[發明專利]一種鋁鈣空心球及其制備方法

無效

• 申請號: 201110058060.5
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102180688A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 傅曉云
• 申請（專利權）人: 傅曉云
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及耐火材料中的空心球及其制備方法，尤其涉及一種鋁鈣空心球及其制備方法。

背景技術

在傳統能源日益枯竭而新能源發展緩慢的今天，當前最迫切的任務是開發輕質、高強、熱震穩定性好、使用溫度高能滿足輕質結構高溫爐所需的內襯材料，改變傳統的超高溫窯爐由于采用重質結構而存在的熱容量大、升溫速率低、能耗大、使用壽命短、中期維修量大等缺點，節約能源，降低能耗，為建設資源節約型社會和人類可持續發展服務。

由于輕質保溫材料是通過引入氣孔的方式獲得低熱導率，但是引入大量氣孔又會導致輕質材料的重燒線收縮率提高、荷重軟化溫度降低、高溫蠕變嚴重、耐壓強度降低，從而使隔熱材料的使用溫度很難提高，應用范圍受到限制，因此尋找新的方法制備新的高溫隔熱材料一直是各國專家的工作重點。在現有的隔熱材料中，氧化鋁隔熱材料品種最多，使用溫度高，隔熱節能效果好，是當今重點發展的隔熱材料，其中輕質氧化鋁空心球陶瓷的應用是隔熱材料技術進步的一個標志，它克服了原有泡沫氧化鋁產品強度低、高溫抗蠕變性能差的缺點，可直接接觸火焰，也可作為高溫內襯結構材料使用，能夠推動傳統高溫窯爐結構改造，為設計新型窯爐結構奠定基礎。氧化鋁空心球是一種性能優異的高溫隔熱材料，它是用純度較高的氧化鋁在電爐中熔煉吹制而成的，以氧化鋁空心球為主體可制成各種形狀制品，最高使用溫度1800℃，制品機械強度高，為一般輕質制品的數倍，而體積密度可以達到剛玉制品的一半甚至更低。采用同樣方法還可以制備出氧化鋯空心球，使用溫度也能夠達到2100℃以上，但由于氧化鋯原料價格昂貴，因此難以在工業生產中大規模推廣應用。目前已有的幾種材質的空心球，熔煉過程中需要的溫度較高，不僅用電能耗相當高，對制備條件要求非?？量?，對于相關附屬設備都有嚴峻的考驗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁鈣空心球及其制備方法，所依據的技術原理為在原有制備氧化鋁空心球的基礎上，在含鋁原料中引入含鈣原料，在熔煉過程中生成鋁酸鈣化合物，物質的熔點大大降低，通過噴吹鋁酸鈣熔體制得鋁鈣空心球。

本發明所采用的具體技術方案如下：

一、一種鋁鈣空心球：

鋁鈣空心球中Al₂O₃質量百分含量為0.1~99.5%，CaO質量百分含量為0.5～99.9%。

二、一種鋁鈣空心球的制備方法，該方法的步驟如下：

1）將含鈣原料和含鈣原料與添加劑按配比要求在球磨機或攪拌機中混合1~2小時；

2）將配合料投入三相或直流電弧爐內，調整電流和電壓，在1600~2800℃熔煉直至熔融，精煉10~40分鐘；

3）熔煉結束，傾爐噴吹；

4）將球篩分得到0.2~5mm的鈣鋁空心球。

所述的鋁原料為工業氧化鋁或氫氧化鋁中的一種或兩種。

所述的含鈣原料為生石灰、消石灰、石灰巖或方解石中的一種或幾種。

所述的添加劑為碳素材料時，作為脫硅材料，其用量保證C的摩爾量為含鋁原料和含鈣原料中SiO₂摩爾量的1.2～4倍。

所述的加入添加劑為碳素材料和鐵屑的混合物時，其用量保證碳素材料中的C摩爾量為含鋁原料和含鈣原料中SiO₂摩爾量的0.8~3倍，鐵屑中Fe的摩爾量為含鋁原料和含鈣原料中SiO₂摩爾量的2～5倍。

所述的碳素材料包括石墨和石油焦中的一種或兩種。

本發明具有的有益效果是：

本發明制備的鋁鈣空心球具有耐壓強度高、保溫隔熱性能好等特點，而且熔煉溫度較低，能夠大幅降低熔煉過程中的電能消耗，大大降低生產成本，在保溫隔熱領域有著廣闊的應用前景。

具體實施方式

實施例1：

原料配比采用工業氧化鋁87%、生石灰13%，采用石墨作為添加劑，石墨的用量保證石墨中C摩爾量為配料中SiO₂摩爾量的4倍；將原料配合好后在球磨機中混合1小時；將配合料投入直流電弧爐內，調整電流和電壓在2100℃熔煉至熔融，精煉10分鐘；熔煉結束，傾爐噴吹；將球篩分得到0.2~5mm的鋁鈣空心球。

實施例2：