專(zhuān)利名稱(chēng)：以高鋁礬土為主原料制作剛玉陶瓷制品的方法及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以高鋁礬土為主要原料制作剛玉陶瓷制品的方法，及其剛玉陶瓷制品。
在耐火材料和水泥工業(yè)中，物料通常采用球磨機(jī)加工，而球磨機(jī)使用的磨球、襯板多采用鑄鋼或陶瓷制品，鑄鋼磨球和襯板雖硬度高、韌性好，但研磨過(guò)程中磨球表面常有少量極細(xì)鐵粉落混入物料中，往往需要增加去除鐵粉工序，造成生產(chǎn)成本增加，而物料中的鐵粉完全去除也是不可能的，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能。
為解決上述問(wèn)題，目前已研制出用優(yōu)良的耐磨材料制作的磨球和襯板，如燒結(jié)氧化鋁和熔融剛玉磨球、襯板等新產(chǎn)品。這類(lèi)產(chǎn)品硬度高，研磨效率高，使用壽命長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生有害雜質(zhì)混入物料中影響產(chǎn)品質(zhì)量。但其所用的主要原料是價(jià)格很高的工業(yè)氧化鋁等，產(chǎn)品成本高，售價(jià)高，不易被廣大用戶(hù)接受。在山西省的水泥、化工、陶瓷、石粉、礦粉、耐火材料等行業(yè)中，使用球磨機(jī)的單位約兩千多家，但使用上述新一代磨球、被板的單位還未有所聞。
本發(fā)明的目的在于提供一種以高鋁礬土為主要原料，添加適量添加劑制作剛玉陶瓷制品的方法，及其剛玉陶瓷制品，以滿(mǎn)足相關(guān)行業(yè)對(duì)高硬度、長(zhǎng)壽命、低成本的剛玉陶瓷制品，如球磨機(jī)用磨球和襯板，選煤(或選礦)設(shè)備用耐磨件的需求。
本發(fā)明的以高鋁礬土為主要原料制作剛玉陶瓷制品的方法，其特征在于包括如下步驟(1)制備結(jié)合料，取添加劑合成料15～50％(重量)、結(jié)合粘土10～80％(重量)、Al2O3含量60～90％的高鋁礬土熟料粉0～70％(重量)，三者總量為100％(重量)，裝入球磨機(jī)，并加入與三者總量等量的清水，研磨成結(jié)合料；(2)取上述結(jié)合料10～35％(以干料重量計(jì))、Al2O3含量60～90％的高鋁礬土熟料粉65～90％(重量)，二者總量為100％(重量)，裝入球磨機(jī)，并加入與所述的高鋁礬土熟料粉等量的清水，研磨成漿形料；(3)將上述漿形料在150～200℃溫度下烘干制成干粉料；
(4)將75～80％(重量)的干粉料加入20～25％(重量)的熔化石蠟中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，使其溫度保持?00～120℃，即為熱塑性坯料；(5)將上述熱塑性坯料通過(guò)熱塑注射成型機(jī)注射成制品坯體，然后排蠟；(6)將經(jīng)排蠟后的制品坯體置于窯中，在1400～1550℃高溫下，焙燒48～72小時(shí)燒成制品。
按照上述方法制作的剛玉陶瓷制品，其晶相結(jié)構(gòu)以剛玉為主晶相，其余為莫來(lái)石和玻璃相，Al2O3含量55～85％，SiO2含量為5～40％。
按照上述方法制成的剛玉陶瓷制品是球磨機(jī)用的磨球、或襯板，也可以是選煤(或選礦)設(shè)備用的各種耐磨板。
本發(fā)明所用的含Al2O360～90％的高鋁礬土熟料，最好選用山西省臨縣、陽(yáng)泉等地區(qū)產(chǎn)的高鋁礬土燒制。選擇含Al2O360～90％的高鋁礬土，經(jīng)1000℃或1500℃煅燒后，再經(jīng)顎式機(jī)、干碾機(jī)、管磨機(jī)破碎，粉碎成物料粒輕于小1.5mm高鋁熟料粉。
本發(fā)明所用的添加劑合成料分為A、B兩組，A組由鹽類(lèi)組成，B組由氧化物組成。A組添加劑合成料的組份重量百分比為CaCO330～40％、Mg3Si4O1135～55％、BaCo35～25％。B組添加劑合成料的組份重量百分比為MnO245～55％、TiO225～35％、Cr2O315～25％、Co2O31～5％。
制備添加劑合成料時(shí)，按上述A組或B組組份配料，裝入球磨機(jī)中，并加入與添加劑各組份總量等量的清水，研磨至物料顆料φ＜0.025mm即可。
本發(fā)明所選用的結(jié)合粘土是木節(jié)土、或高嶺土、或燒高嶺土。
