[发明专利]一种体积密度高的板状刚玉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种体积密度高的板状刚玉的制备方法。

背景技术

板状刚玉属于高档高纯的耐火原料，其Al₂O₃含量在99％以上，板状刚玉具有板片状的晶体显微结构，是一种体积密度高、气孔小且闭气孔较多的烧结刚玉。

板状刚玉具有耐火度高、耐磨性好、抗侵蚀性好等特点，可用作铝碳质、铝镁碳质、镁铝碳质、镁尖晶石质、铝镁质等耐火材料的主要原料，广泛应用于钢铁、铸造、陶瓷等行业。

早期的板状刚玉由美国铝业公司于20世纪30年代开始研制，采用预烧后的工业氧化铝经细磨、成球后在略低于其熔点的温度(即1925℃左右)的超高温条件下烧结制备。这种烧结刚玉价格较电容刚玉便宜，无论在纯度方面，还是烧结性能和高温特性方面都优于电熔刚玉，因此，得到广泛应用。国内目前有多家公司也开始研制生产烧结板状刚玉，打破进口板状刚玉的垄断。

随着钢铁行业日新月异的变化，对耐火材料的性能提出更高的要求，相应地对原材料的性能也提出新的要求，如连铸用三大件(整体塞棒、长水口和浸入式水口)、滑板砖等功能材料为了使用的性能要求，对板状刚玉提出了更高体积密度的要求。

申请公开号为CN102503448A的发明专利文献公开了一种烧结板状刚玉的制备工艺，包括原料精磨→成球→干燥→烧结→破碎→成品等步骤，所述的成球操作包括如下步骤：将原料精磨所得的磨粉先通过圆盘成球，成球的直径控制在8～15mm之间；将成球送入滚筒成球机中使其继续成长到直径在18～27mm之间；在成球过程中，间歇性的喷洒成球液，所述的成球液中包括铝胶和磷酸。

采用该发明专利文献公开的方法所制备的板状刚玉的体积密度≥3.55g/cm³，显气孔率<5％。

授权公告号为CN100439289B的发明专利文献公开了一种采用超高温竖窑生产烧结板状刚玉的工艺方法，选取低钠高纯度预烧氧化铝粉AL₂O₃>98.5％为原料，先经过粉磨、成球和干燥，然后将料球送入高温竖窑中在1850～1920℃范围内煅烧，保温1～1.5小时，经过两次通风冷却后，使料球到达出料口时的温度降至80℃以下，烧成的料球再经过破碎加工和筛分为成品。采用该发明专利文献公开的方法所烧成的板状刚玉的体积密度为3.58～3.62g/cm³，显气孔率<5％。

目前，市场上常见的板状刚玉的体积密度一般在3.50～3.60g/cm³之间，显气孔率一般在3.0～5.0％之间，不能满足某些应用场合的需求。

发明内容

本发明提供了一种体积密度高的板状刚玉的制备方法，能够得到显气孔率低，体积密度高的板状刚玉，采用所得板状刚玉制备得到的耐火制品可以在很大程度上提高耐火制品的致密性、抗渣性、耐磨性以及机械强度等性能。

一种体积密度高的板状刚玉的制备方法，包括以下步骤：将硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的一种溶于水，得到成球液，采用该成球液进行γ-Al₂O₃细粉的成球，所得球料依次经干燥、煅烧、冷却成型，得到所述的体积密度高的板状刚玉。

所述γ-Al₂O₃细粉采用工业γ-Al₂O₃球磨得到，所述工业γ-Al₂O₃中各成分的重量百分数分别为Al₂O₃≥98.5％、SiO₂≤0.04％、CaO≤0.1％，Fe₂O₃≤0.2％，Na₂O≤0.4％。工业γ-Al₂O₃中质量分数90％以上的粒径为-60目。

所述γ-Al₂O₃细粉也可以直接购得，直接购得的γ-Al₂O₃细粉中各成分的质量百分数同工业γ-Al₂O₃要求一致。