CN103204688A - 一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料及其制备方法，耐火材料主要由混合料、硅溶胶、黄源胶组成，混合料由下列各组分组成：140-200目石英40（wt）%-50（wt）%、CA-70水泥20（wt）%-30（wt）%、针状硅灰石20（wt）%-30（wt）%、纤维0.1（wt）%-0.2（wt）%，氟化镁1（wt）%-2（wt）%；硅溶胶与混合料的重量比为30：100-40：100,黄源胶与混合料的重量比为5：100-10：100。本发明通过对铝熔炼的耐火材料成分的调整以及烧结温度的控制，使产品具有极低的导热系数，与同类产品相比具有较好的保温性能。

Description

一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料及其制备方法。

背景技术

节能环保是当前铝熔炼工业中重点讨论的问题。现行工业中对耐火材料保温性能的研究是生产过程中重点讨论的课题。现在铝熔炼工业中使用的耐火材料普遍存在表面不光滑、容易产生裂纹、表面强度不够。由于这些缺陷的存在，当耐火材料盛有熔融铝液时一些微小的耐火材料杂质容易混入熔融铝液中，从而对铝液造成了极大的污染。另外这些缺陷使耐火材料产生粘铝现象，这样就加大的了耐火材料的清理难度。另外，由于裂纹的存在耐火材料抗物理损伤性能差，从而缩短了耐火材料的使用寿命。

为了克服耐火材料的一些缺陷保证铝液的质量，现行工业中普遍在耐火材料表面涂上氮化硼涂料。但氮化硼材料价格昂贵，增加了铝熔炼的生产成本。

发明内容

本发明的一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料及其制备方法，制造出一种用于高品质的铝及铝合金加工的传送系统，输送铝液用的耐火材料。发明的耐火材料具有保温性能良好、耐高温、抗物理损伤、质轻、易于搬运、价格低廉等特点。

一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料，主要由混合料、硅溶胶、黄源胶组成，其特征在于混合料由下列各组分组成： 140 -200目石英40（wt）%-50（wt）%、CA-70水泥20（wt）%-30（wt）%、针状硅灰石20（wt）%-30（wt）%、纤维0.1（wt）%-0.2（wt）%，氟化镁1（wt）%-2（wt）%；硅溶胶与混合料的重量比为30：100-40：100,黄源胶与混合料的重量比为5：100-10：100。

本发明的铝熔炼工业的新型耐火材料混合料还可根据温度、湿度的变化，添加消泡剂、缓凝剂，消泡剂加入量是混合料0.220（wt）%-0.300（wt）%,缓凝剂加入量是混合料的0.26（wt）%-0.320（wt）%。

本发明的消泡剂可以是硬脂酸铝，缓凝剂可以是磷酸二氢铝。

用于铝熔炼工业的新型耐火材料的制备方法：

第一步：按上述各组分组成对耐火材料的原料进行混合并倒入搅拌机内，然后加入重量为混合料的11%-15%、温度控制在35-40℃温水，进行搅拌，搅拌时间控制在5-6分钟；

第二步：将搅拌好的耐火材料原料混合物灌注在模具内，插入振动棒进行振动，流槽振动时间控制在1-2分钟，过滤箱和除气箱振动控制在5-20分钟；

第三步：模具中的物料常温静置干燥5-6小时后，进行脱模，然后进行淋水养护，养护时间大约是72小时，每隔30分钟淋水一次，在养护的过程中对耐火材料缺陷修补、打磨工作；最后放在室温下进行干燥，干燥时间为40-60小时；

第四步：把第三步制成的耐火材料放入烧结炉内进行烧结，烧结温度控制曲线见附图1，温度控制程序为用1小时时间从常温到120度并保温4小时，再经过5小时30分升温至400度并保温4小时，然后经过6小时升温至750度并保温4小时，最后经过5.5小时降温至530度然后自然冷却至常温；

第五步：待炉温降至常温时炉门先开80-100mm并保持24小时，炉门全开4小时后方可卸下耐火材料。

本发明的有益效果

与现有技术相比，本发明通过对铝熔炼工业的新型耐火材料成分的调整以及烧结温度的控制，使产品具有极低的导热系数，与同类产品相比具有较好的保温性能。铝液在超过10米长的普通的耐火材料流槽里流动，温度一般要降低大约20-25℃。该工艺生产的耐火材料可以减少热量的损失，达到只有1.7℃的降温，非常可观。另外，产品具有良好的抗热冲击性，耐急冷急热、耐冲刷、抗腐蚀；低密度，高保温材料，整体流槽保温性好；几乎无收缩，避免连接处产生裂纹；优异的不沾铝特性，易于清理除渣；不与铝发生任何物理、化学反应，寿命长。可在室温下安装，无须担心热冲击；无热膨胀，导热系数低；在铝中可浮起，减少了产生耐火材料夹杂的可能性。

