[發明專利]一種納米孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611261862.5
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106631102B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 顧華志;付綠平;黃奧;張美杰;李正坤
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學;江蘇晶鑫新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/66;C04B35/101
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種納米孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。其技術方案是：將1~15份質量的水溶性鹽溶解在15~25份質量的水中，得到混合溶液；再將85~99份質量的工業氧化鋁微粉置于旋轉成球機中，在旋轉條件下，向所述工業氧化鋁微粉均勻噴灑所述混合溶液，旋轉成球機旋轉至所述工業氧化鋁微粉全部形成球形顆粒；然后將所述球形顆粒在110~200℃條件下干燥12~36小時，在1750~1950℃條件下保溫1~8小時，即得納米孔輕量剛玉耐火骨料。本發明成本低和工藝簡單，所制備的納米孔輕量剛玉耐火骨料具有顯氣孔率低、含大量納米級晶內閉口氣孔、熱導率較低和抗熔渣侵蝕能力強的特點。

技術領域

本發明屬于輕量剛玉耐火骨料技術領域。具體涉及一種納米孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著爐外精煉技術的快速發展，鋼包在冶金過程中擔負著越來越重要的角色，其工作層耐火材料的服役條件也更加苛刻，要求耐火材料既具有優異的機械強度、抗熱剝落和沖刷性能及抗渣性能，又具有良好的隔熱保溫性能。工作層耐火材料輕量化被認為是有可能實現耐火材料具有高品質、多功能的有效途徑。一方面，隔熱耐火材料越靠近工作面，其隔熱節能效果越好，工作襯耐火材料輕量化能有效降低熱工爐窯熱量散失；另一方面，由于輕量耐火材料中具有較多的氣孔，在溫度劇變時能夠有效容納熱應力，提升材料抗熱剝落性能。并且，研究發現合適的氣孔孔徑，對輕量耐火材料的抗渣性能影響不大，甚至反而提升（L. P. Fu, H. Z. Gu, A. Huang, et al. Slag resistance mechanism oflightweight microporous corundum aggregates. J. Am. Ceram. Soc. 95 (5) (2015)1658-1663）。但與渣的組成、黏度等性質關系較大。因此，實現工作層耐火材料輕量化的關鍵在于制備具有小孔徑及低顯氣孔率的輕量骨料。

近年來，世界各地開展了許多關于輕量骨料及其相應的工作襯用輕量耐火材料的研究，并公開了許多制備輕量耐火骨料的方法，例如有機物分解法、原位成孔技術和氫氧化物/碳酸鹽分解法等。O. Lyckfeldt等人采用淀粉作為結合劑及發泡劑（O. Lyckfeldt, J.M. F. Ferreira, Processing of porous ceramics by starch consolidation, J.Eur. Ceram. Soc. 18 (2) (1998) 131–140），制備了多孔氧化鋁，所制備的骨料體積密度雖明顯降低，然而顯氣孔率及孔徑較大；S. J. Li等人采用高嶺石作為發泡劑（S. J. Li,N. Li, Effects of composition and temperature on porosity and pore sizedistribution of porous ceramics prepared from Al(OH)₃ and kaolinite gangue,Ceram. Int. 33 (4) (2007) 551-556），制備了多孔剛玉-莫來石骨料，所制備的骨料雖平均孔徑較小，然而顯氣孔率高達40%；R. Salom?oa 等人利用水滑石的原位分解（R. Salom?oa, M.V. B?asa, V.C. Pandolfellia, Porous alumina-spinel ceramics for hightemperature applications, Ceram. Int. 37 (4) (2011) 1393-1399），制備了多孔剛玉-尖晶石骨料，所制備的骨料在顯氣孔率及孔徑方面也無法達到生產要求。

“一種微閉孔輕量剛玉耐火骨料及其制備方法”（ZL 201410405108.9）專利技術和“一種輕質微閉孔含鎂剛玉耐火骨料及其制備方法”（ZL 201410688444.9）專利技術，采用濕法雖然分別制得了顯氣孔率低且含有大量微閉氣孔的輕量剛玉耐火骨料和輕質含鎂剛玉耐火骨料，但所采用的原料中納米粉體成本較高，且濕法制備工藝相對較為復雜，較難實現工業化生產。

發明內容