铝电解槽抗侵蚀捣打料及其制备方法与流程

文档序号:32407292发布日期:2022-12-02 20:45阅读:115来源:国知局

1.本发明涉及自烧结定型耐火材料技术领域,具体涉及一种铝电解槽抗侵蚀捣打料及其制备方法。


背景技术:

2.铝电解槽内衬按区域分:可分为底部内衬和侧部内衬。底部内衬起着支撑阴极结构和保温的作用,侧部内衬则主要起着保护钢制金属外壳面免受电解质熔体侵蚀的作用。碳化硅砖是我国有色行业近期推广使用的一种新型筑炉材料,最早应用于大型预焙铝电解槽上。近年来,根据企业的使用情况统计,无论是使用纯碳化硅砖侧块还是复合侧块,在生产过程中普遍发现有不同程度的断裂、脱落现象,而复合侧块的碳化硅层还有上抬现象。
3.由于铝电解槽在启动运行一段时间后,因铝液渗透,底部散装料会发生膨胀,导致高铝砖联同上面的侧部碳化硅块上顶情况,严重的时候导致槽壳变形。特别的,铝电解槽在运行过程中,因为操作的问题避免不了会发生铝液漫过侧部碳化硅砖的情况,一旦大量漫过的话很可能会引起漏槽的危险。


技术实现要素:

