專利名稱：一種復(fù)合鋯剛玉耐火球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體地說，本發(fā)明涉及一種球式熱風(fēng)爐用復(fù)合鋯剛玉耐火球及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和科技水平日新月異的提高，對陶瓷類產(chǎn)品的品種和質(zhì)量的要求越來越高，促進了國內(nèi)陶瓷、建材、鋼鐵等行業(yè)的蓬勃發(fā)展。隨著新材質(zhì)陶瓷的研究開發(fā)成功和陶瓷類產(chǎn)品的更新?lián)Q代，生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品的燒結(jié)工藝、生產(chǎn)裝備方面也在不斷進行改進，對高爐材料和爐具耐火制品提出了更高的要求，傳統(tǒng)的粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、熔融石英石質(zhì)、氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)等耐火制品已經(jīng)無法滿足使用要求，開發(fā)適應(yīng)高耐反應(yīng)性、抗氧化、高強度、較長使用壽命的高性能耐火制品已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。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。在應(yīng)用過程中，球與球自然堆積，使其形成曲線氣流通道，實現(xiàn)熱交換。球式熱風(fēng)爐使用的換熱元件為耐火球，目前主要有鎂鋁質(zhì)耐火球和高鋁質(zhì)耐火球，但是上述耐火球由于氣孔率高、體積密度低、強度低、熱穩(wěn)定性差等原因，在使用中會粉化破損、碎球、粘結(jié)等問題，減小氣流通道，降低了送風(fēng)溫度，最好導(dǎo)致頻繁的停爐、環(huán)球和大修；而且它們的熱容量和強度不夠高，很難滿足現(xiàn)代長壽高爐球式熱風(fēng)爐的技術(shù)要求。目前熱風(fēng)爐蓄熱室風(fēng)溫一般在1250°C以上，球床高度一般在7米左右，球床的阻力較大，需要周期性換球。使用現(xiàn)有技術(shù)中的鎂鋁質(zhì)耐火球和高鋁質(zhì)耐火球，會造成換球周期短，不利于提高生產(chǎn)效率和節(jié)能降耗。因而為了適應(yīng)球式熱風(fēng)爐技術(shù)大型化，解決球床壽命低以及頻繁換球的問題，研制開發(fā)新材質(zhì)耐火球是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于熱風(fēng)爐蓄熱室的耐火球及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合鋯剛玉耐火球具有氣孔率低、密度高、常溫耐壓強度高、荷重軟化溫度高、熱震穩(wěn)定性能優(yōu)異、使用壽命長的特點，它能夠滿足現(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/或中溫段。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于由含有以下組分的原料在1430°C燒結(jié)16小時制備而成，所述的原料為特級礬土 25-50wt%、棕剛玉32-58wt%、鋯英砂5_15wt%、 粘土 2-12Wt%、二氧化硅微粉l-5Wt%以及1. 5-2. 5wt%的有機粘結(jié)劑；其中所述的特級礬土的化學(xué)成分中=Al2O3彡94wt %, Fe2O3彡1. 5wt%, K20+Na20彡0. ，體積密度彡 3. 3g/cm3 ；棕剛玉的化學(xué)成分中=Al2O3 彡 95wt%,Fe2O3 彡 1. 0wt%,K20+Na20 彡 0. 4wt%, 體積密度彡3. 8g/cm3 ；鋯英砂的化學(xué)成分中 彡65wt %、Fe2O3彡1. Owt %、 K20+Na20彡0. 4wt %，體積密度彡4. 6g/cm3 ；粘土的化學(xué)成分為=Al2O3彡36wt %、Fe2O3 彡 1. 5wt%, K20+Na20 彡 1. Owt % ；耐火球成品中 Al2O3 彡 68wt %, Fe2O3 彡 0. 8wt%, K20+Na20 彡 0. 5wt%。優(yōu)選地，本發(fā)明的復(fù)合鋯剛玉耐火球，由以下組分的原料制成特級礬土 30-45wt %、棕剛玉42-53wt %、鋯英砂8_12wt %、粘土 3_5wt %、二氧化硅微粉 2-5wt% 以及 1. 