CN105294024A - 一种新型的氧化铝空心球砖 - Google Patents
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Abstract
本发明属于耐火材料，涉及一种新型的氧化铝空心球砖，包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：Al2O3的重量百分比为97-98％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度0.7～1.0g/cm3，SiO2的重量百分比为2-1％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度＜0.6g/cm3，碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度＜0.2g/cm3；对应密度为1.2-2.0g/cm3。化学成分纯度高，杂质含量很少，尤其是Si含量低；规避了专门引入SiO2形成莫来石结合相的传统方法，有效降低SiO2含量，同时还可提高材料的使用温度；强度较高，可满足窑炉砌筑和使用要求，保证水煤浆气化炉正常运转。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料，具体涉及一种新型的氧化铝空心球砖。
背景技术
高纯氧化铝空心球砖因具有氧化铝含量高、体积密度小、高温强度大、使用温度高、导热系数小、节约能源等优点被广泛应用于石化行业高温窑炉，它既可用作隔热保温材料，也可用于高温工作衬里材料。
氧化铝空心球砖的主晶相是刚玉相，如纯度太高，没有液相生成将导致其烧结非常困难，因此传统的氧化铝空心球砖生产是在配料中适当引入一定量二氧化硅(加入硅微粉或者粘土)，通过烧成过程中二氧化硅与氧化铝反应在基质中生成莫来石相，形成莫来石结合而获得烧结，并产生强度，但是该方法直接导致硅含量增加，同时氧化铝空心球砖的使用温度也会下降。
水煤浆气化炉用保温衬里氧化铝空心球砖一般要求氧化铝含量98％以上，更严格的要求达到99％以上，二氧化硅含量控制非常严格，一般为小于等于0.3％。由于水煤浆气化炉对氧化铝空心球砖的苛刻要求，通过直接或者间接方式引入二氧化硅促进烧结形成莫来石结合的方法不可行。因此寻找一种能够替代二氧化硅，促进氧化铝空心球砖高温烧结，同时不影响其性能的生产工艺至关重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种新型的氧化铝空心球砖，包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：
Al2O3的重量百分比为97-98％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度0.7～1.0g/cm3，
SiO2的重量百分比为2-1％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度＜0.6g/cm3，
碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度＜0.2g/cm3；
对应密度为1.2-2.0g/cm3。
同时还提供一种新型的氧化铝空心球砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混氧化铝空心球砖原料：按重量百分比97-98％的Al2O3、重量百分比2-1％的SiO2和重量百分比1％的碳酸钙加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为1.2-2.0g/cm3；
(2)震动成型：在步骤(1)获得混合原料中加入结合剂，充分搅拌10-20分钟成型出料，结合剂在成型后会挥发；
(3)烘干：在70-140℃下干燥24-48h；
(4)烧成：在1700-1750℃下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温3-5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
化学成分纯度高，杂质含量很少，尤其是Si含量低；规避了专门引入SiO2形成莫来石结合相的传统方法，有效降低SiO2含量，通过引入碳酸钙在基质中形成CA6结合相，可有效减少或避免材料使用过程中硅迁移的发生，同时还可提高材料的使用温度；体积密度小、气孔率高、导热系数低，可有效减少热量散失，节能环保；强度较高，可满足窑炉砌筑和使用要求，保证水煤浆气化炉正常运转。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1：
一种新型的氧化铝空心球砖，包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：
Al2O3的重量百分比为97％、粒径为1.5mm、自然堆积密度0.7g/cm3，
SiO2的重量百分比为2％、粒径为1.5mm、自然堆积密度0.55g/cm3，
碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度0.15g/cm3；
对应密度为1.2g/cm3。
本实施例中新型的氧化铝空心球砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混氧化铝空心球砖原料：按重量百分比97％的Al2O3、重量百分比2％的SiO2和重量百分比1％的碳酸钙加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为1.2g/cm3；
(2)震动成型：在步骤(1)获得混合原料中加入结合剂，充分搅拌10-20分钟成型出料，结合剂在成型后会挥发；
(3)烘干：在70℃下干燥48h；
(4)烧成：在1700℃下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温5h。
实施例2：
一种新型的氧化铝空心球砖，包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：
Al2O3的重量百分比为98％、粒径为8mm、自然堆积密度1.0g/cm3，
SiO2的重量百分比为1％、粒径为8mm、自然堆积密度0.2g/cm3，
碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度0.1g/cm3；
对应密度为2.0g/cm3。
本实施例中新型的氧化铝空心球砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混氧化铝空心球砖原料：按重量百分比98％的Al2O3、重量百分比1％的SiO2和重量百分比1％的碳酸钙加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为2.0g/cm3；
(2)震动成型：在步骤(1)获得混合原料中加入结合剂，充分搅拌10-20分钟成型出料，结合剂在成型后会挥发；
(3)烘干：在140℃下干燥24h；
(4)烧成：在1750℃下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温3h。
实施例3：
一种新型的氧化铝空心球砖，包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：
Al2O3的重量百分比为97.5％、粒径为5mm、自然堆积密度0.85g/cm3，
SiO2的重量百分比为1.5％、粒径为6mm、自然堆积密度0.4g/cm3，
碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度0.1g/cm3；
对应密度为1.6g/cm3。
本实施例中新型的氧化铝空心球砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混氧化铝空心球砖原料：按重量百分比97.5％的Al2O3、重量百分比2.5％的SiO2和重量百分比1％的碳酸钙加入预混机中搅拌10-30分钟直至混合均匀，对应密度为1.6g/cm3；
(2)震动成型：在步骤(1)获得混合原料中加入结合剂，充分搅拌10-20分钟成型出料，结合剂在成型后会挥发；
(3)烘干：在100℃下干燥35h；
(4)烧成：在1725℃下由55m长的高温自动隧道窑烧成并保温4h。
Claims (1)
1.一种新型的氧化铝空心球砖，其特征在于：包括如下重量百分比的组分：以下组分重量百分比之和为100％：
Al2O3的重量百分比为97-98％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度0.7～1.0g/cm3，
SiO2的重量百分比为2-1％、粒径为1.5～8mm、自然堆积密度＜0.6g/cm3，
碳酸钙的重量百分比为1％、自然堆积密度＜0.2g/cm3；
对应密度为1.2-2.0g/cm3。
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