專利名稱：一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，主要涉及一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法。
背景技術(shù)：
有色行業(yè)生產(chǎn)大型鋁合金板錠，以及進(jìn)一步深加工鋁板帶、鋁箔等產(chǎn)品對鋁合金 成分的控制精度要求高。作為鋁合金深加工項目關(guān)鍵設(shè)備的大型鋁熔煉爐內(nèi)襯材料，尤其 是鋁熔煉爐的進(jìn)鋁口斜溝底部、側(cè)壁及流鋁槽等咽喉部位采用的內(nèi)襯材料對鋁合金成分的 控制起著重要作用。鋁液不僅含有化學(xué)活性高的鎂、硅及鋅等元素，而且流動性極好，在 75(TC時其粘度僅為0. 104Pa's，與2(TC時水的粘度(0. 1Pa s)相近，易向爐襯內(nèi)部滲透。 大型鋁熔煉爐進(jìn)鋁口斜溝底部、側(cè)壁及流鋁槽內(nèi)襯材料不僅要抵抗鋁液的周期性沖刷引起 的物理損傷及熱震沖擊，更重要的是要抗鋁液潤濕，不與鋁液中的合金成分反應(yīng)，進(jìn)而影響 鋁合金產(chǎn)品的成分。該部位現(xiàn)有材料抗鋁液潤濕性差，易污染鋁液成分，導(dǎo)致鋁合金產(chǎn)品成 分不合格。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的提出一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備 方法，使其具有抗鋁液潤濕，不影響鋁液成分，使用壽命長的特點。
本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn) —種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料，所述澆注料的原料組成及配比為8mm-0mm碳 化硅顆粒63wt % 69wt % 、 < 0. 044mm碳化硅細(xì)粉18wt % 21wt % 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣 水泥4wt % 7wt % 、 D50 = 0. 4 ii m的二氧化硅微粉5wt % 6wt % ，采用BaS04和Na3AlF6 復(fù)合作為抗鋁液潤濕添加齊U ，其加入量為1 wt % 6wt % ，并外加占原料總重量0. 12 % 的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備時，首先將抗鋁液潤濕劑及粒度 < 0. 044mm的碳化硅細(xì)粉原料在振動磨中共磨30mins ;使得抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì)粉預(yù) 先充分均化，制成均化粉，再將均化粉按抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì)粉在熔融石英耐火澆注 料共占的比例和其它組分混合均勻，施工攪拌時外加占原料中重量4% 8 %的水，混練均 勻；然后用于現(xiàn)場澆注，制備出抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料。
所述抗鋁液潤濕劑中BaS04與Na^lFe的重量比為4 : 1。 所述碳化硅原料中，顆粒粒度范圍8mm-0mm，細(xì)粉粒度< 0. 044mm， SiC含量 > 98. 5wt^，顆粒體積密度^ 3. 12g/cm3。 所述純鋁酸鈣水泥粒度< 0.074mm，原料中A1A含量大于68. 5wt^，松散密度 1. 04g/cm3，比重3. 0g/cm3，耐火度1563°C 。 所述二氧化硅微粉原料中Si02的含量為88wt% 97wt% 。 本發(fā)明中選用BaS04和Na3AlF6復(fù)合型抗鋁液潤濕劑有以下特點，(l)BaS04可以 捕獲澆注料的游離的Si(^，提高澆注料的不被鋁液潤濕和侵蝕性，但單獨加入時效果并不好，通過選擇復(fù)合的抗鋁液潤濕劑，BaS04為抗鋁液潤濕劑，Na^lFe熔點只有1025。C，通常 用作助熔劑，利用Na3AlF6熔點低的特點，在高鋁澆注料中可和BaS04、Si02和CaO等可形成 低熔點液相，促進(jìn)澆注料中游離的Si02捕獲，顯著提高澆注料的不被鋁液潤濕性；(2)形成 的少量低熔點液相可促進(jìn)澆注料在低溫下如700 90(TC燒結(jié)，賭塞并降低澆注料的氣孔， 有效地阻止鋁液進(jìn)入澆注料內(nèi)部。
