專利名稱：微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料及制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料及制備方法和使用方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁合金是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、電力、機(jī)械制造、日常生活等各個(gè)領(lǐng)域中被大量使用。隨著科學(xué)技術(shù)及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)材料的需求日益增長(zhǎng)，因而鋁合金熔煉爐的主要設(shè)備反射爐不斷在型化、功能化，同時(shí)也對(duì)爐襯材料提出了更加嚴(yán)格的要求。鋁合金熔煉爐的使用溫度為700-900°C，750°C時(shí)鋁液的粘度為O. 104Pa · s,與20°C時(shí)水的粘度(O.1Pa · s)差不多，具有極強(qiáng)的滲透性，同時(shí)鋁合金中的Mg、Zn、S1、Mn等皆為很活潑的元素，具有很強(qiáng)的還原性，并且合金Mg、Zn元素具有很高的蒸汽壓，比鋁液更易滲透到爐襯內(nèi)部，與耐火材料中的Si02、Al2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成變質(zhì)層，導(dǎo)致耐火材料產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落而損毀，因而常規(guī)的磷酸、磷酸鹽結(jié)合的高鋁磚或低水泥高鋁澆注料已無法滿足鋁合金熔煉爐的要求，因此研制開發(fā)微孔高抗?jié)B高鋁澆注料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料及制備方法和使用方法。用本發(fā)明所提供的微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料澆注所形成的爐襯不僅氣孔率低，氣孔孔徑小，耐鋁合金液態(tài)或汽態(tài)元素滲透及侵蝕能力強(qiáng)，而且機(jī)械強(qiáng)度高，高溫體積穩(wěn)定，熱震性能好，能有效地避免三相交界處結(jié)瘤、鼓包現(xiàn)象。本發(fā)明的技術(shù)方案一種鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，按照重量份計(jì)算，它是以特級(jí)鋁礬土熟料51-95份為骨料，以180目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、800目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、CA-70水泥、a -Al2O3微粉和SiO2微粉共23. 5-41. 5份為粉料，并加入復(fù)合反潤(rùn)濕劑
3-6份和復(fù)合減水劑O. 02-0. 4份配制而成的。按照重量份計(jì)算，前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料中，所述骨料由粒徑為8-5mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10-20份、粒徑為5_3mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10-20份、粒徑為3-lmm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料15-25份、粒徑為1-0. 5mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8-15份和粒徑為O. 5-0. 088mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8_15份組成。按照重量份計(jì)算，前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料中，所述粉料由180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉8-15份、800目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉4-8份、320目CA-70水泥2. 5-4. 5份、粒徑為3 μ m的a -Al2O3微粉4_6份和粒徑為O. 5 μ m的SiO2微粉5_8份組成。 按照重量份計(jì)算，前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料中，所述復(fù)合反潤(rùn)濕劑由BaSO4L 5-3份和塞隆陶瓷(Sialon)1. 5-3份組成。按照重量份計(jì)算，前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料中，所述復(fù)合減水劑由三聚磷酸鈉O. 01-0. 2份和聚羧酸O. 01-0. 2份組成。前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的制備方法，包括以下步驟(I)特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料依次經(jīng)過鄂式破碎機(jī)、園錐破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再過振動(dòng)篩，篩下料分別進(jìn)入粒徑為8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm的料倉(cāng)；(2)將粒徑> 8mm的篩上料喂入球磨機(jī)，研磨制得180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉；(3)按比例稱取粒徑為 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm 和 O. 5-0. 088mm 的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料，180目和800目的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，320目CA-70水泥，粒徑為3μπι的a -Al2O3微粉，粒徑為O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4,塞隆陶瓷，三聚磷酸鈉以及聚羧酸，倒入攪拌機(jī)內(nèi)混合5min,即得。