5-2. 5wt% 的粘結(jié)劑；耐火球成品中 Al2O3 彡 82wt %, Fe2O3 ^ 0. 8wt%, K20+Na20 彡 0. 4wt%。更優(yōu)選地，本發(fā)明的復(fù)合鋯剛玉耐火球，由以下組分的原料制成特級礬土 38wt %、棕剛玉45wt %、鋯英砂9. Owt %、粘土 3. Owt %、二氧化硅微粉3. Owt %以及2. Owt %的粘結(jié)劑；耐火球成品中Al2O3彡85wt %, ZrO2彡6wt%, Fe2O3彡0. 7wt%, K20+Na20 彡 0. 4wt%。本發(fā)明制備的耐火球荷重軟化溫度(0. 2MPa)大于1580°C、優(yōu)選地，高于1620°C， 體積密度大于3. 20g/m3，氣孔率小于15%，常溫耐壓強度高于58KN/球、優(yōu)選地高于65KN/ 球，熱震穩(wěn)定性(IlOO0C )不低于15次，優(yōu)選地，不低于20次。本發(fā)明所述的有機粘結(jié)劑為水玻璃、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、糊精、聚乙烯醇、聚酯樹脂、木質(zhì)素磺酸鈣；優(yōu)選地，本發(fā)明的粘結(jié)劑為糊精。本發(fā)明所述的糊精是指淀粉經(jīng)酶法或者化學(xué)方法水解得到的降解產(chǎn)物，實際為數(shù)個至數(shù)十個葡萄糖單位的寡糖和聚糖的混合物，常用的例如白糊精、黃糊精或英國膠。使用的糊精液密度為1.16-1. 20g/m3。采用糊精作為粘結(jié)劑可以進一步提高本發(fā)明的耐火球的性能。礬土是由三種鋁的氫氧化物以不同的比例組成的膠體混合物。被用于制造耐火材料的礬土，被稱為耐火級礬土。本發(fā)明所要求的特級礬土的化學(xué)成分中=Al2O3 ^ 94wt%, Fe2O3 ^ 1. 5wt%,K20+Na20 ^ 0. ，體積密度彡3. 3g/cm2。所述的特級礬土可以通過碎礦、粉碎、浮選、磁選、磨礦、均化、成球、干燥、煅燒的工藝制備成均質(zhì)的特級礬土熟料。棕剛玉是以優(yōu)質(zhì)鋁礬土為原料，無煙煤、鐵屑，在電弧中經(jīng)過2000°C以上高溫熔煉制成，經(jīng)過自磨機粉碎整形，磁選去鐵，篩分成多種粒度，其質(zhì)地致密、硬度高，粒形成球狀，適用于制造高級耐火材料。本發(fā)明所述的棕剛玉所要求達到的化學(xué)成分為 Al2O3 彡 95wt%, Fe2O3 ( 1. Owt%、K2CHNa2O ( 0. 4wt%，體積密度彡 3. 8g/cm3。鋯英砂又稱為鋯砂或者鋯英石，是一種以鋯的硅酸鹽為主要組成的礦物，它具有熔點高Ol90-M20°C )、線膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率低，鋯英石經(jīng)過水選、電選、磁選等選礦工藝可以得到鋯英砂精料。本發(fā)明所述的鋯英砂所要求達到的化學(xué)成分為 ^ 65wt%, Fe2O3 ^ 1. 0wt%, K20+Na20 彡 0. 4wt%,體積密度彡 4. 6g/cm3。粘土一般由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成。本發(fā)明所述的粘土所要求達到的化學(xué)成分為=Al2O3彡36wt%,Fe2O3彡1. 5wt%,K20+Na20彡1. Owt%，優(yōu)選為水鋁英石粘土。優(yōu)選地，為了進一步提高耐火球的抗熱震性能，本發(fā)明的原料中還含有 0. 5-1. 3wt% 的多晶 MgAl2O40本發(fā)明中加入鋯英砂的目的是提高耐火球的抗熱震性和熱容量，加入棕剛玉能夠提高耐火球的密度、常溫耐壓強度、荷重軟化溫度，加入粘土和二氧化硅微粉的目的是起結(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；特別地，本發(fā)明的發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)通過控制原料組分中狗203、K2O, Na2O的含量，進而分別控制耐火球成品中的 Fe2O3彡0. 8wt%,K20+Na20彡0. 5襯％的時候，出人意料的可以顯著地提高耐火球的常溫耐壓強度、荷重軟化溫度和熱震穩(wěn)定性；進而申請人完成了本發(fā)明。本發(fā)明所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球的制備方法如下本發(fā)明的復(fù)合鋯剛玉耐火球，由含有以下組分的原料制成特級礬土 25-50wt%、 棕剛玉32-58wt %、鋯英砂5-15wt 粘土 2_12wt %、二氧化硅微粉l_5wt %以及1.5-2. 