[发明专利]一种刚玉的加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及特种耐火原料的加工工艺，尤其涉及一种以γ-Al₂O₃为原料的刚玉加工工艺。

背景技术

高温速烧刚玉(国外俗称板状刚玉，英文Tabular alumina)是一种高纯烧结耐火原料，广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、化工等行业，是冶金工业钢铁连铸用滑板、浸入式水口、出铁沟不定型耐火材料、高炉炉衬等耐火制品的基础耐火原料。

江都市新晶辉耐火材料有限公司于上世纪80年代着手烧结板状刚玉的研究，1991年产品批量投放市场，该产品工艺包括以下步骤：a、配料选用γ-Al₂O₃为主原料，加入添加剂，添加剂为MgO、AlF₃的至少一种。b、加入水超细研磨。c、压滤脱水。d、真空挤压制坯。e、用1790-1860℃高温隧道窑高温烧结。f、破碎、筛分、除铁。g、包装。

该工艺存在缺陷是：

1、因受隧道窑烧成方式与窑体结构所限，隧道窑的能耗及辅助材料消耗较高，吨产品天然气消耗量约300M³，是高温竖窑的4倍，且产品烧成载体--窑车，其材料损耗与维修费用较高。

2、窑炉的产能较低，产量难提高，产品的价格竞争优势不强。

3、由于在配料中引入了微量的添加剂，添加剂的加入，使产品的烧结温度与不加任何添加剂相比降低近100℃。产品烧成是靠长时间的高温保温实现的，因此产品的晶体发育均匀而细小，基本没有异常长大的晶体，不同耐火材料应用领域对晶粒尺寸要求不一，故其应用范围有一定局限，作为连铸滑板、座砖用它的耐冲刷与耐磨性很好，但用于钢包整体浇注料则性能受到一定影响。

发明内容

本发明提供了一种以γ-Al₂O₃为主晶相的工业氧化铝为原料直接生产高温速烧刚玉的加工工艺。

本发明的技术方案是：以γ-Al₂O₃为原料，它包括以下步骤：

1)、往原料中按重量比0.01~1.5％投入分散剂，搅拌均匀，然后投入干法连续式磨机加工，至细度d₅₀为1-10μm；

2)、将细磨后的粉料、水、结合剂均匀加入盘式成球机加工成球状；粉料、水、结合剂的重量比为10~5∶1~5∶0.1~1；

3)、将球坯烘干；

4)、烘干后的球坯投入竖窑烧结，加温至1850~1950℃，时间为12-20小时；

5)、产品检选、破碎、筛分与除铁，再包装，制得。

所述的连续式磨机加工为振动磨、球磨、搅拌磨。

烧结12~20小时后，球坯在烧成带停留1-4小时，烧成带温度为1850~1950℃。

本发明采用以γ-Al₂O₃为主晶相的工业氧化铝为原料，该配料中γ-Al₂O₃所占比例80-90％，而α-Al₂O₃为仅占10-20％。以γ-Al₂O₃为主晶相的工业氧化铝在转变成α-Al₂O₃晶型后，理论上伴有8-9％的体积收缩，使得坯体在烧成过程中收缩率大。同时因工业氧化铝中还含有一定的结晶水和吸附水，故受热分解后，体积收缩率更大，达10-12％。由于快烧加之收缩和有一定分解，增加了烧结致密的难度，为了保证成品料的体积密度，国内其他生产所谓“板状刚玉”的企业都采用以α-Al₂O₃为主晶相的煅烧氧化铝为原料，其价格与工业氧化铝相比每吨高600-800元，致使生产成本高，成品料的价格竞争力不能适应市场的要求。本发明之所以采用以γ-Al₂O₃为主晶相的工业氧化铝为原料，首先得益于多年来积累的以γ-Al₂O₃为原料一步法生产烧结刚玉的良好经验和控制方法，且在原料细度、成型方法、生坯密度、烧成制度、温差控制以及下料速度等关键方面进行了长达五年之久的技术攻关，使得以γ-Al₂O₃为主晶相的工业氧化铝直接生产高温速烧刚玉所存在的技术瓶颈实现突破，所生产高温速烧刚玉产品的各项技术性能达到甚至超过国内外同类产品水平。