[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度氧化鋁空心球的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010120320.2
• 申請(qǐng)日: 2010-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN101792317A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家邦;王立旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/622
• 分類號(hào): C04B35/622;C04B35/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐火材料的制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度氧化鋁空心球的制 備方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)能源日益枯竭而新能源發(fā)展緩慢的今天，當(dāng)前最迫切的任務(wù)是開發(fā) 輕質(zhì)、高強(qiáng)、熱震穩(wěn)定性好、使用溫度高能滿足輕質(zhì)結(jié)構(gòu)高溫爐所需的內(nèi)襯材 料，改變傳統(tǒng)的超高溫窯爐由于采用重質(zhì)結(jié)構(gòu)而存在的熱容量大、升溫速率低、 能耗大、使用壽命短、中期維修量大等缺點(diǎn)，節(jié)約能源，降低能耗，為人類可 持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

由于輕質(zhì)保溫材料是通過(guò)引入氣孔的方式獲得低熱導(dǎo)率，引入大量氣孔會(huì) 導(dǎo)致輕質(zhì)材料的重?zé)€收縮率提高、荷重軟化溫度降低、高溫蠕變嚴(yán)重、耐壓 強(qiáng)度降低，從而使隔熱材料的使用溫度很難提高，并使應(yīng)用范圍受到限制，因 此尋找新的方法制備新的高溫隔熱材料一直是各國(guó)專家的工作重點(diǎn)。1986年蘇 聯(lián)材料工作者采用增加Al₂O₃含量和成球預(yù)燒的辦法，生產(chǎn)出使用溫度可達(dá) 1750℃的高溫隔熱材料；20世紀(jì)80年代中期又成功地生產(chǎn)出輕質(zhì)氧化鋁空心球 陶瓷，氧化鋁纖維等輕質(zhì)隔熱材料，使用溫度可達(dá)1500～1800℃，不但可以做隔 熱層，也可以與火焰直接接觸。在現(xiàn)有的隔熱材料中，氧化鋁隔熱材料品種最 多，使用溫度高，隔熱節(jié)能效果好，是當(dāng)今重點(diǎn)發(fā)展的隔熱材料，其中輕質(zhì)氧 化鋁空心球陶瓷是隔熱材料技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志，它克服了原有泡沫氧化鋁產(chǎn) 品強(qiáng)度低、高溫抗蠕變性能差的缺點(diǎn)，可直接接觸火焰，可作為高溫內(nèi)襯結(jié)構(gòu) 材料使用，能夠推動(dòng)傳統(tǒng)高溫窯爐結(jié)構(gòu)改造，為設(shè)計(jì)新型窯爐結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。 但是目前的氧化鋁空心球中氧化鋁純度較高，制備過(guò)程中由于熔體粘度較低， 制備出的空心球球壁較薄，造成耐壓強(qiáng)度較低，在成型過(guò)程以及震動(dòng)澆注過(guò)程 中空心球容易發(fā)生破損，從而限制了氧化鋁空心球作為結(jié)構(gòu)-隔熱一體化材料在 許多領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度氧化鋁空心球的制備方法，所依據(jù)的技 術(shù)原理是在原有制備氧化鋁空心球的基礎(chǔ)上，以工業(yè)氧化鋁為原料，同時(shí)引入 一定量調(diào)整熔體粘度的添加劑，熔煉過(guò)程中生成無(wú)定形物質(zhì)，在提高熔體粘度 和調(diào)節(jié)噴吹壓力的條件下，氧化鋁空心球壁厚增加，從而大幅度提高氧化鋁空 心球的耐壓強(qiáng)度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

以工業(yè)氧化鋁為原料，并引入調(diào)整組份和粘度的添加劑SiO₂和TiO₂，在三 相交流或直流電弧礦熱爐中加熱熔煉，料液溫度達(dá)到2000～2400℃，然后用裝在 電弧礦熱爐上的吹球噴嘴傾爐噴吹成球。

所述的工業(yè)氧化鋁、SiO₂和TiO₂的質(zhì)量百分含量分別是：工業(yè)氧化鋁為 98～99％，SiO₂為0～2％，TiO₂為0～2％。

所采用的工業(yè)氧化鋁原料顆粒要求不大于0.1mm，SiO₂和TiO₂的原料顆粒 不大于200目。

吹球噴嘴為扁形鋼管，在爐嘴下方50～100mm處，噴嘴與爐嘴夾角為50～80°。

傾爐噴吹，傾爐最好采用變頻模式，先快后慢，與料液流速相匹配，用此 方法可生產(chǎn)出高強(qiáng)度氧化鋁空心球，然后篩分得到0.2～5mm的不同規(guī)格產(chǎn)品。

本發(fā)明所具有的有益效果是：

采用工業(yè)氧化鋁為原料并引入調(diào)整熔體粘度的添加劑制備出的氧化鋁空心 球，與目前采用純工業(yè)氧化鋁生產(chǎn)的氧化鋁空心球相比，球壁較厚，耐壓強(qiáng)度 大幅度提高，能夠把氧化鋁空心球單個(gè)耐壓強(qiáng)度從15.7N提高到38N，具有更 好的力學(xué)強(qiáng)度和更高的使用溫度。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：