附图说明

 图1 ：耐火材料烧结温度控制曲线。

具体实施方式

实施例1

将140目的12kg石英，7kg水泥，7.3kg针状硅灰石，0.35kg氟化镁，0.03kg,0.03kg纤维，3kg黄源胶，硅溶胶8.3kg，60g消泡剂，73g缓凝剂进行混合并倒入搅拌机内，然后加入30kg温水（水温控制在35-40℃）进行搅拌，搅拌时间控制在5-6分钟。将搅拌好的耐火材料混合料灌注在模具内，插入振动棒进行振动，流槽振动时间控制在2分钟，过滤箱和除气箱振动控制在5-20分钟，等模具中的混合料常温静置干燥（约5-6小时）后，进行脱模，然后进行淋水养护，在养护的过程中对耐火材料缺陷修补、打磨工作。养护时间大约是72小时，每隔30分钟淋水一次。最后放在室温下进行干燥，干燥时间大约为48小时，把耐火材料放入烧结炉内进行烧结。（按专利公布的烧结温度曲线进行烧结）。待炉温降至常温时炉门先开80-100mm并保持24小时，炉门全开4小时后方可卸下耐火材料。

实施例2

将200目的50kg石英，28kg水泥，30kg针状硅灰石，1.5kg氟化镁，0.2kg,0.13kg纤维，12kg黄源胶，硅溶胶33kg，250g消泡剂，230g缓凝剂进行混合并倒入搅拌机内，然后加入130kg的温水（水温控制在35-40℃）进行搅拌，搅拌时间控制在5-6分钟。将搅拌好的耐火材料混合料灌注在模具内，插入振动棒进行振动，流槽振动时间控制在2分钟，过滤箱和除气箱振动控制在5-20分钟，等模具中的混合料常温静置干燥（约5-6小时）后，进行脱模，然后进行淋水养护，在养护的过程中对耐火材料缺陷修补、打磨工作。养护时间大约是72小时，每隔30分钟淋水一次。最后放在室温下进行干燥，干燥时间大约为48小时，把耐火材料放入烧结炉内进行烧结。（按专利公布的烧结温度曲线进行烧结）。待炉温降至常温时炉门先开80-100mm并保持24小时，炉门全开4小时后方可卸下耐火材料。

Claims (5)

1.一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料，主要由混合料、硅溶胶、黄源胶组成，其特征在于混合料由下列各组分组成： 140 -200目石英40（wt）%-50（wt）%、CA-70水泥20（wt）%-30（wt）%、针状硅灰石20（wt）%-30（wt）%、纤维0.1（wt）%-0.2（wt）%，氟化镁1（wt）%-2（wt）%；硅溶胶与混合料的重量比为30：100-40：100,黄源胶与混合料的重量比为5：100-10：100。

2.根据权利要求1的耐火材料，其特征在于耐火材料混合料还添加消泡剂、缓凝剂，消泡剂加入量是混合料0.220（wt）%-0.300（wt）%,缓凝剂加入量是混合料的0.26（wt）%-0.320（wt）%。

3.根据权利要求2的耐火材料，其特征在于所述的消泡剂为硬脂酸铝。

4.根据权利要求2的耐火材料，其特征在于所述的缓凝剂为磷酸二氢铝。

5.一种用于铝熔炼工业的新型耐火材料的制备方法：

第一步：将根据权利要求1至4的任一耐火材料的各组分组成对耐火材料的原料进行混合并倒入搅拌机内，然后加入重量为混合料的11%-15%、温度控制在35-40℃的温水，进行搅拌，搅拌时间控制在5-6分钟；

第二步：将搅拌好的耐火材料原料灌注在模具内，插入振动棒进行振动，流槽振动时间控制在1-2分钟，过滤箱和除气箱振动控制时间在5-20分钟；

第三步：将模具中的物料常温静置干燥5-6小时后，进行脱模，然后进行淋水养护，养护时间大约是72小时，每隔30分钟淋水一次，在养护的过程中对耐火材料缺陷修补、打磨工作；最后放在室温下进行干燥，干燥时间为40-60小时；

第四步：把第三步制成的耐火材料放入烧结炉内进行烧结，烧结温度控制程序：

用1小时从常温到120度并保温4小时，再经过5小时30分升温至400度并保温4小时，然后经过6小时升温至750度并保温4小时，最后经过5.5小时降温至530度然后自然冷却至常温； 

第五步：待炉温降至常温时炉门先开80-100mm并保持24小时，炉门全开4小时后方可卸下耐火材料。

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