專利名稱：鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，屬于耐火材料制品，特別是在冶金高爐的球式熱風(fēng)爐上使用的一 種鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球。
技術(shù)背景球式熱風(fēng)爐是20多年來推廣應(yīng)用的高爐生產(chǎn)新技術(shù)，與傳統(tǒng)的熱風(fēng)爐相比，具有投資少 、熱效率高、節(jié)能節(jié)水的優(yōu)點(diǎn)。球式熱風(fēng)爐使用的換熱元件為耐火球，目前用于高爐球式熱 風(fēng)爐高溫段和中溫段(上部和中部)的耐火球主要有剛玉質(zhì)耐火球和鎂鋁質(zhì)耐火球，這兩類 耐火球有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即抗熱震性差，剛玉質(zhì)耐火球抗熱震性(IIO(TC，水冷)只有3 5次、鎂鋁質(zhì)耐火球抗熱震性(IIO(TC，水冷)只有1 3次，在使用過程中容易碎裂和粉 化破損，耐用性差、壽命低，很難滿足現(xiàn)代長壽高爐球式熱風(fēng)爐的技術(shù)要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述耐火球缺點(diǎn)的鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，該耐火球 具有抗熱震性高、熱容量大、強(qiáng)度高、抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)、壽命高等特性，能滿足所有現(xiàn)代長 壽高爐球式熱風(fēng)爐的技術(shù)要求，特別適用于高爐球式熱風(fēng)爐的高溫段和中溫段。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)耐火球組分(重量百分比)包括熔融氧化鋁60 80%、鋯英石5 15%、合成莫來石3 15%、 a -Al203微粉0 10。/。、粘土2 6%，夕卜加2 5%的粘結(jié)劑。耐火球成品含Al2O;5 75 90% 、Zr02 3 8%，其余為原料中所含Si02及其它物質(zhì)。各組分的成分要求(重量百分比)為熔融氧化鋁含Al203》90。/。，鋯英石含Zr02》50。/。， 合成莫來石含Al203 50 78%， a-Al203微粉含Al203》98。/。，粘土含八1203》30%。在上述技術(shù)方案中，熔融氧化鋁是采用剛玉材料，包括白剛玉、棕剛玉、亞白剛玉等。加入鋯質(zhì)材料目的是提高耐火球的抗熱震性和熱容量，莫來石是Al20-Si02系統(tǒng)中唯一 穩(wěn)定的化合物，化學(xué)穩(wěn)定性高，與雜質(zhì)反應(yīng)性低(難與雜質(zhì)反應(yīng))，加入莫來石材料目的是 提高耐火球的抗熱震性和抗化學(xué)侵蝕性，加入微粉可以提高鋯剛玉莫來石質(zhì)材料的燒結(jié)性和 成品球的密度和強(qiáng)度，加入粘土目的是起結(jié)合劑和燒結(jié)劑作用，降低燒成溫度、提高高溫使 用性能等。本發(fā)明所述鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球的制作工藝為將顆粒原料稱重、配比、混勻成干混合料后，加入粘結(jié)劑濕碾攪拌均勻，再將粉料加入混碾均勻，困料24 48小時(shí)后，用半干法 機(jī)壓成型制成球坯，球坯經(jīng)烘干后進(jìn)高溫窯燒成，燒成溫度145(TC 155(TC。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 抗熱震性能好、強(qiáng)度高?？篃嵴鹦?IIO(TC，水冷)》7次，耐壓強(qiáng)度》50KN/ 球，荷重軟化溫度(200N/球)S 155(TC。在使用過程中不會(huì)碎裂和粉化破損，滿足所有高 爐球式熱風(fēng)爐的技術(shù)要求，特別適用于高爐球式熱風(fēng)爐的高溫段和中溫段；(2) 體積密度高、熱容量大。體積密度》3. 10g/cm3，顯氣孔率《17%，可使進(jìn)高爐 熱風(fēng)溫度達(dá)到115(TC以上；(3) 壽命長，可與爐齡同步，并可以重復(fù)使用。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的耐火球組分(重量百分比)包括熔融氧化鋁60 80%、鋯英石5 15%、合成莫 來石3 15%、 a-Al203微粉0 10。/。、粘土2 6%，夕卜加2 5%的粘結(jié)劑。耐火球成品含八1203 75 90%、 Zr02 3 8%，其余為原料中所含Si02及其它物質(zhì)。各組分的成分要求(重量百分 比)為熔融氧化鋁含Al203》90。/。，鋯英石含Zr02》50。/。， a -八1203微粉含八1203》98%，粘土 含八1203》30%。合成莫來石(包括電熔莫來石和燒結(jié)莫來石)的成分要求Al203含量50 78。/。、體積密度 》2. 75g/cm3;較佳的成分要求Al203含量65 78。/。、體積密度》2. 85 g/cm3。合成莫來石粒徑 為lmm 325目。熔融氧化鋁含有顆粒料和細(xì)粉料。所述的熔融氧化鋁是采用剛玉材料，包括白剛玉、棕剛玉、亞白剛玉等。 