4.本发明的目的是提供一种铝电解槽抗侵蚀捣打料及其制备方法,采用与电解槽侧部块同质同相的sic主原料,不但可以解决抗冰晶石的侵蚀,还可以抗铝液的冲刷;采用以颗粒为主的散装料,可以起到应力的释放,使铝电解槽侧部块得到缓冲,解决了以上两个突出的问题。
5.本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:铝电解槽抗侵蚀捣打料,由主原料、辅助原料、α-al2o3粉、固化粉料、分散剂、固化剂组成,各原料的重量百分比为:主原料86-90%、辅助原料1-6%、α-al2o3粉1-6%、固化粉料1-6%、固化剂1-6%,主原料、辅助原料、α-al2o3粉、固化粉料、固化剂的重量百分比总和为100%,分散剂重量占主原料、辅助原料、α-al2o3粉、固化粉料、固化剂的重量百分比为0.1-1%。
6.作为本发明的进一步方案:本发明的主原料为碳化硅,3-1mm段10-25%;1-0.5mm段20-35%;0.5-0mm段15-30%;180目细粉20-35%。
7.作为本发明的进一步方案:本发明的辅助原料以氧化铝空心球颗粒2-1mm、1-0.2mm粒级配重量百分比总和为1-6%,氧化铝空心球颗粒选用其中一段。
8.本发明的固化粉料优选为硅微粉,纯度含量在93%以上。氧化铝空心球颗粒,纯度含量在99%以上。
9.本发明加入硅微粉,能够填充粉料缝隙,增加捣打料流动性及后期强度。
10.本发明的固化剂为75铝酸钙水泥。
11.本发明中,铝电解槽抗侵蚀捣打料的制备方法,将主原料、辅助原料、α-al2o3粉、固化粉料、分散剂、固化剂所有原料混合均匀,最后进行密封保存。现场施工方法为:到现场使用的时候随用随取,且到现场使用的时候随用随加结合剂水,水和捣打料质量比为12-15:
100。
12.在铝电解槽中,本发明之前侧部块和上面的槽延板(钢件)之间留有缝隙,大约1mm左右,里面一般情况下撒一些α-al2o3粉就行,但是,在运行过程中出现上抬现象,而侧块和侧部块硬度较大,导致上面的槽延板(钢件)出现变形,如今,设计院将侧部块和上面的槽延板(钢件)之间留的缝隙增加到大约1-2mm。在铝电解槽中,侧部块和上面的槽延板(钢件)之间留有缝隙,大约1-2mm,目的是防止底部膨胀,将侧部块抬起。本发明主原料为碳化硅,与侧块保持同质同相材质,由此来抵抗冰晶石侵蚀;氧化铝空心球少量加入,有效地释放了侧块和上面的槽延板(钢件)之间应力。本发明的捣打料能够填补该缝隙,本发明的捣打料填补该缝隙,捣打料强度的强度要低于侧部块,不仅有效地解决了应力释放的问题,还解决了冰晶石侵蚀的问题,有效地避免铝液漫过侧部碳化硅砖引起漏槽的风险。
13.本发明加入的主原料碳化硅必须要求量多,这样制备的整体泥料混合均匀,使用时能够保证纯度高。其中的高铝细粉和α-al2o3粉、硅微粉能够起到施工效果好和后期强度好、以及应力释放等作用;水泥能够起到快速硬化,配合现场施工需要的作用。本发明整体的颗粒级配和配方,能够起到抗冰晶石侵蚀的作用。由于前期铝电解槽在运行过程中会快速形成炉帮,而本发明泥料与侧块为同质同相材料,在前期就能够抵抗住铝液的侵蚀,后期形成炉帮之后也不会有什么问题,在整个电解槽运行过程中能有效地抵抗冰晶石的侵蚀;而且本发明泥料还需具备应力释放的能力,有效地分散上顶的压力。
14.本发明的主原料为碳化硅,能够与冰晶石熔盐发生反应生成高粘度的naalsio4,能够阻止铝液对内衬的侵蚀。
15.本发明主原料最大粒度为2.5mm,细粉为180目,辅助原料最大粒度为2.5mm,细粉为-180目,在细粉、中粒度、大粒度三级级配的基础上,细粉和中粒度含量大于大粒度含量,能够提高捣打料密度,减少颗粒偏析。
16.本发明使用时,捣打料泥料基本不接触铝液,要的是强度适中,强度比高铝砖大且比sic砖强度要低,可以有效地缓解上顶的力度。
17.本发明泥料的物理性能指标:体积密度≥2.5g/cm3,显气孔率(%)≤18,耐压强度110℃
×
24h≥50mpa,耐压强度900℃
×
3h≥90mpa,抗折强度110℃
×
24h≥20mpa,抗折强度900℃
×
3h≥25mpa,导热系数(w/m
·
k,1000℃)≥6.5。
具体实施方式
18.为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
19.实施例1铝电解槽抗侵蚀捣打料,由碳化硅86%、氧化铝空心球2%、α-al2o3微粉3%、硅微粉4%、分散剂0.5%、75水泥4.5%组成。
20.其中,碳化硅,选用3-1mm段17.5%;1-0.5mm段23%;0.5-0mm段29%;180目细粉30.5%。
21.氧化铝空心球1-0.2mm颗粒级配重量百分比总和为2%。
22.此配比实际检测结果:sic≥84%、体积密度≥2.55g/cm3、气孔≤17.5%、耐压110℃x24h≥60mpa、耐压900℃x3h≥100mpa、抗折110℃x24h≥25mpa、抗折900℃x3h≥35mpa、导
热系数(1000摄氏度)≥6.8w/m.k施工性能优,24小时基本凝固。
23.实施例2铝电解槽抗侵蚀捣打料,由碳化硅89%、氧化铝空心球3%、α-al2o3粉2%、硅微粉3%、分散剂1%、75水泥2%组成。
24.碳化硅,选用3-1mm段17%;1-0.5mm段22%;0.5-0mm段28%;180目细粉33%。
25.氧化铝空心球1-0.2mm颗粒级配重量百分比总和为3%。
26.此配比实际检测结果:sic≥87%、体积密度≥2.6g/cm3、气孔≤16.5%、耐压110℃x24h≥55mpa、耐压900℃x3h≥95mpa、抗折110℃x24h≥25mpa、抗折900℃x3h≥32mpa、导热系数(1000摄氏度)≥7w/m.k施工性能优,48小时基本凝固。
27.实施例3铝电解槽抗侵蚀捣打料,由碳化硅90%、氧化铝空心球1%、α-al2o3粉2%、硅微粉3%、分散剂0.1%、75水泥3.9%组成。
28.碳化硅,选用3-1mm段22%;1-0.5mm段17%;0.5-0mm段28%;180目细粉33%。
29.氧化铝空心球1-0.2mm颗粒级配重量百分比总和为1%。
30.此配比实际检测结果:sic≥88%、体积密度≥2.65g/cm3、气孔≤16.2%、耐压110℃x24h≥50mpa、耐压900℃x3h≥95mpa、抗折110℃x24h≥20mpa、抗折900℃x3h≥25mpa、导热系数(1000摄氏度)≥7w/m.k施工性能优,30小时基本凝固。
31.实施例4铝电解槽抗侵蚀捣打料,由碳化硅87%、氧化铝空心球1%、α-al2o3粉1%、硅微粉5%、分散剂0.7%、75水泥5.3%组成。
32.碳化硅,选用3-1mm段17%;1-0.5mm段23%;0.5-0mm29%;180目细粉31%。
33.氧化铝空心球2-1mm颗粒级配重量百分比总和为1%。
34.此配比实际检测结果:sic≥85%、体积密度≥2.58g/cm3、气孔≤17%、耐压110℃x24h≥50mpa、耐压900℃x3h≥100mpa、抗折110℃x24h≥25mpa、抗折900℃x3h≥30mpa、导热系数(1000摄氏度)≥7w/m.k施工性能良好,20小时基本凝固。
35.此产品经过十多年的研究和实际应用,在全国各大铝厂均有使用,其中包括内蒙古大唐、四川起亚、山东茌平信源、新疆天龙、新疆农六师、甘肃东兴铝业等,效果良好。
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