5wt%的有機粘結(jié)劑；其中所述的特級礬土的化學(xué)成分中=Al2O3彡94wt%, Fe2O3彡1. 5wt %、K20+Na20 ( 0. 4wt %，體積密度彡3. 3g/cm3 ；棕剛玉的化學(xué)成分中: Al2O3 彡 95wt%, Fe2O3 彡 1. Owt%、K2CHNa2O 彡 0. 4wt%，體積密度彡 3. 8g/cm3 ；鋯英砂的化學(xué)成分中:Zr02 彡 65wt%,Fe2O3 ( 1. 0wt%,K20+Na20 ( 0. 4wt%，體積密度彡 4. 6g/cm3 ；粘土的化學(xué)成分為=Al2O3彡36wt%, Fe2O3彡1. 5wt%、K2CHNa2O彡1. Owt% ；其特征在于所述的制備方法包括以下工藝(1)原料準備將糊精在打漿機中用熱水配置成密度為1. 16-1. 20g/cm3的糊精液；按上述比例的特級礬土、棕剛玉、鋯英砂、粘土以及二氧化硅微粉經(jīng)磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料，細粉料的平均直徑低于100 μ m ；(2)混碾在細粉料中加入密度為1. 16-1. 20g/cm3的糊精液碾勻；(3)機壓成型將混碾料由成型機壓制成球坯；(4)球坯干燥球坯首先自然干燥12-36小時，然后由烘干爐進行烘干，使得其殘余水分低于1.0% ；(5)將干燥后的球坯置于燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時，自然降溫冷卻后得到耐火球成品。本發(fā)明所述的粘結(jié)劑為水玻璃、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、糊精、聚乙烯醇、聚酯樹脂、木質(zhì)素磺酸鈣；優(yōu)選地，本發(fā)明的粘結(jié)劑為糊精。本發(fā)明所述的糊精是指淀粉經(jīng)酶法或者化學(xué)方法水解得到的降解產(chǎn)物，實際為數(shù)個至數(shù)十個葡萄糖單位的寡糖和聚糖的混合物，常用的例如白糊精、黃糊精或英國膠。使用的糊精液密度為1. 16-1. 20g/m3。采用糊精作為粘結(jié)劑可以進一步提高本發(fā)明的耐火球的性能。優(yōu)選地，為了進一步提高耐火球的抗熱震性能，本發(fā)明的原料中還含有 0. 5-1. 3wt% 的多晶 MgAl2O40本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、體積密度高，熱容量大。體積密度> 3. 2g/cm3，顯氣孔率< 15%。2、強度高，抗熱震性能好。耐壓強度>60KN/球，抗熱震性(110(TC，水冷)彡15 次。在使用過程中不粉化破損。3、荷重軟化溫度高。荷重軟化溫度(0.2MPa)彡1580°C。使用過程不產(chǎn)生粘結(jié)變形。4、本發(fā)明通過嚴格控制原料中狗203、1(20』％0的含量得到了高性能的鋯剛玉耐火球，顯著提高了耐火球的使用壽命，滿足現(xiàn)代球式熱風(fēng)爐高溫段耐火球的使用要求。5、與現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)燒結(jié)工藝相比，本發(fā)明通過采用細粉料以及使用了二氧化硅微粉，降低了燒結(jié)溫度，從而使得耐火球的性質(zhì)更加穩(wěn)定，提高了耐火球的常溫耐壓強度以及熱震穩(wěn)定性。
具體實施方式
本發(fā)明實施例中的復(fù)合鋯剛玉耐火球的原料特級礬土 =Al2O3 彡 94wt %、Fe2O3 彡 1. 5wt K20+Na20 彡 0. 4wt %，體積密度 ^ 3. 3g/cm3 ；棕剛玉=Al2O3彡 95wt%,Fe2O3 彡 1. 0wt%,K20+Na20 彡 0. 4wt%，體積密度彡 3. 8g/
3
cm ；鋯英砂 彡 65wt%,Fe2O3 彡 1. Owt%、K2CHNa2O 彡 0. 4wt%，體積密度彡 4. 6g/
3