鋯英石粒徑為200 500目。粘結(jié)劑為亞硫酸紙漿廢液，其比重》1.20。也可采用其他種類的粘結(jié)劑。 將顆粒原料稱重、配比、混勻成干混合料后，加入粘結(jié)劑亞硫酸紙漿廢液濕碾攪拌均勻，再將粉料加入混碾均勻，困料24 48小時(shí)后，用半干法機(jī)壓成型制成球坯，球坯經(jīng)烘干后進(jìn)高溫窯燒成，燒成溫度145(TC 155(TC。 實(shí)施例l:某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的0 75鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，由熔融氧化鋁73%、鋯 英石8%，合成莫來石10%、 a-Al203微粉5%，粘土4%。顆粒原料經(jīng)稱重、配比、混勻成干混 合料后，加入比重為1.24的亞硫酸紙漿廢液3%濕碾攪拌均勻，再將粉料加入混碾均勻，困料 36小時(shí)后，用半干法機(jī)壓成型制成球坯，球坯經(jīng)烘干后進(jìn)高溫窯燒成，燒成溫度148(TC 1530。C。耐火球成品含Al20383. 51%、 Zr02 5.15%。耐火球成品的體積密度為3. 17g/cmd，耐 壓強(qiáng)度為56KN/球，顯氣孔率為15%，抗熱震性(110(TC，水冷)7次，荷重軟化溫度(200N/球 )1580 。C。 實(shí)施例2:某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的0 75鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，由熔融氧化鋁78%、鋯 英石9%，合成莫來石4%、 a-Al203微粉5%，粘土4%。顆粒原料經(jīng)稱重、配比、混勻成干混 合料后，加入比重為1.24的亞硫酸紙漿廢液3%濕碾攪拌均勻，再將粉料加入混碾均勻，困料 36小時(shí)后，用半干法機(jī)壓成型制成球坯，球坯經(jīng)烘干后進(jìn)高溫窯燒成，燒成溫度148(TC 1530°C。耐火球成品含Al20385. 19%、 Zr025. 76%。耐火球成品的體積密度為3. 22 g/cm3，耐 壓強(qiáng)度為63KN/球，顯氣孔率為15%，抗熱震性(110(TC，水冷)7次，荷重軟化溫度(200N/球 )1608 。C。實(shí)施例3某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的0 75鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，由熔融氧化鋁68. 5%、 鋯英石9. 5%，合成莫來石13%、 a-Al203微粉5%，粘土4%。顆粒原料經(jīng)稱重、配比、混勻成 干混合料后，加入比重為l. 24的亞硫酸紙漿廢液3%濕碾攪拌均勻，再將粉料加入混碾均勻， 困料36小時(shí)后，用半干法機(jī)壓成型制成球坯，球坯經(jīng)烘干后進(jìn)高溫窯燒成，燒成溫度148(TC 1530°C。耐火球成品含Al203 81.20%、 Zr02 6.11%。耐火球成品的體積密度為3. 13 g/cm3 ，耐壓強(qiáng)度為49KN/球，顯氣孔率為16%，抗熱震性(110(TC，水冷)8次，荷重軟化溫度( 200N/球)1568 。C。在上述三個(gè)實(shí)施例中，顆粒原料指熔融氧化鋁含有的各種粒級的顆粒料、合成莫來石含 有的顆粒料；粉料指熔融氧化鋁含有的細(xì)粉料、合成莫來石含有的細(xì)粉料、鋯英石、a 吆1203微粉、粘土。
權(quán)利要求
1. 一種鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，其特征在于耐火球組分(重量百分比)包括熔融氧化鋁60～80％、鋯英石5～15％、合成莫來石3～15％、α-Al2O3微粉0～10％、粘土2～6％，外加2～5％的粘結(jié)劑。耐火球成品含Al2O375～90％、ZrO2 3～8％，其余為原料中所含SiO2及其它物質(zhì)。
全文摘要
一種鋯剛玉莫來石質(zhì)耐火球，其特點(diǎn)是耐火球組分(重量百分比)包括熔融氧化鋁60～80％、鋯英石5～15％、合成莫來石3～15％、α-Al2O3微粉0～10％、粘土2～6％，外加2～5％的粘結(jié)劑。耐火球成品含Al₂O₃75～90％、ZrO₂3～8％，其余為原料中所含SiO₂及其它物質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是抗熱震性能好、強(qiáng)度高。抗熱震性(1100℃，水冷)≥7次，耐壓強(qiáng)度≥50KN/球，荷重軟化溫度(200N/球)≥1550℃。在使用過程中不會(huì)碎裂和粉化破損，滿足所有高爐球式熱風(fēng)爐的技術(shù)要求，特別適用于高爐球式熱風(fēng)爐的高溫段和中溫段；體積密度高、熱容量大。體積密度≥3.10g/cm3，顯氣孔率≤17％，可使進(jìn)高爐熱風(fēng)溫度達(dá)到1150℃以上；壽命長，可與爐齡同步，并可以重復(fù)使用。
文檔編號C04B35/66GK101219906SQ20081030032
公開日2008年7月16日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者劉永春, 盧向黨, 周福辰, 潘之雄, 章炳炎 申請人:柳州鋼鐵股份有限公司