本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領域，尤其涉及一種鋁熔煉爐用澆注料的制備方法。

背景技術(shù)：

鋁熔煉爐是將鋁錠或廢鋁熔化后生產(chǎn)高純鋁或鋁合金的熱工設備。除了熔鋁外，也可用于熔煉鋅、鉛、錫、鎘及巴氏合金等低熔點有色金屬，或用于合金化。鋁熔煉爐的正常運行和其熔煉的鋁合金品質(zhì)離不開爐體所用的耐火材料。近年來，隨著鋁熔煉工藝不斷變化，包括不斷增長的產(chǎn)量、更高的操作溫度、鋁熔煉爐的容量越來越大、更苛刻的機械外力、更大的溫度急變、日益增長的合金化和廢鋁的回收使用等，都對耐火材料提出了更高的要求：良好的化學穩(wěn)定性；較高的致密度和體積穩(wěn)定性；良好的抗沖刷性；不易產(chǎn)生爐瘤；不易被金屬液潤濕和滲透；抗急冷急熱性能好。

目前，鋁熔煉爐用耐火材料的制備中通常采用如下方法，以提高鋁熔煉爐用耐火材料的性能：⑴控制耐火材料礦物組成，降低氧化硅、氧化鈉、氧化鉀等氧化物的含量；⑵引入微粉和高效分散技術(shù)，以提高材料的致密度；⑶引入反潤濕劑，以增強材料的抗鋁液潤濕性能。然而，單純調(diào)節(jié)礦物組成或提高材料的致密度，往往帶來熱震穩(wěn)定性的損失；添加反潤濕劑雖然可以阻止耐火材料與鋁液之間的反應，但是在高溫和熔劑的作用下，反潤濕劑的作用也大大折扣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種鋁熔煉爐用澆注料的制備方法，用該方法制備的鋁熔煉爐用澆注料具有適度的致密性、較高的強度、優(yōu)異的抗鋁液滲透性能、生產(chǎn)成本低及生產(chǎn)工藝簡單等特點。

本發(fā)明所述的一種鋁熔煉爐用澆注料的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將40-60wt%的九水合硝酸鋁、30-50wt%的一水乙酸鈣、1-10wt%的添加劑按照比例混合、于室溫下在瑪瑙研缽內(nèi)研磨1-2小時后，得到研磨料a；

第二步，將10-30wt%的氫氧化鋁、30-50wt%的剛玉細粉、20-40wt%的碳酸鈣細粉按照比例混合均勻，于50-100mpa條件下壓制成型，置于1200-1400℃熱處理2-4小時后，經(jīng)粉碎、篩分得到粒度為0.088-1mm的篩分料b和粒度小于0.088mm的篩分料c；

第三步，將30-50wt%的粒度大于1mm小于8mm的剛玉顆粒、5-15wt%的小于1mm的剛玉顆粒、10-30wt%的剛玉細粉、5-15wt%的篩分料b、10-30wt%的篩分料c、10-20wt%的研磨料a、1-10wt%的氧化鋁微粉、1-10wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1-1wt%的三聚磷酸鈉按照比例攪拌均勻，即得所述鋁熔煉爐用澆注料；所述鋁熔煉爐用澆注料，外加3-5wt%的水即可施工。

進一步的，所述九水合硝酸鋁的純度大于99wt%。

進一步的，所述一水乙酸鈣的純度大于98wt%。

進一步的，所述添加劑為三氧化二鐵細粉或三氧化二鉻細粉，所述添加劑的純度大于99wt%，顆粒粒度小于0.088mm。

進一步的，所述氫氧化鋁的顆粒粒度小于0.088mm。

進一步的，所述剛玉細粉為棕剛玉細粉或白剛玉細粉，粒度小于0.088mm。

進一步的，所述碳酸鈣細粉的粒度小于0.088mm。

進一步的，所述氧化鋁微粉中al2o3含量大于98wt%，平均粒徑小于20μm。

進一步的，所述純鋁酸鈣水泥中al2o3含量大于70wt%。

本發(fā)明的有益效果是：

⑴本發(fā)明通過調(diào)節(jié)不同原料之間的高溫反應過程，控制材料的組成與顯微結(jié)構(gòu)狀態(tài)，因而制得的鋁熔煉爐用澆注料具有適度的致密性和優(yōu)異的抗鋁液滲透性能。

