[發(fā)明專利]熔鑄α－βAl2O3耐火材料的保溫退火生產(chǎn)工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 98103494.2
• 申請日: 1998-08-06
• 公開（公告）號: CN1084312C
• 公開（公告）日: 2002-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔方田;張曉波;馮中起;廖教章;王志武;沈鋼;成潔;李慶元;毛利民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建筑材料科學研究院
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10
• 代理公司: 北京宏名揚專利事務(wù)所
• 代理人: 王新捷

本發(fā)明涉及熔鑄耐火材料制造工藝領(lǐng)域，采用本發(fā)明工藝技術(shù)制造的熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料是建材、輕工、電子、醫(yī)藥等玻璃熔窯冷卻池壁、鋪底、流道、流槽等部位不可缺少的高檔配套筑爐材料。

熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料是以工業(yè)氧化鋁(α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃或兩種晶型的原料按一定的比例混合)為主要原料，添加少量的工業(yè)純堿、石英砂組成配合料，經(jīng)三相電弧爐高溫熔融(2100-2300℃)形成均質(zhì)熔液，再將其澆鑄預定的模型中，經(jīng)過合理退火而成的耐火制品。由于α-βAl₂O₃制品中熔鑄α-Al₂O₃熱膨脹系數(shù)大(α＝7.2×10^-6?20～1000℃)，料液結(jié)晶溫度范圍窄(100～150℃)，且制品本身含有極少的玻璃相，加之因鑄件幾何形狀不同，澆鑄后各面熱容量及散熱速率不同，澆鑄后的鑄件存在著較大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)應力和幾何溫差應力。在冷卻降溫過程中，鑄件從1950℃左右的高溫降至100℃以下的任何溫度區(qū)間，當其應力、應變值超過當時鑄件形成的強度極限值時，就會開裂而造成廢品。因此，在熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料整個制造過程中，消除應力的合理退火工藝是保證鑄件質(zhì)量及合格率的技術(shù)關(guān)鍵。本發(fā)明采用特殊的保溫退火工藝措施，制得了內(nèi)在質(zhì)量超過我國JC494-92標準要求，合格率達80％以上的熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料制品。

本發(fā)明前，世界上有3個國家的四個公司可以批量生產(chǎn)該種熔鑄制品，它們是法國的SEPR公司、美國的卡布蘭丹姆公司、日本的東芝公司及旭銷子公司，據(jù)日本《耐火物》1993年第七期熊倉重博撰文“熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料結(jié)晶和物性”中介紹，“氧化鋁系熔鑄材料用石墨作鑄模，為防止鑄件由于溫度急變產(chǎn)生龜裂，澆鑄脫模后即放入保溫材料中緩慢冷卻至常溫”。后據(jù)旭銷子公司來華技術(shù)座談時介紹，保溫材料為工業(yè)氧化鋁粉。該種工藝方法所用的石墨模具需根據(jù)磚型不同進行較復雜的機械加工，且價格昂貴。澆鑄后須將石墨模具剝離后在高溫裸露狀態(tài)下放入工業(yè)氧化鋁介質(zhì)中冷卻降溫，對操作過程的機械化程度要求高，且存在著環(huán)境高溫，氧化鋁粉易飛揚等缺點。

國內(nèi)通過中國建筑材料科學研究院科技攻關(guān)，研制成功了電爐強制退火的工藝方法，即將鑄件脫模后立即放入電爐內(nèi)人為地在外界補給熱量，使鑄件的冷卻降溫在電爐中按照規(guī)定的曲線進行，可以制得不開裂的完整鑄件，批量產(chǎn)品已投放國內(nèi)外部分玻璃熔窯實際使用，但該種工藝方法存在著高溫鑄件入爐時剝模及裝載碼放操作條件較艱苦，消耗電能等弱點。

本發(fā)明可以克服上述工藝方法存在的工藝較復雜，制造成本高，操作條件較差，消耗電能等弱點。

本發(fā)明的目的在于利用鑄件自身的熱量，采取特殊措施而形成一種滿足熔鑄α-βAl₂O₃制品冷卻降溫工藝要求，又可以與任何噸位熔化設(shè)備相匹配規(guī)模化生產(chǎn)的工藝技術(shù)。其制造成本低，操作環(huán)境改善，節(jié)約能源，產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量滿足超過我國JC494-92產(chǎn)品質(zhì)量標準，合格率達到80％以上的特殊保溫退火生產(chǎn)工藝技術(shù)及其裝置。

附圖一為生產(chǎn)熔鑄α-βAl₂O₃耐火材料的工藝流程圖。

附圖二為本發(fā)明所述生產(chǎn)α-βAl₂O₃磚的保溫退火裝置。