cm ；粘土Al2O3 彡 36wt %、Fe2O3 ^ 1. 5wt%, K20+Na20 ^ 1. 0wt%o二氧化硅微粉、可選的多晶MgAl204。有機粘結(jié)劑，糊精液，密度為1. 16-1. 20g/cm3。實施例1某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 25wt%、棕剛玉55wt%、鋯英砂10wt%、粘土 5wt%、二氧化硅微粉 3. 5wt%以及1. 5wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例2某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 50wt%、棕剛玉32wt%、鋯英砂10wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%以及2wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例3某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 30wt%、棕剛玉50wt%、鋯英砂10wt%、粘土、二氧化硅微粉
以及2wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例4某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 40wt%、棕剛玉42wt%、鋯英砂10wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%以及2wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例5某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 38wt%、棕剛玉45wt%、鋯英砂9wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%以及2wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例6某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 38wt%、棕剛玉45wt%、鋯英砂9wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%以及2wt%的木質(zhì)纖維素。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 25g/cm3的木質(zhì)纖維素液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例7某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 38wt%、棕剛玉45wt%、鋯英砂8wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%、多晶MgAl2O4 以及2wt%的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 25g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯， 球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。實施例8某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 30wt%、棕剛玉49wt%、鋯英砂10wt%、粘土、二氧化硅微粉
%、多晶MgAl2O4 Iwt %以及2wt %的糊精。礦物顆粒磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯， 球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。比較例1-2比較例1-2中的復(fù)合鋯剛玉耐火球的原料特級礬土Al2O3 彡 94wt%、Fe2O3 1. 2wt%, K20+Na20 :0. 8wt% ；棕剛玉=Al2O3彡 95wt%、Fe2O3 1. 3wt%, K20+Na20 :0. 7wt% ；鋯英砂=ZrO2彡 65wt %、Fe2O3 1. Owt %、K20+Na20 1. 2wt% ；粘土 =Al2O3 彡 36wt%, Fe2O3 :1. 8wt%> K20+Na20 :2. Owt比較例1某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 25wt%、棕剛玉55wt%、鋯英砂10wt%、粘土 5wt%、二氧化硅微粉 3. 5wt%以及1. 5wt%的糊精。礦物顆粒采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。比較例2某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比(重量百分比)為特級礬土 38wt%、棕剛玉45wt%、鋯英砂9wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉 3wt%以及2wt%的糊精。礦物顆粒采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 20g/cm3的糊精液混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。
