一种锆刚玉空心球及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102295463A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102295463A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110155863.2(22)申请日2011.06.10(66)本国优先权数据201110145172.42011.05.31CN(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人王家邦(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人王兵王利强(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种锆刚玉空心球及其制备方法(57)摘要一种锆刚玉空心球，所述锆刚玉空心球中含Al2O3和ZrO2，其中，Al2O3质量百分含量为90～99.9％，ZrO2质量百分含量为0.1～10％。以各种含铝物质、含锆物质为主要原料，同时引入添加剂来调整熔体组份和粘度，在三相交流电弧矿热炉或直流电弧矿热炉中熔炼，倾倒熔体，用空气进行喷吹，然后经过筛分得到0.2～5mm的锆刚玉空心球。本发明提供能够同时兼顾低成本、耐磨性和抗侵蚀能力以及抗热震性、具有良好适用性的锆刚玉空心球及其制备方法。CN10295463ACCNN110229546302295466A权利要求书1/1页1.一种锆刚玉空心球，其特征在于：所述锆刚玉空心球中含Al2O3和ZrO2，其中，Al2O3质量百分含量为90～99.9％，ZrO2质量百分含量为0.1～10％。2.一种如权利要求1所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：1)将含铝物质和含锆物质按比例混合均匀，或将含铝物质、含锆物质和添加剂按配比要求混匀，得到配合料；2)将配合料投入三相或直流电弧炉内，调整电流和电压，在2200～2800℃熔炼直至熔融，精炼10～80分钟，使熔体中Al2O3+ZrO2质量百分含量不小于90％；3)熔炼结束，倾炉喷吹；4)将球筛分得到0.2～5mm的锆刚玉空心球。3.如权利要求2所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的含铝物质为工业氧化铝、氢氧化铝、高铝矾土或铝渣的一种或一种以上的任意组合。4.如权利要求2所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的含锆物质为锆英石或单斜氧化锆。5.如权利要求2所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的添加剂为碳素材料，作为脱硅材料，用量为配合料中SiO2摩尔数的1.2～4倍。6.如权利要求2所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的添加剂为碳素材料和含铁成分物质的混合物，碳素材料用量为配合料中SiO2摩尔数的0.8～3倍，含铁成分物质中铁摩尔含量为配合料中SiO2摩尔数的2～5倍。7.如权利要求5或6所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的碳素材料为石墨、石油焦、煅后焦、煤、焦炭、沥青或木炭中的一种或一种以上的任意组合。8.如权利要求6所述的锆刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的含铁成分物质为铁屑、铁矿石、铁红、氧化铁黑、废铁或废钢中的一种或一种以上的任意组合。2CCNN110229546302295466A说明书1/5页一种锆刚玉空心球及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及属于耐火材料技术领域，尤其是一种空心球及其制备方法。背景技术[0002]在传统能源日益枯竭而新能源发展缓慢的今天，当前最迫切的任务是开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高能满足轻质结构高温炉所需的内衬材料，改变传统的超高温窑炉由于采用重质结构而存在的热容量大、升温速率低、能耗大、使用寿命短、中期维修量大等缺点，节约能源，降低能耗，为建设资源节约型社会和人类可持续发展服务。[0003]由于轻质保温材料是通过引入气孔的方式获得低热导率，引入大量气孔会导致轻质材料的重烧线收缩率提高、荷重软化温度降低、高温蠕变严重、耐压强度降低，从而使隔热材料的使用温度很难提高，并使应用范围受到限制，因此寻找新的方法制备新的高温隔热材料一直是各国专家的工作重点。在现有的隔热材料中，氧化铝隔热材料品种最多，使用温度高，隔热节能效果好，是当今重点发展的隔热材料，其中轻质氧化铝空心球陶瓷的应用是隔热材料技术进步的一个标志，它克服了原有泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的缺点，可直接接触火焰，也可作为高温内衬结构材料使用，能够推动传统高温窑炉结构改造，为设计新型窑炉结构奠定基础。氧化铝空心球是一种性能优异的高温隔热材料，它是用纯度较高的氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，以氧化铝空心球为主体可制成各种形状制品，最高使用温度1800℃，制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍，而体积密度可以达到刚玉制品的一半甚至更低。采用同样方法还可以制备出氧化锆空心球，使用温度也能够达到2100℃以上，但由于氧