⑵本發(fā)明利用材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展特點實現(xiàn)主、次晶相的微觀分布調(diào)控，控制微晶在材料中的形成與分布狀態(tài)來強化材料的微觀結(jié)構(gòu)，因而制得的鋁熔煉爐用澆注料具有較高的強度。

⑶本發(fā)明根據(jù)鋁熔煉爐用澆注料的結(jié)構(gòu)與性能特點，將制備過程分步控制，在綜合考量材料制備過程諸因素的基礎上，實現(xiàn)了對材料結(jié)構(gòu)與性能的巧妙控制。因此，不但所采用的原料來源廣泛，而且生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低。

本發(fā)明制備的鋁熔煉爐用澆注料，經(jīng)檢測：體積密度大于3.0g/cm3；顯氣孔率小于10.0%；抗折強度（1250℃/3小時）大于14mpa；抗鋁液滲透性能：優(yōu)；線后變化率（1250℃/3小時）-0.01%~0.01%。

具體實施方式

下面具體實施方式對本發(fā)明做更進一步的具體說明。

為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的物料統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述：

所述九水合硝酸鋁的純度大于99wt%；

所述一水乙酸鈣的純度大于98wt%；

所述三氧化二鐵細粉或三氧化二鉻細粉的純度大于99wt%，顆粒粒度小于0.088mm；

所述氫氧化鋁的顆粒粒度小于0.088mm；

所述棕剛玉或白剛玉的粒度小于0.088mm；

所述碳酸鈣細粉的粒度小于0.088mm；

所述氧化鋁微粉中al2o3含量大于98wt%，平均粒徑小于20μm；

所述純鋁酸鈣水泥中al2o3含量大于70wt%。

實施例1

第一步，將40-50wt%的九水合硝酸鋁、40-50wt%的一水乙酸鈣、1-10wt%的三氧化二鐵細粉按照比例混合、于室溫下在瑪瑙研缽內(nèi)研磨1-2小時后，得到研磨料a。

第二步，將10-20wt%的氫氧化鋁、40-50wt%的剛玉細粉、30-40wt%的碳酸鈣細粉按照比例混合均勻，于50-100mpa條件下壓制成型，置于1200-1400℃熱處理2-4小時后，經(jīng)粉碎、篩分得到粒度為0.088-1mm的篩分料b和粒度小于0.088mm的篩分料c。

第三步，將30-40wt%的剛玉顆粒（8-1mm）、10-15wt%的剛玉顆粒（1-0mm）、10-20wt%的剛玉細粉、10-15wt%的篩分料b、10-20wt%的篩分料c、10-20wt%的研磨料a、1-10wt%的氧化鋁微粉、1-10wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1-1wt%的三聚磷酸鈉按照比例攪拌均勻，即得所述鋁熔煉爐用澆注料。所述鋁熔煉爐用澆注料，外加3-5wt%的水即可施工。

本實施例制備的鋁熔煉爐用澆注料，經(jīng)檢測：體積密度大于3.0g/cm3；顯氣孔率小于10.0%；抗折強度（1250℃/3小時）大于15mpa；抗鋁液滲透性能：優(yōu)；線后變化率（1250℃/3小時）-0.01%~0.01%。

實施例2

第一步，將50-60wt%的九水合硝酸鋁、30-40wt%的一水乙酸鈣、1-10wt%的三氧化二鉻細粉按照比例混合、于室溫下在瑪瑙研缽內(nèi)研磨1-2小時后，得到研磨料a。

第二步，將20-30wt%的氫氧化鋁、40-50wt%的剛玉細粉、20-30wt%的碳酸鈣細粉按照比例混合均勻，于50-100mpa條件下壓制成型，置于1200-1400℃熱處理2-4小時后，經(jīng)粉碎、篩分得到粒度為0.088-1mm的篩分料b和粒度小于0.088mm的篩分料c。