比較例3-4比較例3-4中使用的礦物原料高鋁礬土Al2O3 :88-89wt %、Fe2O3 ^ 1. 5wt%, K20+Na20 :0. 6-0. 8wt % ；棕剛玉=Al2O3彡 95wt %、Fe2O3 ^ 1. 5wt%, K20+Na20 :0. 5wt % ；鋯英砂=ZrO2彡 64wt %、Fe2O3 ^ 1. 5wt%, K20+Na20 :0. 7wt % ；粘土=Al2O3 彡 36wt%, Fe2O3 ( 1. 5wt%, K20+Na20 :2. 5wt%0比較例3某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比為高鋁礬土 30wt%、棕剛玉55wt%、鋯英砂6wt%、粘土 5wt%、莫來石5wt%。礦物顆粒采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 25g/cm3的木質(zhì)纖維素液(木質(zhì)素占礦物原料的6%)混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1. 0%，然后在燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時。比較例4某高爐球式熱風(fēng)爐在高溫段采用的Φ75復(fù)合鋯剛玉耐火球，其配比為高鋁礬土 30wt%、棕剛玉55wt%、鋯英砂6wt%、粘土 5wt%、莫來石5wt%。礦物顆粒采用干法共混的方法制備成細粉料；細粉料中加入密度為1. 25g/cm3的木質(zhì)纖維素液(木質(zhì)素占礦物原料的6%)混碾均勻；用成型機將混碾料制成球坯，球坯經(jīng)自然干燥和烘干爐烘干后使其水分低于1.0%，然后在燒結(jié)爐中在1550°C燒結(jié)8小時。比較例5與實施例5相比，使用的基料中僅控制部分原料的!^e2O3的含量，使得抗熱震磚成品中Fe2O3的含量為0. 75wt%,K20+Na20的含量為0. 65wt%0比較例6與實施例5相比，使用的基料中僅控制部分原料的K2CHNa2O的含量，使得抗熱震磚成品中Fii2O3的含量為0. 90wt%,K20+Na20的含量為0. 40wt%。對實施例1-8以及比較例1-6所制備的鋯剛玉耐火球的各技術(shù)指標進行測試。測試所得的技術(shù)指標數(shù)據(jù)在表1中列出。實施例1-8以及比較例1-6所制備的鋯剛玉耐火球的化學(xué)分析結(jié)果顯示在表2中。表1 實施例以及比較例的鋯剛玉耐火球技術(shù)指標數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于由含有以下組分的原料在1430°C燒結(jié)16小時制備而成，所述的原料為特級礬土 25-50wt%、棕剛玉32-58wt%、鋯英砂5_15wt%、粘上2-12Wt%、二氧化硅微粉l-5Wt%以及1. 5-2. 5wt%的有機粘結(jié)劑；其中所述的特級礬土的化學(xué)成分中=Al2O3 彡 94wt%,Fe2O3 彡 1. 5wt%、K2CHNa2O 彡 0. 4wt%，體積密度彡 3. 3g/ cm3 ；棕剛玉的化學(xué)成分中=Al2O3 ^ 95wt%,Fe2O3 ^ 1. Owt%、K2CHNa2O 彡 0. 4wt%，體積密度彡 3. 8g/cm3 ；鋯英砂的化學(xué)成分中:Zr02 彡 65wt%,Fe2O3 ( 1. 0wt%,K20+Na20 ( 0. 4wt%, 體積密度彡4. 6g/cm3 ；粘土的化學(xué)成分為=Al2O3彡36wt Fe2O3彡1. 5wt K20+Na20 彡 1. Owt耐火球成品中 Al2O3 彡 68wt%,Fe2O3 彡 0. 8wt%、K2CHNa2O 彡 0. 5wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于所述的原料為特級礬土 30-45wt%、棕剛玉42-53wt%、鋯英砂8_12wt%、粘土 3_5wt %、二氧化硅微粉 2-5wt% 以及 1. 