專利名稱：用于鋁合金熔鑄的耐火材料和耐火設(shè)備，以及耐火設(shè)備的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋁合金熔鑄的耐火材料和耐火設(shè)備，以及該耐火設(shè) 備的制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金熔鑄生產(chǎn)過程中很多耐火設(shè)備都需用耐火材料來制作，如轉(zhuǎn)注流 管、鋁液自動控流分配船形漏斗、熱頂鑄造分流盤、熱頂鑄造保溫帽等?，F(xiàn) 有的這些設(shè)備存在如下缺陷
1、 圓錠轉(zhuǎn)注流管、扁錠轉(zhuǎn)注流管最早使用易受鋁液沖蝕的鋼材制作(鑄 錠易夾鋼渣、鐵含量增加)，后改用保溫性能佳、不潤濕鋁液的硅酸鋁纖維、 高溫粘結(jié)劑合成中耐材料，其缺點是結(jié)晶水含量高、高溫易脆化(耐高溫 強度低)、不耐用；其缺點預熱烘烤時結(jié)晶水難以徹底去除，鑄造過程鋁液受 到結(jié)晶水汽化造渣及其與鋁液發(fā)生化學反應(yīng)致使氫含量增加帶來的污染。
2、 鋁液自動控流分配船形漏斗采用粘土材料制作，其缺點是結(jié)晶水含 量高、高溫預熱易開裂(耐高溫強度低)、使用壽命低；現(xiàn)使用進口配方 Insurall40材料制作，其缺點是防沾鋁涂料層磨損后易受鋁液浸蝕產(chǎn)生浸蝕 坑，使用幾次后沾鋁嚴重。
3、 熱頂鑄造分流盤采用粘土材料制作；原倒爐流槽內(nèi)襯和供流流槽內(nèi)襯 采用粘土磚及耐火泥砌筑而成。其缺點是表面粗糙，保溫性能差，易沾鋁， 清渣困難；使用時為防沾鋁需每次噴刷涂料保護，但涂料中水分浸入內(nèi)襯后 極難徹底烘干，易污染鋁液。 '
4、 熱頂鑄造保溫帽采用石棉泥搗制成型。其缺點是結(jié)晶水含量高；強 度低；石棉制品屬國內(nèi)外很多國家明令禁止使用的、對人體健康危害極大的 材料，其工業(yè)廢棄品因?qū)Νh(huán)境污染大，是節(jié)能減排中逐漸減少使用直至淘汰 不再使用的材牆之一。 ' ，
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于鋁合金熔鑄的耐火材料，該耐火材料能耐
急冷急熱、耐沖刷、耐腐蝕；熱膨脹系數(shù)小，使用后冷卻過程收縮量小，可 有效防止預制成型件組裝連接處產(chǎn)生裂紋；以及該耐火材料制備的耐火設(shè)備， 和該耐火設(shè)備的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是 一種用于鋁合金熔 鑄的耐火材料，該耐火材料包括以下重量份數(shù)比的成分
硅酸鋁纖維粉35.4 80.6 滑石粉 2.4 15.4
莫來石粉 2.5 15.6 鋯英石粉 1.0 15.8
硅溶膠溶液 13.5 17.8。
該耐火設(shè)備包括以下重量份數(shù)比的成分
硅酸鋁纖維粉末 46.4 75 滑石粉 3.5 8.4
莫來石粉 3 14.6 鋯英石粉2.5 12.8
硅溶膠溶液 16 17.8。 一種由上述耐火材料制成的耐火設(shè)備。
一種上述耐火設(shè)備的制備方法，該制備方法包括以下步驟按上述耐火 設(shè)備成分的重量配比稱取各種材料，在容器內(nèi)將硅酸鋁纖維粉、滑石粉、莫 來石粉和鋯英石粉混合均勻，再加入硅溶膠溶液攪拌均勻；將攪拌均勻后的 原材料放入相應(yīng)的模具中搗打或擠壓成型，然后脫模，脫模后的坯體放在通 風干燥處自然干燥48小時；接著將毛坯放入12(TC烘箱中烘烤6小時；烘干 后的毛坯再放入到1000。C的電爐或窯爐中進行燒制20小時，燒制好的產(chǎn)品 待自然冷卻到常溫后進行表面打磨處理，即得到產(chǎn)品。