前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的制備方法也可以是包括以下步驟 (I)特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料依次經(jīng)過鄂式破碎機(jī)、園錐破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再過振動(dòng)篩，篩下料分別進(jìn)入粒徑為8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm的料倉(cāng)；(2)將粒徑> 8mm的篩上料部分喂入球磨機(jī)研磨制得180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，部分喂入雷蒙磨研磨制得800目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉；(3)按比例稱取粒徑為 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm 和 O. 5-0. 088mm 的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料，180目和800目的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，320目CA-70水泥，粒徑為3μπι的a -Al2O3微粉，粒徑為O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4,塞隆陶瓷，三聚磷酸鈉以及聚羧酸，倒入攪拌機(jī)內(nèi)混合5min,即得。前述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的使用方法為按照重量份計(jì)算，將77. 52-142. 9份澆注料倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混lmin，加入3. 2-4份水?dāng)嚢?min，再加入O. 8-1份水?dāng)嚢?min，然后將攪拌完畢的澆注料放入料抖中，直接倒入用鋼?；蚰灸＜苤Ш玫哪＞邇?nèi)，利用振動(dòng)棒快插、慢撥均勻移動(dòng)至表面泛漿即可。以下是申請(qǐng)人為完成本發(fā)明對(duì)原料物質(zhì)所進(jìn)行的研究及篩選試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)過程中，為檢測(cè)各澆注料的性能指標(biāo)，按下述方法制備試樣并進(jìn)行檢測(cè)(I)原料配比骨料8-5mm特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10_20份、5_3mm特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10-20份、3-lmm特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料15-25份、1-0. 5mm特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8_15份、O. 5-0. 088mm特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8_15份；粉料180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉8_15份、800目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉4-8份、320目CA-70水泥2. 5-4. 5份、3 μ m的a -Al2O3微粉4_6份、O. 5 μ m的SiO2微粉5-8份；復(fù)合反潤(rùn)濕劑=BaSO4L 5-3份、Sialonl. 5-3份；復(fù)合減水劑三聚磷酸鈉O. 01-0. 2份、聚羧酸O. 01-0. 2份。(2)試樣的制備按配比稱取骨料、粉料、復(fù)合反潤(rùn)濕劑和復(fù)合減水劑，在攪拌機(jī)中干混I分鐘，再加水4-5份混練3分鐘，在振動(dòng)臺(tái)上成型40X40X 160mm、外形為Φ80X 100mm、內(nèi)孔為Φ50/45X 70mm的坩堝，自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后脫模，經(jīng)110°C X24h烘
干，即得試樣。(3)檢測(cè)將試樣分別在110°C X24h、1000°C X3h、1250°C X3h下熱處理后，檢測(cè)其性能指標(biāo)；坩堝裝滿7075鋁合金后在馬弗爐內(nèi)經(jīng)950°C X 120h熱處理，冷卻后從坩堝中間切開，測(cè)量鋁合金滲透(和侵蝕)的深度。1、骨料、粉料的篩選
本發(fā)明的骨料、粉料主要采用Al2O3-SiO2系原料，該原料在國(guó)內(nèi)的山西、貴州、河南等省份分布廣泛，儲(chǔ)存量大，便于開采，現(xiàn)為最主要的耐火材料原料，并且Al203、Si02在高溫下能合成莫來石，產(chǎn)生體積膨脹抑制澆注料的收縮，同時(shí)Al2O3-SiO2系原料中的Al2O3 ^ 85%與鋁合金熔液的成份相匹配，有利于凈化熔液。由于提高澆注料的抗?jié)B透性能是解決襯體損毀的主要途徑，因此要求粒子之間達(dá)到緊密堆積使得澆注料達(dá)到高致密。本發(fā)明是根據(jù)Andreassen的顆粒分布方程CPFT=(D/隊(duì)廣，其中CPFT為直徑小于D的顆粒百分?jǐn)?shù)，D為顆粒尺寸，^為最大顆粒尺寸，q為顆粒分布系數(shù)(本發(fā)明中q取O. 21-0. 26)，以及大量試驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)行的顆粒級(jí)配。特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料是特級(jí)鋁礬土熟料的一種，是本發(fā)明所述微孔高抗?jié)B高鋁澆注料的主晶相，其主要成分為Al2O3，其特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為Al2O3的含量> 85%，是由高鋁礬土礦經(jīng)1700-1750°C回轉(zhuǎn)窯煅燒而制得，外觀呈灰裼色，堅(jiān)硬、致密，高溫體積穩(wěn)定，其理化指標(biāo)應(yīng)符合如下技術(shù)條件(見表I):表I
權(quán)利要求
