专利名称：微孔高抗渗透高铝浇注料及制备方法和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种微孔高抗渗透高铝浇注料及制备方法和使用方法，属于耐火材料领域。
背景技术：
铝合金是国民经济建设中应用最广泛的有色金属结构材料，在航空、航天、电力、机械制造、日常生活等各个领域中被大量使用。随着科学技术及工业经济的快速发展，对铝合金结构材料的需求日益增长，因而铝合金熔炼炉的主要设备反射炉不断在型化、功能化，同时也对炉衬材料提出了更加严格的要求。铝合金熔炼炉的使用温度为700-900°C，750°C时铝液的粘度为O. 104Pa · s,与20°C时水的粘度(O.1Pa · s)差不多，具有极强的渗透性，同时铝合金中的Mg、Zn、S1、Mn等皆为很活泼的元素，具有很强的还原性，并且合金Mg、Zn元素具有很高的蒸汽压，比铝液更易渗透到炉衬内部，与耐火材料中的Si02、Al2O3发生化学反应，形成变质层，导致耐火材料产生结构剥落而损毁，因而常规的磷酸、磷酸盐结合的高铝砖或低水泥高铝浇注料已无法满足铝合金熔炼炉的要求，因此研制开发微孔高抗渗高铝浇注料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微孔高抗渗透高铝浇注料及制备方法和使用方法。用本发明所提供的微孔高抗渗透高铝浇注料浇注所形成的炉衬不仅气孔率低，气孔孔径小，耐铝合金液态或汽态元素渗透及侵蚀能力强，而且机械强度高，高温体积稳定，热震性能好，能有效地避免三相交界处结瘤、鼓包现象。本发明的技术方案一种铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，按照重量份计算，它是以特级铝矾土熟料51-95份为骨料，以180目特级铝矾土细粉、800目特级铝矾土细粉、CA-70水泥、a -Al2O3微粉和SiO2微粉共23. 5-41. 5份为粉料，并加入复合反润湿剂
3-6份和复合减水剂O. 02-0. 4份配制而成的。按照重量份计算，前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料中，所述骨料由粒径为8-5mm的特级转窑铝矾土熟料10-20份、粒径为5_3mm的特级转窑铝矾土熟料10-20份、粒径为3-lmm的特级转窑铝矾土熟料15-25份、粒径为1-0. 5mm的特级转窑铝矾土熟料8-15份和粒径为O. 5-0. 088mm的特级转窑铝矾土熟料8_15份组成。按照重量份计算，前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料中，所述粉料由180目特级转窑铝矾土细粉8-15份、800目特级转窑铝矾土细粉4-8份、320目CA-70水泥2. 5-4. 5份、粒径为3 μ m的a -Al2O3微粉4_6份和粒径为O. 5 μ m的SiO2微粉5_8份组成。 按照重量份计算，前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料中，所述复合反润湿剂由BaSO4L 5-3份和塞隆陶瓷(Sialon)1. 5-3份组成。按照重量份计算，前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料中，所述复合减水剂由三聚磷酸钠O. 01-0. 2份和聚羧酸O. 01-0. 2份组成。前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的制备方法，包括以下步骤(I)特级转窑铝矾土熟料依次经过鄂式破碎机、园锥破碎机进行粉碎，再过振动筛，筛下料分别进入粒径为8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm的料仓；(2)将粒径> 8mm的筛上料喂入球磨机，研磨制得180目特级转窑铝矾土细粉；(3)按比例称取粒径为 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm 和 O. 5-0. 088mm 的特级转窑铝矾土熟料，180目和800目的特级转窑铝矾土细粉，320目CA-70水泥，粒径为3μπι的a -Al2O3微粉，粒径为O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4,塞隆陶瓷，三聚磷酸钠以及聚羧酸，倒入搅拌机内混合5min,即得。