本發(fā)明中采用抗鋁液潤濕劑和澆注料的碳化硅細(xì)粉進(jìn)行共磨抗鋁液潤濕劑對
于這類澆注料至關(guān)重要，但由于加入量少、表面活性也不高、傳統(tǒng)澆注料的生產(chǎn)方法僅采用
強制攪拌和分散劑不足以使抗鋁液潤濕劑有效均勻地分散澆注料的基體中；采用將抗鋁液 潤濕劑和碳化硅細(xì)粉先進(jìn)行共磨，然后再和澆注料其他組分混合，使得少量的抗鋁液潤濕 劑在澆注料基質(zhì)中充分均化，達(dá)到整個澆注料基體不被鋁液潤濕的目的。實驗表明不經(jīng)過 均化處理，澆注料基體抗液潤濕性不能得到根本改善?？逛X液潤濕劑加入量小于1 %不能起 到防鋁液潤濕的目的，大于6%將會嚴(yán)重影響澆注料的施工和高溫性能。
本發(fā)明澆注料經(jīng)試驗，用于大型鋁熔煉爐(最大容量100噸)上進(jìn)鋁口斜溝底部、 側(cè)壁及流鋁槽等部位，具有足夠的強度、抗熱震性能優(yōu)良、體積穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好，關(guān) 鍵是抗鋁液潤濕，不影響鋁液成分，使用壽命長
具體實施例方式
實施例1 :抗鋁液潤濕碳化硅澆注料由8mm-0mm碳化硅顆粒69wt % 、 < 0. 044mm碳 化硅細(xì)粉21wt% 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣水泥4wt% 、 D50 = 0. 4 y m的二氧化硅微粉5wt% 、 復(fù)合型抗鋁液潤濕添加劑lwt% (BaS04 0 . 8wt%，Na3AlF6 0. 2wt% );并外加占原料總重量 0. 12%的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備時，首先將抗鋁液潤濕劑及 粒度< 0. 044mm的碳化硅細(xì)粉原料在振動磨中共磨30mins ;使得抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì) 粉預(yù)先充分均化，制成均化粉，再將均化粉按抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì)粉在碳化硅耐火澆 注料共占的比例即22wt^和其它組分混合均勻，施工攪拌時外加約4wt^水，混練均勻，在 砌爐現(xiàn)場振動澆注，常規(guī)養(yǎng)護(hù)烘烤后使用。 實施例2 :抗鋁液潤濕碳化硅澆注料由8mm-0mm碳化硅顆粒66wt % 、 < 0. 044mm碳
化硅細(xì)粉18wt % 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣水泥6wt % 、 D50 = 0. 4 y m的二氧化硅微粉6wt % 、
復(fù)合型抗鋁液潤濕添加劑4wt^ (BaS04 3. 2wt%，Na3AlF6 0.8wt%);并外加占原料總重量
0. 12%的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備過程同實施例l，施工攪拌
時外加約5wt^水，混練均勻，在砌爐現(xiàn)場振動澆注，常規(guī)養(yǎng)護(hù)烘烤后使用。 實施例3 :抗鋁液潤濕碳化硅澆注料由8mm-0mm碳化硅顆粒65wt % 、 < 0. 044mm碳
化硅細(xì)粉18wt % 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣水泥7wt % 、 D50 = 0. 4 y m的二氧化硅微粉6wt % 、
復(fù)合型抗鋁液潤濕添加劑4wt^ (BaS04 3. 2wt%，Na3AlF6 0.8wt%);并外加占原料總重量
0. 12%的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備過程同實施例l，施工攪拌
時外加約8wt^水，混練均勻，在砌爐現(xiàn)場振動澆注，常規(guī)養(yǎng)護(hù)烘烤后使用。 實施例4 :抗鋁液潤濕碳化硅澆注料由8mm-0mm碳化硅顆粒68wt % 、 < 0. 044mm碳
化硅細(xì)粉19wt% 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣水泥5wt% 、 D50 = 0. 4 y m的二氧化硅微粉5wt% 、
復(fù)合型抗鋁液潤濕添加劑3wt^ (BaS04 2 . 4wt%，Na3AlF6 0.6wt%);并外加占原料總重量
