[發(fā)明專(zhuān)利]一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210483824.X
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103011852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包生重;楊建紅;李致遠(yuǎn);李曉星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/66
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/66;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 中國(guó)有色金屬工業(yè)專(zhuān)利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

???技術(shù)領(lǐng)域

????一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法，涉及一種耐火材料領(lǐng)域剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法。

????背景技術(shù)

剛玉耐火澆注料廣泛應(yīng)用于加熱爐的水冷管、燒嘴磚、邊緣磚，均熱爐的爐口，精煉爐的爐蓋以及工頻感應(yīng)爐內(nèi)襯；高純剛玉質(zhì)耐火澆注料應(yīng)用于大中型超高功率電爐蓋三角區(qū)和LF精煉鋼包蓋、內(nèi)襯等關(guān)鍵部位，成為當(dāng)前金屬冶煉行業(yè)、窯爐建材行業(yè)、陶瓷行業(yè)等應(yīng)用較為廣泛的耐火材料之一。

剛玉質(zhì)澆注料制品的氣孔率大都在12%-20%之間，對(duì)于常規(guī)要求的耐高溫、密封是完全可以滿足。但其用于某些具有大量揮發(fā)性腐蝕性氣氛的窯爐密封，就顯得略有不足。如含有氟化鹽的熔鹽爐、原鋁冶煉用電解槽、氯化物熔鹽爐等。

氟化鹽的熔鹽或電解槽中的熔融電解質(zhì)，能夠揮發(fā)出大量的氟化物氣體和氟化氫氣體。在高溫下，這些氣體對(duì)材料的腐蝕和穿透性極強(qiáng)。這些氣體滲透到材料內(nèi)部后，氟化氫可以和材料中的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，還有一部分氣體凝固成固體。這都會(huì)造成材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如膨脹、粉化等，從而使材料失效。

剛玉質(zhì)澆注料良好的施工性和抗腐蝕性能，使其能夠方便的制作成結(jié)構(gòu)、尺寸特殊制品，也能夠在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)抵抗氟化物熔鹽揮發(fā)氣氛的侵蝕，可以用于氟化鹽的熔鹽爐、原鋁冶煉用電解槽、氯化物熔鹽爐等設(shè)備的密封。但其致密度和氣孔率的高低，從一定程度上決定了剛玉質(zhì)澆注料制品的使用壽命。

提高材料致密度的方法主要是通過(guò)燒結(jié)，因?yàn)闊Y(jié)最顯著地特征是使材料致密化，氣孔率降低，但燒結(jié)需在高溫下進(jìn)行（1400-1700℃以上），消耗大量的能源。

鋼包中所使用的剛玉質(zhì)澆注料，它可以在使用中通過(guò)鋼水（>1600℃）的溫度產(chǎn)生自燒結(jié)。而氟化鹽的熔鹽爐、原鋁冶煉用電解槽、氯化物熔鹽爐等，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，溫度往往僅有700~970℃，剛玉質(zhì)澆注料不會(huì)產(chǎn)生自燒結(jié)。

目前關(guān)于材料致密化的專(zhuān)利也有一些，例如“一種Sr₂MgMoO₆型電池陽(yáng)極材料致密化方法”（CN201010562548.7）專(zhuān)利技術(shù)，提出了通過(guò)氧化還原兩步燒結(jié)法，提高材料的致密度；“致密電熔剛玉高強(qiáng)度超耐磨澆注料”（CN01123439.3）專(zhuān)利技術(shù)，則是采用致密原料：致密電熔剛玉來(lái)提高材料的致密度，制備的澆注料體積密度在3.2g/cm³左右；“一種礬土基高致密耐火合成料及生產(chǎn)方法”（CN201010219736.X）專(zhuān)利技術(shù)，提出采用濕法溢流研磨、壓濾、真空擠泥成型、干燥、高溫?zé)晒に囍苽涓咧旅苣突鸷铣闪希洚a(chǎn)品最終體積密度為3.2-3.3g/cm³。

上述專(zhuān)利技術(shù)或是采用改進(jìn)燒結(jié)工藝，或是采用致密原料，或是改進(jìn)制備工藝來(lái)提高材料致密度，首先其不節(jié)能，其次材料致密化程度不高。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種既節(jié)能，又能使材料致密化的工藝，滿足氟化鹽的熔鹽爐、原鋁冶煉用電解槽、氯化物熔鹽爐等，溫度相對(duì)較低的設(shè)備保溫密封使用。

在實(shí)際生產(chǎn)中，氟化鹽熔鹽爐、原鋁冶煉用電解槽、氯化物熔鹽爐等，實(shí)際運(yùn)行溫度（700℃-970℃）遠(yuǎn)低于剛玉質(zhì)澆注料燒結(jié)溫度（1400℃-1700℃），又有大量強(qiáng)烈腐蝕氣氛揮發(fā)，造成剛玉質(zhì)澆注料制品的致密度、氣孔率不夠高，使用壽命受限。

????發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效提高致密度、能耗低、制作成本低的剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法，其特征在于其制備過(guò)程的步驟包括：

（1）首先將剛玉質(zhì)澆注料澆筑成型為制品、烘干；

（2）將成型的剛玉質(zhì)澆注料制品在鈉冰晶石、氟化鋁、氧化鋁混配成的熔鹽中，進(jìn)行滲透浸泡；

（3）滲透浸泡后的剛玉質(zhì)澆注料制品冷卻后，得到致密化的成品。

本發(fā)明的一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法，其特征在于所述的步驟（1）中的剛玉質(zhì)澆注料，其綜合Al₂O₃總重量含量大于90%；剛玉澆注料制品是塊狀、板狀、環(huán)狀、管狀中的一種。

本發(fā)明的一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法，其特征在于所述的步驟（1）中的烘干溫度為110℃-300℃。

本發(fā)明的一種剛玉質(zhì)澆注料制品的無(wú)燒結(jié)致密化方法，其特征在于所述的步驟（2）中的在鈉冰晶石、氟化鋁、氧化鋁混配成的熔鹽中所含NaF與AlF₃物質(zhì)量比大于1.6。