1.一種鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，其特征在于按照重量份計(jì)算，它是以特級(jí)鋁礬土熟料51-95份為骨料，以180目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、800目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、CA-70水泥、a -Al2O3微粉和SiO2微粉共23. 5-41. 5份為粉料，并加入復(fù)合反潤(rùn)濕劑3_6份和復(fù)合減水劑O. 02-0. 4份配制而成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，其特征在于按照重量份計(jì)算，所述骨料由粒徑為8-5mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10-20份、粒徑為5_3mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料10-20份、粒徑為3-lmm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料15-25份、粒徑為1-0. 5mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8-15份和粒徑為O. 5-0. 088mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料8-15份組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，其特征在于按照重量份計(jì)算，所述粉料由180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉8-15份、800目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉4-8份、320目CA-70水泥2. 5-4. 5份、粒徑為3 μ m的a -Al2O3微粉4_6份和粒徑為O.5 μ m的SiO2微粉5-8份組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，其特征在于按照重量份計(jì)算，所述復(fù)合反潤(rùn)濕劑由BaSO4L 5-3份和塞隆陶瓷1. 5-3份組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料，其特征在于按照重量份計(jì)算，所述復(fù)合減水劑由三聚磷酸鈉O. 01-0. 2份和聚羧酸O. 01-0. 2份組成。
6.如權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料依次經(jīng)過鄂式破碎機(jī)、園錐破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再過振動(dòng)篩，篩下料分別進(jìn)入粒徑為 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm 的料倉(cāng)； (2)將粒徑>8mm的篩上料喂入球磨機(jī)，研磨制得180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉； (3)按比例稱取粒徑為8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.5mm和O. 5-0. 088mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯招帆土熟料，180目和800目的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，320目CA-70水泥，粒徑為3 μ m的a -Al2O3微粉，粒徑為O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4，塞隆陶瓷，三聚磷酸鈉以及聚羧酸，倒入攪拌機(jī)內(nèi)混合5min,即得。
7.如權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土熟料依次經(jīng)過鄂式破碎機(jī)、園錐破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再過振動(dòng)篩，篩下料分別進(jìn)入粒徑為 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm 的料倉(cāng)； (2)將粒徑>8mm的篩上料部分喂入球磨機(jī)研磨制得180目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，部分喂入雷蒙磨研磨制得800目特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉； (3)按比例稱取粒徑為8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.5mm和O. 5-0. 088mm的特級(jí)轉(zhuǎn)窯招帆土熟料，180目和800目的特級(jí)轉(zhuǎn)窯鋁礬土細(xì)粉，320目CA-70水泥，粒徑為3 μ m的a -Al2O3微粉，粒徑為O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4，塞隆陶瓷，三聚磷酸鈉以及聚羧酸，倒入攪拌機(jī)內(nèi)混合5min,即得。
8.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的鋁合金熔煉爐用微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料的使用方法，其特征在于按照重量份計(jì)算，將77. 52-142. 9份澆注料倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混lmin，力口入3. 2-4份水?dāng)嚢?min，再加入O. 8-1份水?dāng)嚢?min，然后將攪拌完畢的澆注料放入料抖中，直接倒入用 鋼?；蚰灸＜苤Ш玫哪＞邇?nèi)，利用振動(dòng)棒快插、慢撥均勻移動(dòng)至表面泛漿即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料及制備方法和使用方法，按照重量份計(jì)算，它是以特級(jí)鋁礬土熟料51-95份為骨料，以180目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、800目特級(jí)鋁礬土細(xì)粉、CA-70水泥、α-Al2O3微粉和SiO2微粉共23.5-41.5份為粉料，并加入復(fù)合反潤(rùn)濕劑3-6份和復(fù)合減水劑0.02-0.4份配制而成的。用本發(fā)明所提供的微孔高抗?jié)B透高鋁澆注料澆注所形成的爐襯不僅氣孔率低，氣孔孔徑小，耐鋁合金液態(tài)或汽態(tài)元素滲透及侵蝕能力強(qiáng)，提高了抗鋁合金熔液滲透的能力，而且機(jī)械強(qiáng)度高，高溫體積穩(wěn)定，熱震性能好，能有效地避免三相交界處結(jié)瘤、鼓包現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C04B35/66GK103011866SQ20121058404
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張成行, 黃凱, 宋明剛, 冉江艷 申請(qǐng)人:貴陽聯(lián)合高溫材料有限公司