氧化鋁空心球的制備方法有滾球燒失法和熔融噴吹法。滾球法是先用有機(jī)樹(shù)脂或低熔物做成芯丸，放在旋轉(zhuǎn)的圓盤里，再把含有一定水分的潮濕的氧化鋁細(xì)粉撒在盤中，粘附在芯丸上，形成一個(gè)外殼，宛如在藥丸外包裹一層糖衣一樣。然后把這種球丸放在高溫下燒成，其中的芯丸燒失揮發(fā)掉，而外殼達(dá)到燒結(jié)，形成空心球。這種方法的缺點(diǎn)是效率低，球面不光滑，且壁厚及大小不易控制，因此工業(yè)生產(chǎn)中采用得不多。
熔融噴吹法制備氧化鋁空心球的工藝流程如圖1所示。采用工業(yè)Al2O3作原料，直接在電弧爐中熔融。電弧爐可用單相或三相式，以三相為好。爐體裝有可傾斜裝置，出料口裝有與其成某一角度的氣體噴管。爐子內(nèi)襯材料用石墨。假設(shè)爐膛直徑為550mm，爐騰高度為300mm，石墨電極直徑150mm，電極圓半徑150mm，則熔煉的電壓為100V，電流1500~1700A。熔化過(guò)程中，氧化鋁細(xì)粉料是逐漸地、間隙地加入，直到熔體達(dá)到足夠的量才停止加料。待料子全部熔化，熔體的粘度適當(dāng)，熔體的溫度約2200~2300℃時(shí)，就可傾斜爐體，使熔體從出料槽流出，同時(shí)開(kāi)啟氣壓閥，用排氣量為10m3/min、壓力為0.6~0.8MPa的壓縮空氣將液流吹散成液滴，液滴在空氣中由于熔體粘度和表面張力的作用，在飛行過(guò)程中迅速凝固，而形成了殼形的球體，匯集到收集室。以后經(jīng)揀選、篩分或漂洗，將其中的熔塊碎片、和粒徑大于5mm或小于0.2mm的大球與小球除去，把5mm至0.2mm的合格的空心球按粒度分級(jí)，見(jiàn)表1。
圖1 空心球制備工藝流程圖
表1 空心球的粒級(jí)和物理性能
如果用空心球作骨料，用氧化鋁細(xì)粉作基料，用硫酸鋁、羧甲基纖維素溶液作粘結(jié)劑，可制成空心球磚�？招那虼笮∵m當(dāng)搭配。氧化鋁細(xì)粉是用工業(yè)γ-AI2O3經(jīng)1450℃煅燒、粉碎、凈化獲得的α-Al2O3，含Al2O3量大于99%,粒度全部小于0.147mm，其中小于5μm者占85%左右。結(jié)合劑的加入量為干料的5%的硫酸鋁溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)和4%的羧甲基纖維素溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%)�；旌虾蟮呐髁蠞补嘣谀灸Ｖ校⒅糜谡駝�(dòng)臺(tái)上振動(dòng)輕壓成型，獲得球體完整、分布均勻的坯體。坯體經(jīng)干燥后，可根據(jù)不同使用要求而在1500~1800℃的不同溫度下燒成。制品的氣孔率為50%~70%，耐壓強(qiáng)度4~6MPa，熱導(dǎo)率3.3~3.8kJ/m·h·℃。1100℃~風(fēng)冷的熱震循環(huán)大于15次，是一種既有強(qiáng)度又有良好隔熱性的耐火隔熱材料。制品的性能隨氧化鋁細(xì)粉的加入量及燒成溫度的變化而有較大的變化，大小球配比的改變對(duì)制品性能的影響不大。氧化鋁空心球磚的性能見(jiàn)表2。
表2氧化鋁空心球磚的性能
