(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110078484 A(43)申请公布日 2019.08.02
(21)申请号 201910412079.1(22)申请日 2019.05.17
(71)申请人 山东工业职业学院
地址 2514 山东省淄博市高新区张北路
69号(72)发明人 孙华云 于乐海
(74)专利代理机构 淄博佳和专利代理事务所
37223
代理人 蔡士超(51)Int.Cl.
C04B 35/106(2006.01)C04B 35/185(2006.01)C04B 35/66(2006.01)C04B 35/622(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种刚玉莫来石坩埚及其制备方法(57)摘要
一种刚玉莫来石坩埚及其制备方法，属于耐火材料技术领域。其特征在于，原料重量份组成包括：3~1mm板状刚玉25~33份，1~0mm板状刚玉18
80目刚玉砂7~12份，320目锆英粉6~12份，~27份，
240目亚白刚玉6~14份，150目硅线石7~14份，180目苏州土1.5~5份，Al2O3微粉370C 3.5~6份，200目石英3.8~5.8份，结合剂2~5份。本刚玉莫来石材料的坩埚热膨胀系数小，耐酸碱性能好，热震稳定性好，是适用于陶瓷行业的理想材料。坩埚采用石膏浇注成型，生产成本小，效率高，产品的性能和整体效果优。
CN 110078484 ACN 110078484 A
权 利 要 求 书
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1.一种刚玉莫来石坩埚，其特征在于，原料重量份组成包括：3~1mm板状刚玉25~33份，1
80目刚玉砂7~12份，320目锆英粉6~12份，240目亚白刚玉6~14份，
~0mm板状刚玉18~27份，150目硅线石7~14份，180目苏州土1.5~5份，Al2O3微粉370C 3.5~6份，200目石英3.8~5.8份，结合剂2~5份。
2.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石坩埚，其特征在于：所述的原料重量份组成包括：3~1mm板状刚玉28~30份，1~0mm板状刚玉20~24份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉7~10份，240目亚白刚玉8~10份，150目硅线石8~10份，180目苏州土2~3份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3.15份。
3.根据权利要求1所述的一种刚玉莫来石坩埚，其特征在于：所述的结合剂为阿拉伯树胶水、六偏磷酸钠按质量比1.8~4.9：0.10~0.20的复合结合剂。
4.一种权利要求1~3任一项所述的刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：制备步骤为：
1）共混细粉：先将＜150目的各种原料按照配比分别称量，装入锥形螺旋搅拌机搅拌20分钟，制备混合粉待用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合4.5 min ~5.5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分6%~8%，制得成型料浆，混合时间15 min~20min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）12h~18h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在30℃~110℃干燥48h~56h，可装窑烧成；
5）烧成：在1540℃~1560℃的烧成温度下烧制，保温时间6h~8h。5.根据权利要求4所述的一种刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的混料时控制水分6.8%~7.2%。
6.根据权利要求4所述的一种刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：步骤4）中14h~16h后脱模得半成品。
7.根据权利要求4所述的一种刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述的半成品修正后于烘干室在70℃~90℃干燥48h~50h。
8.根据权利要求4所述的一种刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：步骤5）中所述的烧成：在1550℃的烧成温度下烧制，保温时间7h。
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说 明 书
一种刚玉莫来石坩埚及其制备方法
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技术领域
[0001]一种刚玉莫来石坩埚及其制备方法，属于耐火材料技术领域。
背景技术
[0002]坩埚是一种特殊的烧成耐火材料制品，使用过程中要不断经受冷、热冲击，需要良好的热震稳定性，当今用户对坩埚使用温度要求越来越高，使用寿命要求越来越长，从现状了解，还没有达到很理想的水平。陶瓷行业制备熔块和熔釉过程需用到一种结构形状复杂，整体性高的漏斗状坩埚，目前陶瓷行业熔釉用坩埚成本高，效率低，耐酸碱性差，使用过程中易开裂、剥落，寿命短等问题。发明内容
[0003]本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高体积密度、低气孔率、耐冲刷性和抗侵蚀性好的刚玉莫来石坩埚及其制备方法。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该刚玉莫来石坩埚，其特征在于，原料重量份组成包括：3~1mm板状刚玉25~33份，1~0mm板状刚玉18~27份，80目刚玉砂7~12份，320目锆英粉6~12份，240目亚白刚玉6~14份，150目硅线石7~14份，180目苏州土1.5~5份，Al2O3微粉370C 3.5~6份，200目石英3.8~5.8份，结合剂2~5份。[0005]锆英石细粉分解生成氧化锆，同时晶型转化产生体积膨胀并形成微裂纹，减缓了热应力集中，起到了增韧的作用，有利于提高热震稳定性。烧制过程在锆英石基体中形成莫来石颗粒，可以使材料同时具有莫来石材料的良好的蠕变性能和锆英石材料良好的热震稳定性。
[0006]所述的原料重量份组成包括：3~1mm板状刚玉28~30份，1~0mm板状刚玉20~24份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉7~10份，240目亚白刚玉8~10份，150目硅线石8~10份，180目苏州土2~3份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3.15份。优选的原料配比具有更好的蠕变性能和热震稳定性。
[0007]所述的结合剂为阿拉伯树胶水和六偏磷酸钠按质量比1.84.9：0.10~0.20的复合
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结合剂。优选的结合剂的使用能够使本发明得到更高的强度。[0008]一种上述的刚玉莫来石坩埚的制备方法，其特征在于：制备步骤为：
1）共混细粉：先将＜150目的各种原料按照配比分别称量，装入锥形螺旋搅拌机搅拌20分钟，制备混合粉待用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合4.5 min ~5.5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分6%~8%，制得成型料浆，混合时间15 min~20min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）12h~18h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在30℃~110℃干燥48h~56h，可
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说 明 书
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装窑烧成；