前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的制备方法也可以是包括以下步骤 (I)特级转窑铝矾土熟料依次经过鄂式破碎机、园锥破碎机进行粉碎，再过振动筛，筛下料分别进入粒径为8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm的料仓；(2)将粒径> 8mm的筛上料部分喂入球磨机研磨制得180目特级转窑铝矾土细粉，部分喂入雷蒙磨研磨制得800目特级转窑铝矾土细粉；(3)按比例称取粒径为 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm 和 O. 5-0. 088mm 的特级转窑铝矾土熟料，180目和800目的特级转窑铝矾土细粉，320目CA-70水泥，粒径为3μπι的a -Al2O3微粉，粒径为O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4,塞隆陶瓷，三聚磷酸钠以及聚羧酸，倒入搅拌机内混合5min,即得。前述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的使用方法为按照重量份计算，将77. 52-142. 9份浇注料倒入搅拌机内干混lmin，加入3. 2-4份水搅拌3min，再加入O. 8-1份水搅拌3min，然后将搅拌完毕的浇注料放入料抖中，直接倒入用钢模或木模架支好的模具内，利用振动棒快插、慢拨均匀移动至表面泛浆即可。以下是申请人为完成本发明对原料物质所进行的研究及筛选试验结果试验过程中，为检测各浇注料的性能指标，按下述方法制备试样并进行检测(I)原料配比骨料8-5mm特级转窑铝矾土熟料10_20份、5_3mm特级转窑铝矾土熟料10-20份、3-lmm特级转窑铝矾土熟料15-25份、1-0. 5mm特级转窑铝矾土熟料8_15份、O. 5-0. 088mm特级转窑铝矾土熟料8_15份；粉料180目特级转窑铝矾土细粉8_15份、800目特级转窑铝矾土细粉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；复合反润湿剂=BaSO4L 5-3份、Sialonl. 5-3份；复合减水剂三聚磷酸钠O. 01-0. 2份、聚羧酸O. 01-0. 2份。(2)试样的制备按配比称取骨料、粉料、复合反润湿剂和复合减水剂，在搅拌机中干混I分钟，再加水4-5份混练3分钟，在振动台上成型40X40X 160mm、外形为Φ80X 100mm、内孔为Φ50/45X 70mm的坩埚，自然养护24小时后脱模，经110°C X24h烘
干，即得试样。(3)检测将试样分别在110°C X24h、1000°C X3h、1250°C X3h下热处理后，检测其性能指标；坩埚装满7075铝合金后在马弗炉内经950°C X 120h热处理，冷却后从坩埚中间切开，测量铝合金渗透(和侵蚀)的深度。1、骨料、粉料的筛选
本发明的骨料、粉料主要采用Al2O3-SiO2系原料，该原料在国内的山西、贵州、河南等省份分布广泛，储存量大，便于开采，现为最主要的耐火材料原料，并且Al203、Si02在高温下能合成莫来石，产生体积膨胀抑制浇注料的收缩，同时Al2O3-SiO2系原料中的Al2O3 ^ 85%与铝合金熔液的成份相匹配，有利于净化熔液。由于提高浇注料的抗渗透性能是解决衬体损毁的主要途径，因此要求粒子之间达到紧密堆积使得浇注料达到高致密。本发明是根据Andreassen的颗粒分布方程CPFT=(D/队广，其中CPFT为直径小于D的颗粒百分数，D为颗粒尺寸，^为最大颗粒尺寸，q为颗粒分布系数(本发明中q取O. 21-0. 26)，以及大量试验结果来进行的颗粒级配。特级转窑铝矾土熟料是特级铝矾土熟料的一种，是本发明所述微孔高抗渗高铝浇注料的主晶相，其主要成分为Al2O3，其特级标准为Al2O3的含量> 85%，是由高铝矾土矿经1700-1750°C回转窑煅烧而制得，外观呈灰裼色，坚硬、致密，高温体积稳定，其理化指标应符合如下技术条件(见表I):表I
权利要求
1.一种铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，其特征在于按照重量份计算，它是以特级铝矾土熟料51-95份为骨料，以180目特级铝矾土细粉、800目特级铝矾土细粉、CA-70水泥、a -Al2O3微粉和SiO2微粉共23. 5-41. 5份为粉料，并加入复合反润湿剂3_6份和复合减水剂O. 02-0. 4份配制而成的。