第三步，將40-50wt%的剛玉顆粒（8-1mm）、5-10wt%的剛玉顆粒（1-0mm）、10-20wt%的剛玉細粉、10-15wt%的篩分料b、10-20wt%的篩分料c、10-20wt%的研磨料a、1-10wt%的氧化鋁微粉、1-10wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1-1wt%的三聚磷酸鈉按照比例攪拌均勻，即得所述鋁熔煉爐用澆注料。所述鋁熔煉爐用澆注料，外加3-5wt%的水即可施工。

本實施例制備的鋁熔煉爐用澆注料，經(jīng)檢測：體積密度大于3.2g/cm3；顯氣孔率小于10.0%；抗折強度（1250℃/3小時）大于15mpa；抗鋁液滲透性能：優(yōu)；線后變化率（1250℃/3小時）-0.01%~0.01%。

實施例3

第一步，將50-60wt%的九水合硝酸鋁、30-40wt%的一水乙酸鈣、1-10wt%的三氧化二鉻細粉按照比例混合、于室溫下在瑪瑙研缽內(nèi)研磨1-2小時后，得到研磨料a。

第二步，將10-20wt%的氫氧化鋁、40-50wt%的剛玉細粉、30-40wt%的碳酸鈣細粉按照比例混合均勻，于50-100mpa條件下壓制成型，置于1200-1400℃熱處理2-4小時后，經(jīng)粉碎、篩分得到粒度為0.088-1mm的篩分料b和粒度小于0.088mm的篩分料c。

第三步，將30-40wt%的剛玉顆粒（8-1mm）、5-10wt%的剛玉顆粒（1-0mm）、20-30wt%的剛玉細粉、5-10wt%的篩分料b、10-20wt%的篩分料c、10-20wt%的研磨料a、1-10wt%的氧化鋁微粉、1-10wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1-1wt%的三聚磷酸鈉按照比例攪拌均勻，即得所述鋁熔煉爐用澆注料。所述鋁熔煉爐用澆注料，外加3-5wt%的水即可施工。

本實施例制備的鋁熔煉爐用澆注料，經(jīng)檢測：體積密度大于3.1g/cm3；顯氣孔率小于10.0%；抗折強度（1250℃/3小時）大于16mpa；抗鋁液滲透性能：優(yōu)；線后變化率（1250℃/3小時）-0.01%~0.01%。

實施例4

第一步，將40-50wt%的九水合硝酸鋁、40-50wt%的一水乙酸鈣、1-10wt%的三氧化二鐵細粉按照比例混合、于室溫下在瑪瑙研缽內(nèi)研磨1-2小時后，得到研磨料a。

第二步，將20-30wt%的氫氧化鋁、40-50wt%的剛玉細粉、20-30wt%的碳酸鈣細粉按照比例混合均勻，于50-100mpa條件下壓制成型，置于1200-1400℃熱處理2-4小時后，經(jīng)粉碎、篩分得到粒度為0.088-1mm的篩分料b和粒度小于0.088mm的篩分料c。

第三步，將30-40wt%的剛玉顆粒（8-1mm）、5-10wt%的剛玉顆粒（1-0mm）、10-20wt%的剛玉細粉、5-10wt%的篩分料b、20-30wt%的篩分料c、10-20wt%的研磨料a、1-10wt%的氧化鋁微粉、1-10wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1-1wt%的三聚磷酸鈉按照比例攪拌均勻，即得所述鋁熔煉爐用澆注料。所述鋁熔煉爐用澆注料，外加3-5wt%的水即可施工。

本實施例制備的鋁熔煉爐用澆注料，經(jīng)檢測：體積密度大于3.0g/cm3；顯氣孔率小于10.0%；抗折強度（1250℃/3小時）大于15mpa；抗鋁液滲透性能：優(yōu)；線后變化率（1250℃/3小時）-0.01%~0.01%。

本發(fā)明提供了一種鋁熔煉爐用澆注料的制備方法的思路及方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。