5）烧成：在1540℃~1560℃的烧成温度下烧制，保温时间6h~8h。[0009]本发明采用自流浇注成型法生产耐火材料，采用石膏模型，模具制造成本较低。制备的浆料流动性良好，生坯质量容易控制。本发明的工艺特别适合于本发明配方的坩埚产品，充分保证产品的性能。[0010]步骤2）中所述的混料时控制水分6.8%~7.2%。[0011]步骤4）中14h~16h后脱模得半成品。[0012]步骤4）中所述的半成品修正后于烘干室在70℃~90℃干燥48h~50h。[0013]步骤4）中所述的烧成：在1550℃的烧成温度下烧制，保温时间7h。[0014]优选的制备工艺下，所得坩埚的各项性能更加优异。[0015]与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：本刚玉莫来石材料的坩埚热膨胀系数小，化学性能稳定，耐酸碱性能好，热震稳定性好，是适用于陶瓷行业的理想材料。坩埚采用石膏浇注成型，生产成本小，效率高，产品的性能和整体效果优。本刚玉莫来石质坩埚，制品纯度高、主晶相含量高、耐高温、耐冲刷、化学稳定性好，是一种耐侵蚀优质高级耐火材料；既具有刚玉材质高温性能，又综合了莫来石的热震稳定性长处，具有很好的抗高温蠕变性，高温机械强度大，耐冲刷，抗热震，抗侵蚀性能好，使用寿命长，平均使用可达100炉次以上。本刚玉莫来石坩埚壁薄，热稳定性高，可在极冷极热恶劣环境条件下长时间使用，除应用于陶瓷行业外，亦可应用于冶炼行业和粉体高温煅烧等领域。具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。[0017]实施例1
1）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉29份，1~0mm板状刚玉22份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉8份，240目亚白刚玉9份，150目硅线石9份，180目苏州土2.5份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3.15份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比3：0.15的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分7%，制得成型料浆，混合时间17min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）15h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在580℃干燥48h，可装窑烧成；5）烧成：在1550℃的烧成温度下烧制，保温时间7h。[0018]实施例2
1）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉28份，1~0mm板状刚玉24份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉10份，240目亚白刚玉8份，150目硅线石10份，180目苏州土2份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比2.7：0.18的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合4.7min，加入结合剂和水进行混料，控制水分7.2%，制得成型料浆，混合时间
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17min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）16h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在70℃干燥50h，可装窑烧成；5）烧成：在1550℃的烧成温度下烧制，保温时间6h。[0019]实施例3
1）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉30份，1~0mm板状刚玉20份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉7份，240目亚白刚玉10份，150目硅线石8份，180目苏州土3份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3.5份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比4：0.12的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合5.3min，加入结合剂和水进行混料，控制水分6.8%，制得成型料浆，混合时间18min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）14h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在90℃干燥48h，可装窑烧成；5）烧成：在1560℃的烧成温度下烧制，保温时间7h。[0020]实施例4
1）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉25份，1~0mm板状刚玉27份，80目刚玉砂7份，320目锆英粉12份，240目亚白刚玉6份，150目硅线石14份，180目苏州土1.5份，Al2O3微粉370C 6份，200目石英3.8份，结合剂5份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比4.9：0.10的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合5.5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分8%，制得成型料浆，混合时间20min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）12h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在50℃干燥56h，可装窑烧成；5）烧成：在1560℃的烧成温度下烧制，保温时间6h。[0021]实施例5
1）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉33份，1~0mm板状刚玉18份，80目刚玉砂12份，320目锆英粉6份，240目亚白刚玉14份，150目硅线石7份，180目苏州土5份，Al2O3微粉370C 3.5份，200目石英5.8份，结合剂2份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比1.8：0.20的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合4.5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分6%，制得成型料浆，混合时间15min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）18h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在150℃干燥48h，可装窑烧成；5）烧成：在1540℃的烧成温度下烧制，保温时间8h。
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实施例61）按原料重量份组成备料：3~1mm板状刚玉29份，1~0mm板状刚玉22份，80目刚玉砂10份，320目锆英粉8份，240目亚白刚玉9份，150目硅线石9份，180目苏州土2.5份，Al2O3微粉370C 5份，200目石英5份，结合剂3.15份；结合剂为树胶水和六偏磷酸钠按质量比1:1的复合结合剂；将各细粉原料加入螺旋机中干混，制备共混细粉备用；
2）混料：在双行星动力混合搅拌机中混料，按先加颗粒料，后加混合粉的顺序加入全部原料，混合5min，加入结合剂和水进行混料，控制水分8%，制得成型料浆，混合时间17min；
3）浇注成型：将成型模型放在振动台上，开动振动台，将成型料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，直至料浆注满模型上口；
4）15h后脱模得半成品；半成品修正后，放于烘干室在580℃干燥48h，可装窑烧成；5）烧成：在1550℃的烧成温度下烧制，保温时间8h。[0023]实施例所得坩埚的性能参数见表1。[0024]表1
。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的，任
何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
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