CN102690121A - 高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉 - Google Patents

高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉 Download PDF

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Abstract

一种高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉，其特征在于，高纯氧化铝连续熔融炉是由冷却水套炉壳1、碳纤维隔热材料2、陶瓷内胆座3、石墨发热体4、陶瓷内胆5、投料嘴6、炉体上盖7、上冷却腔8、炉膛9、下冷却腔10、炉体下盖11组成，其中，冷却水套炉壳采用冷却水套，高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆是由反应烧结氮化铝结合硼化铪制成的复合材料，使用温度为1600~2200℃，气氛为氩气气氛。本发明制备的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆及连续熔融炉具有显微结构均匀，强度高，整体可靠性高，抗氧化性强，不污染高纯氧化铝熔体，可在2200℃的温度可以长时间使用，连续生产，生产效率高等特点。

Description

高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉
技术领域
本发明涉及一种高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆，属于结构陶瓷制备技术领域。
背景技术
目前氧化铝熔融主要在氧化铝空心球生产中使用熔池熔融，由于加入了低温熔剂使之熔融温度在1900℃左右。目前还没有陶瓷内胆式、温度超过2000℃的高纯氧化铝连续熔融技术，其主要原因是关键内胆材料不能满足使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、实现高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆的制备方法及连续熔融炉。其技术方案为：
高纯氧化铝连续熔融炉是由冷却水套炉壳1、碳纤维隔热材料2、陶瓷内胆座 3、石墨发热体4、陶瓷内胆5、投料嘴6、 炉体上盖7、上冷却腔8、炉膛9、下冷却腔10、炉体下盖11组成， 其中，冷却水套炉壳采用冷却水套，陶瓷内胆及投料嘴均采用硼化铪或硼化锆复合材料，使用温度为1600~2200℃，气氛为氩气气氛。
根据权利要求1所述的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉，高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆是由反应烧结氮化铝结合硼化铪制成的，其形状为壁厚为5~20mm的圆筒漏斗状，上部圆筒外直径为Ø50~200mm，高为50~500mm，下部圆筒外直径为Ø22~30mm，高为30~100mm，其中，反应烧结氮化铝结合硼化铪的配料组成为：二硼化铪78~95% ，三氧化二铝4~17%，碳粉1~5%，将上述组分均匀混合后等静压成型成高纯氧化铝连续熔融陶瓷内胆坯体，在1600~2000℃的温度下氮气气氛烧成2~3小时制成。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、本发明生产高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆显微结构均匀，强度高，整体可靠性高，在2000℃以上的温度可以长时间使用；
2、该高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆能够在氧化气氛下经受氧化铝熔体的侵蚀，保持高纯氧化铝熔体不被污染；
3、该方法既适合连续化大生产，又适合实验室实验研究。
附图说明
图1为高纯氧化铝连续熔融炉结构示意图，其中，1冷却水套炉壳、2碳纤维隔热材料、3陶瓷内胆座、4石墨发热体、5陶瓷内胆、6投料嘴、 7炉体上盖、8上冷却腔、9炉膛、10下冷却腔、11炉体下盖。
图2为高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆实施例的结构示意图。
具体实施方式
在图1-2所示的实施例中，高纯氧化铝连续熔融炉在使用时先将炉体上盖7和炉体下盖11盖严，将高纯氧化铝连续熔融炉抽真空，当上冷却腔8、炉膛9和下冷却腔10排空空气后充入氩气，气压略大于1个大气压，上冷却腔8、炉膛9和下冷却腔10均有各自的氩气充气口，确保在使用过程中不会有空气进入。当冲气结束后接通电源给炉膛加热，同时打开炉体上盖7通过投料嘴6加入适量高纯氧化铝，当温度达到1800℃时打开炉体下盖11，准备高纯氧化铝熔融体流出。
实施例 1
将粒度为小于2μm的二硼化铪粉体95%、粒度为小于1μm三氧化二铝4%、碳粉1%混合均匀后，与酒精含量为50%的酚醛树脂溶液以100：10的比例混合均匀，在80℃的温度下干燥并制成100μm制成造粒粉体，在压力为150Mpa.的压力下等静压成型并保压30分压制成高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆素坯钟，然后脱模在2000℃×2小时烧成制成壁厚为5mm、上部圆筒外直径为Ø200mm、高为500mm、下部圆筒外直径为Ø30mm，高为50mm的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例 2
将粒度为小于2μm的二硼化铪粉体89%、粒度为小于1μm三氧化二铝8%、碳粉3%混合均匀后，与酒精含量为50%的酚醛树脂溶液以100：10的比例混合均匀，在80℃的温度下干燥并制成200μm制成造粒粉体，在压力为150Mpa.的压力下等静压成型并保压30分钟压制成高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆素坯，然后脱模在1800℃×2.5小时烧成制成壁厚为15mm、上部圆筒外直径为Ø150mm、高为300mm、下部圆筒外直径为Ø25mm，高为40mm的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例 3
将粒度为小于2μm的二硼化铪粉体78%、粒度为小于1μm三氧化二铝17%、碳粉5%混合均匀后，与酒精含量为50%的酚醛树脂溶液以100：10的比例混合均匀，在80℃的温度下干燥并制成300μm制成造粒粉体，在压力为150Mpa.的压力下等静压成型并保压30分钟压制成高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆素坯，然后脱模在1600℃×3小时烧成制成壁厚为20mm、上部圆筒外直径为Ø50mm、高为50mm、下部圆筒外直径为Ø22mm，高为30mm的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

Claims (2)

1.一种高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉，其特征在于，高纯氧化铝连续熔融炉是由冷却水套炉壳1、碳纤维隔热材料2、陶瓷内胆座 3、石墨发热体4、陶瓷内胆5、投料嘴6、 炉体上盖7、上冷却腔8、炉膛9、下冷却腔10、炉体下盖11组成， 其中，冷却水套炉壳采用冷却水套，陶瓷内胆及投料嘴均采用硼化铪或硼化锆复合材料，使用温度为1600~2200℃，气氛为氩气气氛。
2.根据权利要求1所述的高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆制备方法及连续熔融炉，其特征在于，高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆是由反应烧结氮化铝结合硼化铪制成的，其形状为壁厚为5~20mm的圆筒漏斗状，上部圆筒外直径为Ø50~200mm，高为50~500mm，下部圆筒外直径为Ø22~30mm，高为30~100mm，其中，反应烧结氮化铝结合硼化铪的配料组成为：二硼化铪78~95% ，三氧化二铝4~17%，碳粉1~5%，将上述组分均匀混合后等静压成型成高纯氧化铝连续熔融陶瓷内胆坯体，在1600~2000℃的温度下氮气气氛烧成2~3小时制成。
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