0. 12%的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備過程同實施例l，施工攪拌時外加約8wt %水，混練均勻，在砌爐現(xiàn)場振動澆注，常規(guī)養(yǎng)護(hù)烘烤后使用。 實施例5 :抗鋁液潤濕碳化硅澆注料由8mm-0mm碳化硅顆粒63wt % 、 < 0. 044mm碳
化硅細(xì)粉18wt % 、 < 0. 074mm純鋁酸鈣水泥7wt % 、 D50 = 0. 4 y m的二氧化硅微粉6wt % 、
復(fù)合型抗鋁液潤濕添加劑6wt^ (BaS04 4.8wt%，Na3AlF6 1. 2wt% );并外加占原料總重量
0. 12%的三聚磷酸鈉和0. 03%的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備過程同實施例l，施工攪拌
時外加約8wt^水，混練均勻，在砌爐現(xiàn)場振動澆注，常規(guī)養(yǎng)護(hù)烘烤后使用。
權(quán)利要求
一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其特征在于所述澆注料的原料組成及配比為8mm-0mm碳化硅顆粒63wt％～69wt％、＜0.044mm碳化硅細(xì)粉18wt％～21wt％、＜0.074mm純鋁酸鈣水泥4wt％～7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％～6wt％，采用BaSO4和Na3AlF6復(fù)合作為抗鋁液潤濕添加劑，其加入量為1wt％～6wt％，并外加占原料總重量0.12％的三聚磷酸鈉和0.03％的六偏磷酸鈉作為分散劑；制備時，首先將抗鋁液潤濕劑及粒度＜0.044mm的碳化硅細(xì)粉原料在振動磨中共磨30mins；使得抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì)粉預(yù)先充分均化，制成均化粉，再將均化粉按抗鋁液潤濕劑和碳化硅細(xì)粉在熔融石英耐火澆注料共占的比例和其它組分混合均勻，施工攪拌時外加占原料中重量4％～8％的水，混練均勻；然后用于現(xiàn)場澆注，制備出抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其特征在于 所述抗鋁液潤濕添加劑中BaS04與Na3AlF6的重量比為4 : 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其特征在于 所述碳化硅原料中SiC含量^ 98. 5wt^，顆粒體積密度^ 3. 12g/cm3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其特征在于 所述純鋁酸鈣水泥粒度< 0. 074mm，原料中A1203含量大于68. 5wt^，松散密度1. 04g/cm3， 比重3. 0g/cm3，耐火度1563°C 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其特征在于 所述二氧化硅微粉原料中Si02的含量為88wt% 97wt%。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，涉及一種抗鋁液潤濕的碳化硅澆注料的制備方法，其原料組成及配比為8mm-0mm碳化硅顆粒63wt％～69wt％、＜0.044mm碳化硅細(xì)粉18wt％～21wt％、＜0.074mm純鋁酸鈣水泥4wt％～7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％～6wt％，采用BaSO4和Na3AlF6復(fù)合作為抗鋁液潤濕劑，其加入量為1wt％～6wt％，并外加0.12％三聚磷酸鈉和0.03％六偏磷酸鈉作為分散劑。本發(fā)明制備的澆注料具有足夠的強度、抗熱震性能優(yōu)良、體積穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好，關(guān)鍵是抗鋁液潤濕，不影響鋁液成分，使用壽命長。
文檔編號C04B35/622GK101747053SQ200910227628
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者張三華, 張煬, 李少飛, 李紅霞, 王戰(zhàn)民, 石會營, 胡書禾 申請人:中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司