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例一(1)制備結(jié)合料取含CaCO330％、Mg3Si4O1150％、BaCo320％的A組添加劑合成料40％(以干料重量計(jì))，燒高嶺土60％(重量)，裝入球磨機(jī)，并加入與燒高憐土等量的清水，研磨至物料粒徑小于0.032mm。
(2)取上述結(jié)合料30％(以干料重量計(jì))、含Al2O370.5％高鋁礬土熟料粉70％(重量)，加入球磨機(jī)，并加入與高鋁熟料等量的清水，研磨至物料粒徑小于0.04mm，制成漿形料。
(3)將上述漿形料，經(jīng)濾水、170℃溫度下烘干，粉碎成干粉料。
(4)取石蠟20％置于焙蠟罐中加熱焙化后，加入上述干粉料80％，用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆?，使其溫度保持?00～120℃，即為熱塑性坯料。
(5)將上述熱塑性坯料通過(guò)熱塑注射成型機(jī)注射成制品坯體。
(6)制品坯體經(jīng)排蠟爐排蠟、整修后，置于窯中，在1400～1420℃高溫下焙燒48～72小時(shí)燒成制品。
實(shí)施例二本實(shí)施例選用B組添加劑合成料，其組份重量百分比為MnO245％、TiO230％、Cr2O323％、Co2O32％。
制備結(jié)合料時(shí)，取上述B組添加劑合成料20％(以干料重量計(jì))，木節(jié)土30％，含Al2O391.5％的高鋁礬土熟料粉50％，裝入球磨機(jī)中，并加入與木節(jié)土和高鋁熟料等量的清水，研磨到物料顆粒直徑小于0.032mm，即制得結(jié)合料。
取上述結(jié)合料28％(以干料重量計(jì))，含Al2O391.5％的高鋁礬土熟料粉72％，裝入球磨機(jī)中，并加入與高鋁熟料粉等量的清水，研磨到物料粒徑小于0.04mm，即制得漿形料。
后續(xù)各工序基本同實(shí)施例一所述，所不同的是入窯焙燒溫度為1450～1470℃。
實(shí)施例三本實(shí)施例選用A組添加劑合成料，其組份重量百分比含量為CaCO3(方解石)39％，Mg3Si4O11(滑石粉)40％，BaCo321％。
制備結(jié)合料時(shí)，取上述添加劑合成料30％(以干料重量計(jì))，木節(jié)土30％，燒高嶺土40％，裝入球磨機(jī)中，并加入與木節(jié)土和燒高嶺土等重量的清水，研磨到物料粒經(jīng)小于0.032mm，即成結(jié)合料。
取上述結(jié)合料33％(以干料重量計(jì))，Al2O3含量為91.5％高鋁礬土熟料粉67％，裝入球磨機(jī)中，并加入與高鋁礬土熟料粉等重量的清水，研磨成漿形料。
后續(xù)燒結(jié)溫度為1520～1540℃，其余工序完全同實(shí)施例一所述，此處不再贅述。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下
本發(fā)明提供了一種以高鋁礬土為主要原料，添加適量添加劑和結(jié)合粘土制作剛玉陶瓷制品的方法，其主要原料選用優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的高鋁礬土，成本大大降低，其成本約為工業(yè)氧化鋁制品的四分之一左右，但其有很高的剛玉含量，具有氧化鋁制品的高硬度。由于采用了鹽類(lèi)、氧化物類(lèi)添加劑，顯著地提高了制品中玻璃相的強(qiáng)度，制品硬度高，韌性好，研磨效率高，使用壽命長(zhǎng)，且不產(chǎn)生有害雜質(zhì)。
本發(fā)明的剛玉陶瓷制品包括磨球、襯板及各種耐磨板，廣泛適用球磨機(jī)、選煤設(shè)備、選礦設(shè)備配套使用。
本發(fā)明的制品經(jīng)山西省陶瓷測(cè)試站、山西臨縣耐火材料廠(chǎng)、臨縣水泥廠(chǎng)等單位試驗(yàn)，結(jié)果如下(1)抗沖擊試驗(yàn)試樣規(guī)格50×50×50mm，用2500克鐵球1N高自然落降擊打試樣10次不損。
(2)耐壓破壞性試驗(yàn)試樣規(guī)格φ50mm磨球，測(cè)得極限壓力為85250kg。
(3)試樣規(guī)格50×50×10mm，莫氏硬度為8。
(4)試樣規(guī)格120×10×10mm，抗折斷壓力為1527kg。
