CN101747053B

CN101747053B - 一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法

Info

Publication number: CN101747053B
Application number: CN2009102276284A
Authority: CN
Inventors: 李少飞; 王战民; 张三华; 李红霞; 石会营; 胡书禾; 张炀
Original assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: CN101747053A

Abstract

本发明属于耐火材料领域，涉及一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其原料组成及配比为：8mm-0mm碳化硅颗粒63wt％～69wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％～21wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥4wt％～7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％～6wt％，采用BaSO₄和Na₃AlF₆复合作为抗铝液润湿剂，其加入量为1wt％～6wt％，并外加0.12％三聚磷酸钠和0.03％六偏磷酸钠作为分散剂。本发明制备的浇注料具有足够的强度、抗热震性能优良、体积稳定性好、化学稳定性好，关键是抗铝液润湿，不影响铝液成分，使用寿命长。

Description

一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法。

背景技术

有色行业生产大型铝合金板锭，以及进一步深加工铝板带、铝箔等产品对铝合金成分的控制精度要求高。作为铝合金深加工项目关键设备的大型铝熔炼炉内衬材料，尤其是铝熔炼炉的进铝口斜沟底部、侧壁及流铝槽等咽喉部位采用的内衬材料对铝合金成分的控制起着重要作用。铝液不仅含有化学活性高的镁、硅及锌等元素，而且流动性极好，在750℃时其粘度仅为0.104Pa·s，与20℃时水的粘度(0.1Pa·s)相近，易向炉衬内部渗透。大型铝熔炼炉进铝口斜沟底部、侧壁及流铝槽内衬材料不仅要抵抗铝液的周期性冲刷引起的物理损伤及热震冲击，更重要的是要抗铝液润湿，不与铝液中的合金成分反应，进而影响铝合金产品的成分。该部位现有材料抗铝液润湿性差，易污染铝液成分，导致铝合金产品成分不合格。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的提出一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，使其具有抗铝液润湿，不影响铝液成分，使用寿命长的特点。

本发明的目的采用如下技术方案来实现：

一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料，所述浇注料的原料组成及配比为：8mm-0mm碳化硅颗粒63wt％～69wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％～21wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥4wt％～7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％～6wt％，采用BaSO₄和Na₃AlF₆复合作为抗铝液润湿添加剂，其加入量为1wt％～6wt％，并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备时，首先将抗铝液润湿剂及粒度＜0.044mm的碳化硅细粉原料在振动磨中共磨30mins；使得抗铝液润湿剂和碳化硅细粉预先充分均化，制成均化粉，再将均化粉按抗铝液润湿剂和碳化硅细粉在熔融石英耐火浇注料共占的比例和其它组分混合均匀，施工搅拌时外加占原料中重量4％～8％的水，混练均匀；然后用于现场浇注，制备出抗铝液润湿的碳化硅浇注料。

所述抗铝液润湿剂中BaSO₄与Na₃AlF₆的重量比为4∶1。

所述碳化硅原料中，颗粒粒度范围8mm-0mm，细粉粒度＜0.044mm，SiC含量≥98.5wt％，颗粒体积密度≥3.12g/cm³。

所述纯铝酸钙水泥粒度＜0.074mm，原料中Al₂O₃含量大于68.5wt％，松散密度1.04g/cm³，比重3.0g/cm³，耐火度1563℃。

所述二氧化硅微粉原料中SiO₂的含量为88wt％～97wt％。

本发明中：选用BaSO₄和Na₃AlF₆复合型抗铝液润湿剂有以下特点，(1)BaSO₄可以捕获浇注料的游离的SiO₂，提高浇注料的不被铝液润湿和侵蚀性，但单独加入时效果并不好，通过选择复合的抗铝液润湿剂，BaSO₄为抗铝液润湿剂，Na₃AlF₆熔点只有1025℃，通常用作助熔剂，利用Na₃AlF₆熔点低的特点，在高铝浇注料中可和BaSO₄、SiO₂和CaO等可形成低熔点液相，促进浇注料中游离的SiO₂捕获，显著提高浇注料的不被铝液润湿性；(2)形成的少量低熔点液相可促进浇注料在低温下如700～900℃烧结，赌塞并降低浇注料的气孔，有效地阻止铝液进入浇注料内部。

本发明中：采用抗铝液润湿剂和浇注料的碳化硅细粉进行共磨：抗铝液润湿剂对于这类浇注料至关重要，但由于加入量少、表面活性也不高、传统浇注料的生产方法仅采用强制搅拌和分散剂不足以使抗铝液润湿剂有效均匀地分散浇注料的基体中；采用将抗铝液润湿剂和碳化硅细粉先进行共磨，然后再和浇注料其他组分混合，使得少量的抗铝液润湿剂在浇注料基质中充分均化，达到整个浇注料基体不被铝液润湿的目的。实验表明不经过均化处理，浇注料基体抗液润湿性不能得到根本改善。抗铝液润湿剂加入量小于1％不能起到防铝液润湿的目的，大于6％将会严重影响浇注料的施工和高温性能。