5-2. 5wt% 的粘結(jié)劑；耐火球成品中 Al2O3 彡 82wt %, Fe2O3 ^ 0. 8wt%, K20+Na20 彡 0. 4wt%。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于所述的原料為特級礬土 38wt %、棕剛玉45wt %、鋯英砂9. 0wt%、粘土 3. 0wt%、二氧化硅微粉3. Owt %以及 2. Owt % 的粘結(jié)劑；耐火球成品中 Al2O3 彡 85wt %、ZrO2 ^ 6wt %, Fe2O3 彡 0. 7wt %、 K20+Na20 彡 0. 4wt%。
4.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于所述的有機粘結(jié)劑為糊精。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于所述的原料中還含有 0. 5-1. 3wt% 的多晶 MgAl2O4。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于所述的原料為特級礬土 38wt%、棕剛玉45wt%、鋯英砂8wt%、粘土 3wt%、二氧化硅微粉3wt%、多晶 MgAl2O4 Iwt % 以及 2wt % 的糊精；耐火球成品中 Al2O3 彡 82wt %、Fe2O3 彡 0. 7wt %、 K20+Na20 彡 0. 4wt%。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球的制備方法，所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球，由含有以下組分的原料制成特級礬土 25-50Wt%、棕剛玉32-58Wt%、鋯英砂 5-15wt%、粘土 2-12wt%、二氧化硅微粉l-5wt%以及1. 5-2. 5wt%的有機粘結(jié)劑；其中所述的特級礬土的化學(xué)成分中=Al2O3彡94wt %, Fe2O3彡1. 5wt%, K20+Na20彡0. 4wt%, 體積密度彡3. 3g/cm3 ；棕剛玉的化學(xué)成分中=Al2O3彡95wt %、Fe2O3 ^ l.Owt K20+Na20彡0. 4wt %，體積密度彡3. 8g/cm3 ；鋯英砂的化學(xué)成分中 彡65wt %、 Fe2O3彡l.Owt K20+Na20彡0. 4wt %，體積密度彡4. 6g/cm3 ；粘土的化學(xué)成分為 Al2O3彡36wt%,Fe2O3彡1. 5wt%,K20+Na20彡1. Owt% ；其特征在于所述的制備方法包括以下工藝(1)原料準備將糊精在打漿機中用熱水配置成密度為1.16-1. 20g/cm3的糊精液；按上述比例的特級礬土、棕剛玉、鋯英砂、粘土以及二氧化硅微粉經(jīng)磁選后采用干法共混的方法制備成細粉料，細粉料的平均直徑低于100 μ m(2)混碾在細粉料中加入密度為1.16-1. 20g/cm3的糊精液碾勻；(3)機壓成型將混碾料由成型機壓制成球坯；(4)球坯干燥球坯首先自然干燥12-36小時，然后由烘干爐進行烘干，使得其殘余水分低于1.0% ；(5)將干燥后的球坯置于燒結(jié)爐中在1430°C燒結(jié)16小時，自然降溫冷卻后得到耐火球成品。
8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球的制備方法，其特征在于所述的有機粘結(jié)劑為糊精。
9.如權(quán)利要求7或8所述的復(fù)合鋯剛玉耐火球的制備方法，其特征在于所述的原料中還含有0. 5-1. 3wt%的多晶MgAl2O40
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合鋯剛玉耐火球，其特征在于由含有以下組分的原料制成，特級礬土25-50wt％、棕剛玉32-58wt％、鋯英砂5-15wt％、粘土2-12wt％、二氧化硅微粉1-5wt％以及1.5-2.5wt％的有機粘結(jié)劑在1430℃燒結(jié)16小時制備而成。本發(fā)明主要是通過對原料配方中Fe2O3、K2O、Na2O的含量的控制，以及使用細料并添加適量的二氧化硅微粉來降低燒結(jié)溫度的措施來提高鋯剛玉耐火球的綜合性能，能夠滿足現(xiàn)代球式熱風(fēng)爐高溫段耐火球的使用壽命。
文檔編號C04B35/66GK102432305SQ20111024529
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者任健均 申請人:任健均