3mm，30%焦寶石熟料，粒徑3-5ram，28%焦寶石熟料，粒徑介于5mm和8mm之間，10%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑<0.074咖16%P6.8%a-Al203超微粉5%Si02超微粉4%三聚磷酸鈉0.2%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料，其特征在于原材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑〈3mm29%焦寶石熟料，粒徑為3-5mra29%焦寶石熟料，粒徑介于5mm和8ram之間11%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑<0.074咖15%P-A120:7%a-Al203超微粉3.8%SiOa超微粉5%三聚磷酸鈉0.2%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料，其特征在于原材料的重量百分比為焦寶石熟料，粒徑〈3mm31%焦寶石熟料，粒徑為3-5mm26%焦寶石熟料，粒徑介于5mm和8mra之間11%細(xì)晶莫來(lái)石粉，粒徑〈0.074mm17%P-A1A6.6%a-AlA超微粉3.2%SiO2超微粉5%三聚磷酸鈉0.2%--全文摘要本發(fā)明提供一種用于氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐爐襯的耐火澆注料。它是由經(jīng)過(guò)燒結(jié)的焦寶石熟料熟料和煅燒過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)發(fā)育良好的細(xì)晶莫來(lái)石及結(jié)合劑、復(fù)合添加劑按不同比例組成的混合物，經(jīng)筑爐、烘爐，燒結(jié)而成的氫氧化鋁氣體懸浮焙燒爐主爐體爐襯。其中，原材料的組成百分比為小于3mm的焦寶石熟料含量為27～33％，粒徑為3-5mm的焦寶石熟料含量為25～30％，粒徑介于5mm和8mm之間的焦寶石熟料含量為8～15％；粒徑＜0.074mm的細(xì)晶莫來(lái)石粉含量為15～25％；結(jié)合劑采用活性氧化鋁ρ-Al₂O₃，其含量為5～8％；復(fù)合添加劑采用高分散性氧化α-Al₂O₃超微粉和氧化硅SiO₂超微粉各含量都為2～5％，超微粉的粒徑小于5μm；三聚磷酸鈉含量為0.1～0.3％。文檔編號(hào)C04B35/66GK101152983SQ20061015259公開(kāi)日2008年4月2日申請(qǐng)日期2006年9月29日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者阮克勝申請(qǐng)人:阮克勝