(5)用金剛砂盤(pán)作磨損試驗(yàn)試樣112×112×12mm耐磨板，磨損度與美國(guó)白剛玉耐磨板相同。
本發(fā)明提供的φ70、φ50mm磨球，經(jīng)山西臨縣耐火材料廠(chǎng)、臨縣水泥廠(chǎng)、和順縣陶瓷廠(chǎng)對(duì)比使用試驗(yàn)結(jié)果是磨球的使用壽命是普通鑄鋼磨球的19.57倍，是石質(zhì)磨球的44.5倍。磨球的研磨效率是普通鑄鋼磨球的2倍，是石質(zhì)磨球的11倍。
權(quán)利要求
1.一種以高鋁礬土為主要原料制作剛玉陶瓷制品的方法，其特征在于它包括如下步驟(1)制備結(jié)合料，取添加劑合成料15～50％(重量)、結(jié)合粘土10～80％(重量)、Al2O3含量60～90％的高鋁礬土熟料粉0～70％(重量)，三者總量為100％(重量)，裝入球磨機(jī)，并加入與三者總量等量的清水，研磨成結(jié)合料；(2)取上述結(jié)合料10～35％(以干料重量計(jì))、Al2O3含量60～90％的高鋁礬土熟料粉65～90％(重量)，二者總量為100％(重量)，裝入球磨機(jī)，并加入與所述的高鋁礬土熟料粉等量的清水，研磨成漿形料；(3)將上述漿形料在150～200℃溫度下烘干制成干粉料；(4)將75～80％(重量)的干粉料加入20～25％(重量)的熔化石蠟中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，使其溫度保持?00～120℃，即為熱塑性坯料；(5)將上述熱塑性坯料通過(guò)熱塑注射成型機(jī)注射成制品坯體，然后排蠟；(6)將經(jīng)排蠟后的制品坯體置于窯中，在1400～1550℃高溫下，焙燒48～72小時(shí)燒成制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的添加劑合成料含CaCO330～40％(重量)、Mg3Si4O1135～55％(重量)、BaCO35～25％(重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的添加劑合成料含MnO245～55％(重量)、TiO225～35％(重量)、Cr2O315～25％(重量)、Co2O3l～5％(重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的結(jié)合料的物料粒徑小于0.032mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的漿形料的物料粒徑小0.04mm。
6.按照權(quán)利要求1～5任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制作的剛玉陶瓷制品，其特征在于它的晶相結(jié)構(gòu)以剛玉為主品相，其余為莫來(lái)石和玻璃相，Al2O3含量為55～85％，SiO2含量為5～40％。
7.按照權(quán)利要求1～5任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制作的如權(quán)利要求6所述的剛玉陶瓷制品，其特征在于所述的剛玉陶瓷制品是球磨機(jī)用的磨球，或襯板。
8.按照權(quán)利要求1～5任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制作的如權(quán)利要求6所述的剛玉陶瓷制品，其特征在于所述的剛玉陶瓷制品是選煤(或選礦)設(shè)備用的各種耐磨板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以高鋁礬土為主要原料制作剛玉陶瓷制品的方法及其剛玉陶瓷制品,該法首先取添加劑、結(jié)合粘土和高鋁熟料制成結(jié)合料,進(jìn)而由結(jié)合料和高鋁熟料研磨成漿形料,將烘干的漿形料加入熔化的石蠟中制得熱塑性坯料,然后注射成型、排蠟、焙燒成制品。制品以剛玉為主晶相,Al
文檔編號(hào)C04B35/10GK1187479SQ9711724
公開(kāi)日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1997年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月4日
發(fā)明者趙德勝 申請(qǐng)人:趙德勝