[发明专利]一种不被铝液润湿熔融石英耐火浇注料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种不被铝液润湿熔融石英耐火浇注 料的制备方法。

背景技术

铝液本身熔点约为660℃，铝熔炼炉内铝液和铝合金化的温度700-900℃， 铝及其铝合金中的镁、硅与锌等活泼性很高，很易与耐火材料中的一些元素反 应而受到耐火材料污染。因此要求铝液接触的耐火材料应具有良好化学稳定性 能。

3SiO₂+4Al(l)→2Al₂O₃+3Si(s)

850℃时：ΔG＝-509.6KJ/mol

3(3Al₂O₃·2SiO₂)+8Al(l)→13Al₂O₃+6Si(s)

850℃时：ΔG＝-986.4KJ/mol

金属铝及铝合金不仅化学活性高，而且其熔液的流动性极好，铝熔液在 750℃时的粘度仅为0.104Pa·s，与20℃时水的粘度(0.1Pa·s)相当接近，铝液对耐火 材料的浸润性较好，很容易通过气孔渗透到耐火材料中，其易向炉衬内部渗透， 从而引起耐火材料的损毁。因此要求铝液接触的耐火材料应具有良好的抗铝液 润湿性。

目前熔铝炉使用的不定形材料包括低水泥铝硅系浇注料、碳化硅浇注料、 熔融石英浇注料和可塑料等，各类材料各有特点，铝硅系低水泥浇注料成本较 低，强度较高，体积稳定性较好，广泛使用在熔铝炉门门栏、门框、炉顶和炉 底；碳化硅质浇注料强度较高，热震稳定性和体积稳定性很好，抗铝液浸润性 也很好，在流铝口部位使用；可塑料主要应用于烧嘴周边、测温口周边、进铝 口周边、出铝口周边等开口部位。

熔融石英浇注料热震稳定性很好，热膨胀较小，体积密度较低，导热系数 小，便于保温，降低热损耗。主要使用在流铝槽、闸板等部位。但熔融石英浇 注料SiO₂含量高，易与铝液中各种元素反应，抗铝液浸润性需要改善。研究时 在控制熔融石英含量的基础上(≥60％)，添加a-Al₂O₃微粉和硅灰增加熔融石英 浇注料的强度和致密性，添加抗铝液浸润剂改善抗铝液的浸润性。

公开报导的文献中，采用如下措施来改善熔铝炉不定形材料性能：(1)采 用防渗剂、在浇注料中加入复合超细粉、降低材料中的SiO₂含量等措施，研制 防渗高强熔铝炉用耐火浇注料。如采用特级高铝矾土为主材质，加入氧化物超 细粉、纯铝酸钙水泥，并添加不润湿耐火组元(SiC、Cr₂O₃、BaSO₄)，研制的 浇注料Al₂O₃含量为75.6％，用于40吨铝反射炉；也有熔铝炉炉墙采用Al₂O₃含量≥65％的高铝质浇注料，在炉墙渣线部位采用加入抗铝液浸润成份(碳化硅、 氮化硅、硫酸钡)的刚玉(含量≥80％)质浇注料，寿命可达3年；另外也有采 用高纯氧化铝板状刚玉、纯铝酸钙水泥、特殊解胶剂，并加入二氧化硅微粉和 活性氧化铝微粉，同时加入不沾铝剂(未见该物质名称)，对抗铝侵蚀取得较好 效果；(2)制备了一种含硅酸钙和含钡化合物的浆料，涂敷在浇注料表面，抵 抗铝液的浸润；(3)采用磷酸盐作为结合剂的高铝质不定形材料，寿命比原来 延长2～3倍；(4)采用主原料为碳化硅、氧化铝微粉、ρ-Al2O3、硅微粉， 制得SiC含量≥70％的浇注料。以SiC为主原料，纯铝酸钙水泥为主结合剂，SiO₂超细粉为辅助结合剂，金属硅为防氧化添加剂，以磷酸盐为减水剂，SiC含量≥ 85.4％，用于熔铜炉；还有碳化硅质浇注料以碳化硅颗粒料及蓝晶石族矿物的微 粉为主原料制得。5)采用99.99％的石英玻璃为原料，Elken983硅微粉为结合剂， 研究了振动浇注成型石英玻璃材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不被铝液润湿熔融石英耐火浇注料的制备方 法，使其具有较低的热导率，强度高，抗铝液浸润，其最高使用温度为1000℃， 可作为熔铝炉流铝槽等耐火材料使用。

本发明的目的采用如下技术方案来实现：