毛坯燒制是按照如下燒結(jié)溫度進行的20°C—200°C—500°C —1000。C， 其中20。C至20(TC、20(rC至500。C和50(TC至IOO(TC的升溫時間都為5小時， 最后在100(TC下保持5小時。
本發(fā)明具有的優(yōu)點耐火材料具有優(yōu)良的性能不沾鋁；不與鋁液發(fā)生 化學反應(yīng)；未添加石棉;預制成型組裝件使用后除渣快捷、無損傷；抗熱沖 擊性能較好；耐用；密度與強度、抗熱沖擊性可控。采用耐火材料噴刷較薄 的涂料厚度(<0.5mm)即可達到最佳的不沾濕鋁液性能；易于除渣；涂料層磨損后仍不與鋁液發(fā)生化學反應(yīng)。
該耐火設(shè)備具有良好的抗熱沖擊性能；耐急冷急熱、耐沖刷、耐腐蝕； 熱膨脹系數(shù)小，使用后冷卻過程收縮量小，可有效防止預制成型件組裝連接 處產(chǎn)生裂紋。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1
一種用于鋁合金熔鑄的耐火設(shè)備，具有高抗熱沖擊性能、中等保溫性能 和高強度性能，如熱頂鑄造分流盤、流槽預制件，是由包括以下重量份數(shù)比 的成分的耐火材料制成的
硅酸鋁纖維粉35.4 55 滑石粉 2.4 10.4
莫來石粉 2.5 12.6 鋯英石粉 1.0 11.8
硅溶膠溶液 13.5 16.8。 其比重為1.5 2.4Kg/cm3。
該耐火設(shè)備提高表面光潔度和保溫性能，減少沾鋁，提高清渣便捷性， 同時防止鋁液受到二次污染。，
該耐火設(shè)備的制備過程為按上述耐火設(shè)備成分的重量配比稱取各種材 料，在容器內(nèi)將硅酸鋁纖維粉、滑石粉、莫來石粉和鋯英石粉混合均勻，再 加入硅溶膠溶液攪拌均勻；將攪拌均勻后的原材料放入相應(yīng)的模具中搗打或 擠壓成型，然后脫模，脫模后的坯體放在通風干燥處自然干燥48小時；接著 將毛坯放入12(TC烘箱中烘烤6小時；烘干后的毛坯再放入到1000'C的電爐 或窯爐中進行燒制20小時，按下面的燒結(jié)溫度曲線進行燒制20°C—200°C —500°C —IOO(TC，其中20。C至200°C、 200。C至500。C和500。C至1000。C的 升溫時間都為5小時，最后在IOO(TC下保持5小時；燒制好的產(chǎn)品待自然冷 卻到常溫后進行表面打磨處理，即得到產(chǎn)品。
實施例2
一種用于鋁舍金熔鑄的耐火設(shè)備，具有高抗熱沖擊性能、高保溫性能、中等強度、低比重等特點，如轉(zhuǎn)注流管、熱頂鑄造保溫帽，是由包括以下重 量份數(shù)比的成分的耐火材料制成的
硅酸鋁纖維粉50 80.6 滑石粉 5.4 12.2
莫來石粉 2.5 13 鋯英石粉 1.0 14
硅溶膠溶液 15.5 17.8。 其比重為1.0 2.0Kg/cm3。
該耐火設(shè)備降低結(jié)晶水含量；提高耐高溫強度，確保使用時可充分進行 高溫預熱完全去除結(jié)晶水；提高使用壽命，降低生產(chǎn)成本。減少或淘汰對人 體健康、環(huán)境污染危害極大的石棉制品的使用。具有較高抗熱沖擊性能、高 表面光潔度、高保溫性能、耐用性、不沾鋁、不與鋁液發(fā)生化學反應(yīng)。
其制備方法同實施例1產(chǎn)品的。
一種用于鋁合金熔鑄的耐火設(shè)備，具有持久耐高溫強度、中等抗熱沖擊 性能、中等保溫性能、低比重等特點，如鋁液自動控流分配船形漏斗，是由 包括以下重量份數(shù)比的成分的耐火材料制成的
硅酸鋁纖維粉46.4 75 滑石粉 3.5 8.4
莫來石粉 3 14.6 鋯英石粉2.5 12.8
硅溶膠溶液'16 17.8。
其比重為1.5 1.8Kg/cm3。
