轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵加压成型工艺

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体而言，涉及一种轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵的加压成型工艺。

背景技术

目前，适用于1500℃以上温度的高温匣钵均是由电熔莫来石和刚玉制备，例如，中国专利申请CN201810903009.1公开了“一种高温烧制用匣钵“，以氧化铝粉、高岭土粉、粘土粉、白刚玉、石英和莫来石等为原料，经过混合成型后进行高温烧制而成。较市面上预先合成的石英，莫来石，再混合成型的匣钵，生成的成品相更均匀，颜色以及热震稳定性更好，生成的相热膨胀系数小，因而它具有极高的热震稳定性，而且加入了石英，可以提高热震性能，且批量生产时能保持产品的抗裂性、均匀性和质量的稳定性，适于在温差较大环境中。存在的不足是使用寿命短和不稳定的问题，以荧光粉烧结为例，目前寿命在10~30次之间。

发明内容

为进一步提高烧结温度高于1500℃产品烧结用匣钵的寿命，本发明克服上述不足，提供一种重量轻、性价比高和使用寿命长的轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵的加压成型工艺。主要创新在于采用高纯轻质高强莫来石颗粒取代电熔莫来石，采用尖晶石空心球取代刚玉颗粒，通过压制工艺成型，经高温烧结后使用，可大幅度提高产品使用寿命。

具体是这样实施的：轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵加压成型工艺，其特征在于，以重量份数计，将苏州二号泥8-12份，α-氧化铝粉8-12份，α-氧化铝微粉4-6份，电熔刚玉粉6-8份，电熔莫来石粉13-21份，电熔尖晶石空心球0.2-1mm15-25份，电熔尖晶石空心球1-2mm4~6份，轻质莫来石颗粒0-1mm5-15份，轻质莫来石颗粒1-2mm10-20份放入搅拌机中充分混合，加入结合剂纸浆废液，经充分搅拌后形成有一定粘结性的混合料，将混合料倒入模具，加压成型，入窑烧成。

所述苏州二号泥的Al

所述α-氧化铝粉的Al

所述α-氧化铝微粉的Al

所述电熔刚玉粉的Al

所述电熔莫来石粉的Al

所述电熔尖晶石空心球采用牌号为晶邦的电熔尖晶石空心球。

所述轻质莫来石颗粒，体积密度≤2g/cm

作为结合剂的纸浆废液，其固形物质量百分比浓度为20～25%。

制备时,在各粉料和骨料中加入结合剂纸浆废液，形成纸浆废液重量含量为6-8%的混合料，经充分搅拌后备用，把混合料倒入模具，加压成型，脱模之后入干燥窑烘干，送入窑中烧成，烧成温度控制在1350℃-1550℃之间，保温时间为4-8小时。

轻质莫来石颗粒采用高纯黏土与氧化铝粉引入锯末作为造孔剂，经高温烧结后破碎制备，内含丰富的孔洞，在实际应用中，急冷急热产生的应力，能得到有效释放，产生的微裂纹及宏观裂纹，由于孔洞的存在，可以让其转向而消除裂纹扩展，从而表现出良好的抗热震性能，引入轻质莫来石能有效提高产品的抗热震性能，从而提高产品使用寿命。尖晶石空心球具有比氧化铝空心球更小的膨胀系数，产品熔点在2100℃，同时也具有良好的抗热震性能，其引入能有效提高产品的使用温度，从而为使用温度在1500℃以上的长寿命匣钵生产奠定基础。

本发明与传统产品相比，具有匣钵重量轻、产品使用寿命长，性价比高的优点。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中涉及的各原料标准为：

苏州二号泥的Al

α-氧化铝粉的Al

α-氧化铝微粉的Al

电熔刚玉粉的Al

电熔莫来石粉的Al

电熔尖晶石空心球采用牌为晶邦的电熔尖晶石空心球，其指标如下：

所述轻质莫来石颗粒，采用高纯黏土与氧化铝粉引入锯末作为造孔剂，经高温烧结后破碎制备，体积密度≤2g/cm

作为结合剂的纸张废液，其固形物质量百分比浓度为20～25%。

实施例1，轻质莫来石-尖晶石空心球匣钵加压成型工艺，以重量份数计，称取苏州二号泥12份，α-氧化铝粉8份，α-氧化铝微粉4份，电熔刚玉粉8份，电熔莫来石粉13份，电熔尖晶石空心球0.2-1mm25份，电熔尖晶石空心球1-2mm6份，轻质莫来石颗粒0-1mm5份，轻质莫来石颗粒1-2mm19份，放入搅拌机中充分混合，加入结合剂纸浆废液，形成纸浆废液重量含量为6%的混合料，经充分搅拌后备用，把混合料倒入模具，加压成型，脱模之后入干燥窑烘干，送入窑中烧成，所用的煅烧窑炉，可以是梭式窑、隧道窑、倒焰窑或滚道窑，烧成温度控制在1450℃，保温时间为6小时，所得成品的性能指标见表1。

实施例2-实施例7，参考实施例1，各实施例的原料配伍和成品性能指标见表1。

表1

实施例8-10,原料配伍和实施例3相同,烧成后保温时间6小时，烧成温度和成品性能指标见表2。

表2

由此可见，本制备方法中最佳的烧成温度为1450±50℃。

实施例11-13,原料配方和实施例3相同,烧成温度为1450℃，保温时间和成品性能指标见表3。

表3

上述实施例1-13制得的匣钵，使用30次后匣钵的表面状态均无裂纹、无脱落、无破损，从表1至表3中可以看出，使用寿命至少在40次以上，最高能达60次，远高于市场上目前高温匣钵10-30次的使用寿命，且匣钵重量轻，性价比更高。