2.根据权利要求1所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，其特征在于按照重量份计算，所述骨料由粒径为8-5mm的特级转窑铝矾土熟料10-20份、粒径为5_3mm的特级转窑铝矾土熟料10-20份、粒径为3-lmm的特级转窑铝矾土熟料15-25份、粒径为1-0. 5mm的特级转窑铝矾土熟料8-15份和粒径为O. 5-0. 088mm的特级转窑铝矾土熟料8-15份组成。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，其特征在于按照重量份计算，所述粉料由180目特级转窑铝矾土细粉8-15份、800目特级转窑铝矾土细粉4-8份、320目CA-70水泥2. 5-4. 5份、粒径为3 μ m的a -Al2O3微粉4_6份和粒径为O.5 μ m的SiO2微粉5-8份组成。
4.根据权利要求1或2所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，其特征在于按照重量份计算，所述复合反润湿剂由BaSO4L 5-3份和塞隆陶瓷1. 5-3份组成。
5.根据权利要求1或2所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料，其特征在于按照重量份计算，所述复合减水剂由三聚磷酸钠O. 01-0. 2份和聚羧酸O. 01-0. 2份组成。
6.如权利要求2 5中任一项所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)特级转窑铝矾土熟料依次经过鄂式破碎机、园锥破碎机进行粉碎，再过振动筛，筛下料分别进入粒径为 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm 的料仓； (2)将粒径>8mm的筛上料喂入球磨机，研磨制得180目特级转窑铝矾土细粉； (3)按比例称取粒径为8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.5mm和O. 5-0. 088mm的特级转窑招帆土熟料，180目和800目的特级转窑铝矾土细粉，320目CA-70水泥，粒径为3 μ m的a -Al2O3微粉，粒径为O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4，塞隆陶瓷，三聚磷酸钠以及聚羧酸，倒入搅拌机内混合5min,即得。
7.如权利要求2 5中任一项所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)特级转窑铝矾土熟料依次经过鄂式破碎机、园锥破碎机进行粉碎，再过振动筛，筛下料分别进入粒径为 8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0. 5mm、0. 5-0. 088mm 的料仓； (2)将粒径>8mm的筛上料部分喂入球磨机研磨制得180目特级转窑铝矾土细粉，部分喂入雷蒙磨研磨制得800目特级转窑铝矾土细粉； (3)按比例称取粒径为8-5mm、5-3mm、3-lmm、1-0.5mm和O. 5-0. 088mm的特级转窑招帆土熟料，180目和800目的特级转窑铝矾土细粉，320目CA-70水泥，粒径为3 μ m的a -Al2O3微粉，粒径为O. 5 μ m的SiO2微粉，BaSO4，塞隆陶瓷，三聚磷酸钠以及聚羧酸，倒入搅拌机内混合5min,即得。
8.如权利要求1 5中任一项所述的铝合金熔炼炉用微孔高抗渗透高铝浇注料的使用方法，其特征在于按照重量份计算，将77. 52-142. 9份浇注料倒入搅拌机内干混lmin，力口入3. 2-4份水搅拌3min，再加入O. 8-1份水搅拌3min，然后将搅拌完毕的浇注料放入料抖中，直接倒入用 钢模或木模架支好的模具内，利用振动棒快插、慢拨均匀移动至表面泛浆即可。
全文摘要
本发明公开了一种微孔高抗渗透高铝浇注料及制备方法和使用方法，按照重量份计算，它是以特级铝矾土熟料51-95份为骨料，以180目特级铝矾土细粉、800目特级铝矾土细粉、CA-70水泥、α-Al2O3微粉和SiO2微粉共23.5-41.5份为粉料，并加入复合反润湿剂3-6份和复合减水剂0.02-0.4份配制而成的。用本发明所提供的微孔高抗渗透高铝浇注料浇注所形成的炉衬不仅气孔率低，气孔孔径小，耐铝合金液态或汽态元素渗透及侵蚀能力强，提高了抗铝合金熔液渗透的能力，而且机械强度高，高温体积稳定，热震性能好，能有效地避免三相交界处结瘤、鼓包现象。
文档编号C04B35/66GK103011866SQ20121058404
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者张成行, 黄凯, 宋明刚, 冉江艳 申请人:贵阳联合高温材料有限公司