該耐火設(shè)備彌補粘土材料和Insural140材料制作的不足；不用涂料或使 用較薄涂層即可達到良好不沾鋁性能的耐火材料；提高使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
其制備方法同實施例1產(chǎn)品的。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限 制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何 熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡 單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于鋁合金熔鑄的耐火材料，該耐火材料包括以下重量份數(shù)比的成分硅酸鋁纖維粉 35.4～80.6 滑石粉 2.4～15.4莫來石粉 2.5～15.6鋯英石粉 1.0～15.8硅溶膠溶液 13.5～17.8。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其特征在于該耐火設(shè)備包括以下 重量份數(shù)比的成分硅酸鋁纖維粉末 46.4 75 滑石粉 3.5 8.4莫來石粉 3 14.6 鋯英石粉2.5 12.8硅溶膠溶液 16 17.8。
3、 一種由權(quán)利要求1或2所述的耐火材料制成的耐火設(shè)備。
4、 一種如權(quán)利要求3所述耐火設(shè)備的制備方法，該制備方法包括以下步 驟按上述耐火設(shè)備成分的重量配比稱取各種材料，在容器內(nèi)將硅酸鋁纖維 粉、滑石粉、莫來石粉和鋯英石粉混合均勻，再加入硅溶膠溶液攪拌均勻； 將攪拌均勻后的原材料放入相應(yīng)的模具中搗打或擠壓成型，然后脫模，脫模 后的坯體放在通風干燥處自然干燥48小時；接著將毛坯放入12(TC烘箱中烘 烤6小時；烘干后的毛坯再放入到100(TC的電爐或窯爐中進行燒制20小時， 燒制好的產(chǎn)品待自然冷卻到常溫后進行表面打磨處理，即得到產(chǎn)品。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于毛坯燒制是按照如下 燒結(jié)溫度進行的20°C—200°C—500°C —1000。C，其中20。C至200°C、 200 。C至500。C和500。C至1000。C的升溫時間都為5小時，最后在IOO(TC下保持 5小時。 >
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鋁合金熔鑄的耐火材料，該耐火材料包括有硅酸鋁纖維粉、滑石粉、莫來石粉、鋯英石粉、硅溶膠溶液；以及由耐火材料制成的耐火設(shè)備及該耐火設(shè)備的制備方法。本發(fā)明的耐火材料具有不沾鋁，不與鋁液發(fā)生化學反應(yīng)；未添加石棉；預制成型組裝件使用后除渣快捷、無損傷；抗熱沖擊性能較好；耐用；密度與強度、抗熱沖擊性可控，使用后冷卻過程收縮量小，可有效防止預制成型件組裝連接處產(chǎn)生裂紋。相應(yīng)的耐火設(shè)備能耐急冷急熱、耐沖刷、耐腐蝕；熱膨脹系數(shù)小。
文檔編號C04B35/66GK101423400SQ200810179269
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者刁文武, 劍 唐, 楊際國, 羅開明, 肖繼先, 韋志宏 申請人:西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司;重慶渝西化工廠