本发明浇注料经试验，用于大型铝熔炼炉(最大容量100吨)上进铝口斜沟底部、侧壁及流铝槽等部位，具有足够的强度、抗热震性能优良、体积稳定性好、化学稳定性好，关键是抗铝液润湿，不影响铝液成分，使用寿命长

具体实施方式

实施例1：抗铝液润湿碳化硅浇注料由8mm-0mm碳化硅颗粒69wt％、＜0.044mm碳化硅细粉21wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥4wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％、复合型抗铝液润湿添加剂1wt％(BaSO₄ 0.8wt％，Na₃AlF₆ 0.2wt％)；并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备时，首先将抗铝液润湿剂及粒度＜0.044mm的碳化硅细粉原料在振动磨中共磨30mins；使得抗铝液润湿剂和碳化硅细粉预先充分均化，制成均化粉，再将均化粉按抗铝液润湿剂和碳化硅细粉在碳化硅耐火浇注料共占的比例即22wt％和其它组分混合均匀，施工搅拌时外加约4wt％水，混练均匀，在砌炉现场振动浇注，常规养护烘烤后使用。

实施例2：抗铝液润湿碳化硅浇注料由8mm-0mm碳化硅颗粒66wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥6wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉6wt％、复合型抗铝液润湿添加剂4wt％(BaSO₄ 3.2wt％，Na₃AlF₆ 0.8wt％)；并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备过程同实施例1，施工搅拌时外加约5wt％水，混练均匀，在砌炉现场振动浇注，常规养护烘烤后使用。

实施例3：抗铝液润湿碳化硅浇注料由8mm-0mm碳化硅颗粒65wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉6wt％、复合型抗铝液润湿添加剂4wt％(BaSO₄ 3.2wt％，Na₃AlF₆ 0.8wt％)；并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备过程同实施例1，施工搅拌时外加约8wt％水，混练均匀，在砌炉现场振动浇注，常规养护烘烤后使用。

实施例4：抗铝液润湿碳化硅浇注料由8mm-0mm碳化硅颗粒68wt％、＜0.044mm碳化硅细粉19wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥5wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％、复合型抗铝液润湿添加剂3wt％(BaSO₄ 2.4wt％，Na₃AlF₆ 0.6wt％)；并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备过程同实施例1，施工搅拌时外加约8wt％水，混练均匀，在砌炉现场振动浇注，常规养护烘烤后使用。

实施例5：抗铝液润湿碳化硅浇注料由8mm-0mm碳化硅颗粒63wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉6wt％、复合型抗铝液润湿添加剂6wt％(BaS0₄ 4.8wt％，Na₃AlF₆ 1.2wt％)；并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备过程同实施例1，施工搅拌时外加约8wt％水，混练均匀，在砌炉现场振动浇注，常规养护烘烤后使用。

Claims

1.一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其特征在于：所述浇注料的原料组成及配比为：8mm-0mm碳化硅颗粒63wt％～69wt％、＜0.044mm碳化硅细粉18wt％～21wt％、＜0.074mm纯铝酸钙水泥4wt％～7wt％、D50＝0.4μm的二氧化硅微粉5wt％～6wt％，采用BaSO₄和Na₃AlF₆复合作为抗铝液润湿添加剂，其加入量为1wt％～6wt％，并外加占原料总重量0.12％的三聚磷酸钠和0.03％的六偏磷酸钠作为分散剂；制备时，首先将抗铝液润湿剂及粒度＜0.044mm的碳化硅细粉原料在振动磨中共磨30mins；使得抗铝液润湿剂和碳化硅细粉预先充分均化，制成均化粉，再将均化粉按抗铝液润湿剂和碳化硅细粉在熔融石英耐火浇注料共占的比例和其它组分混合均匀，施工搅拌时外加占原料中重量4％～8％的水，混练均匀；然后用于现场浇注，制备出抗铝液润湿的碳化硅浇注料。

2.根据权利要求1所述的一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其特征在于：所述抗铝液润湿添加剂中BaSO₄与Na₃AlF₆的重量比为4∶1。

3.根据权利要求1所述的一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其特征在于：所述碳化硅颗粒、碳化硅细粉中SiC含量≥98.5wt％，碳化硅颗粒体积密度≥3.12g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其特征在于：所述纯铝酸钙水泥粒度＜0.074mm，原料中Al₂O₃含量大于68.5wt％，松散密度1.04g/cm³，比重3.0g/cm³，耐火度1563℃。

5.根据权利要求1所述的一种抗铝液润湿的碳化硅浇注料的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅微粉原料中SiO₂的含量为88wt％～97wt％。