CN113511903A - 一种含有塞克z的快速烘烤浇注料及其在铝行业中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烘烤浇注料领域，具体公开了一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料及其在铝行业中的应用，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石50‑70份，矾土10‑20份，煅烧氧化铝粉5‑10份，硅微粉3‑12份，水3‑9份，塞克Z 1‑3份，防爆纤维0.05‑0.15份；本发明公开的一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料具有优良的高温性能和优异的抗热震稳定性能，可快速烘烤，率先在铝行业上实现了熔铝炉浇注料的快速烘烤，时间可缩短2/3，大大缩短了烘烤时间，为客户节省时间成本和能源成本，效果显著。
Description
技术领域
本发明属于烘烤浇注料领域，具体公开了一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料及其在铝行业中的应用。
背景技术
铝及铝合金加工涉及到的炼铝炉主要有反射炉、转筒炉等，操作温度一般为700-1000℃，所用耐火材料通常是水泥结合为主的浇注料。这是因为水泥结合能在这个温度使用段发挥不易替代的起强度支撑作用。加上水泥结合体系是目前浇注料的成熟体系，因而得到广泛应用。水泥结合的机理主要是通过水泥的水合作用产生强度。它具有快硬高强等特点，但是，水泥带入钙离子，在高温下和铝硅反应生成低熔相；水泥结合浇注料在加热过程中会发生矿相转化，中温强度下降是普遍规律，易产生结构剥落。尤其是采用CA-50水泥的浇注料，中温强度下降很大，该浇注料中温强度与烘干强度相比，其下降率为22%-60%。此外，水泥结合浇注料浇注成型后的烘烤时间较长，烘烤制度苛刻；抗冲刷和侵蚀性差；高温强度不高。
发明内容
针对以上不足，本发明公开了一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料及其在铝行业中的应用。目前铝行业熔铝浇注料市场上有部分采用磷酸盐结合的快速烘烤浇注料，采用的是磷酸二氢铝或者其他磷酸盐结合，目前暂没有采用塞克Z结合的快速烘烤浇注料。本发明采用塞克Z做结合剂替代水泥，创造性的优化了浇注料的配方，不引入钙离子，以提高浇注料的高温强度和抗冲刷抗侵蚀性，并实现快速烘烤，应用于铝冶炼行业中，缩短烘烤周期，为客户节省能源，节约成本，提高熔炉利用效率。
本发明的技术方案如下：
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石50-70份，矾土10-20份，煅烧氧化铝粉5-10份，硅微粉3-12份，水3-9份，塞克Z 1-3份，防爆纤维0.05-0.15份。
进一步的，上述一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石55-65份，矾土12-18%，煅烧氧化铝粉6.5-8.5份，硅微粉5-10份，水4-8份、塞克Z 1.5-2.5份，防爆纤维0.075-0.125份。
进一步的，上述一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水5份，塞克Z 2份，防爆纤维0.1份。。
进一步的，上述一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌5-8min ，搅拌机转速为80-120r/min ，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌5-8min ，搅拌机转速为80-120r/min ，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌3-6min ，搅拌机转速为50-80r/min ，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
进一步的，上述一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
进一步的，上述一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将莫来石60份和矾土15份加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将煅烧氧化铝粉7.5份和硅微粉8份依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将水5份、赛克Z 2份和防爆纤维0.1份依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
进一步的，上述含有塞克Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述浇注料中Al2O3含量≥50%，SiO2含量≤45，CaO含量≤0.8%。
进一步的，上述含有塞克Z的快速烘烤浇注料的应用，所述快速烘烤浇注料应用于炼铝炉中。
进一步的，上述含有塞克Z的快速烘烤浇注料的应用，所述快速烘烤浇注料应用于炼铝炉中，包括以下步骤：
1）110℃烘烤24h；
2）800℃烘烤3h；
3）1200℃烘烤3h。
进一步的，上述含有塞克Z的快速烘烤浇注料的应用，所述快速烘烤浇注料应用于炼铝炉中，相比添加水泥，添加塞克Z制备的快速烘烤浇注料的中高温强度提高30%以上。
根据以上技术方案可知，本发明公开的含有塞克Z的快速烘烤浇注料至少有以下有益效果：
1、 优秀的防爆裂性能，可以非常快速的烘烤。烘烤时间最快可以缩短至普通水泥浇注料的1/3。节省能源，节约成本，提高熔炉的利用效率。塞克Z快速烘烤浇注料不含水泥，是通过溶胶化来结合，不是通过水泥的水化反应，含结合水少，自由水排干后，可以非常快速的升温。
2、 具有优秀的抗热震性能。塞克Z快速烘烤浇注料在高温下生成莫来石相，有利于提高制品的抗热震性能，减少制品在使用过程中的开裂问题。长柱状莫来石形成的交织结构对抗热震稳定性十分有利；并且随着莫来石化的进一步深入，形成多相复合材料结构，有利于各矿物膨胀系数的失配而提高热震稳定性。高温莫来石化发生反应如下：
3Al2O3•SiO2→3Al2O3•2SiO2+SiO2
3、 超低的钙含量。浇注料的氧化钙含量可以低至0.8%以下。由于浇注料的氧化钙含量极低，可以大幅降低钙黄长石等的低温液相的生成量，塞克Z快速烘烤浇注料的中高温强度比普通水泥结合浇注料提高30%，大大提高了制品的高温强度耐侵蚀等性能，明显提高了制品的使用寿命。
附图说明
附图1为利用本发明公开的一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料进行现场施工的施工图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所述塞克Z（SioxX Zero）购自埃肯国际贸易（上海）有限公司，主要参数为（SiO2 55-70%，Al2O3 25-30%，pH 9-10，400-600kg/m3）
实施例1
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石50份，矾土10份，煅烧氧化铝粉5份，硅微粉3份，水3份，塞克Z 1份，防爆纤维0.05份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌5min ，搅拌机转速为80r/min ，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌5min ，搅拌机转速为80r/min ，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌3min ，搅拌机转速为50r/min ，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
实施例2
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石55份，矾土12份，煅烧氧化铝粉6.5份，硅微粉5份，水4份，塞克Z 1.5份，防爆纤维0.075份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌5min ，搅拌机转速为80r/min ，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌5min ，搅拌机转速为80r/min ，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌3min ，搅拌机转速为50r/min ，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
实施例3
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水5份，塞克Z 2份，防爆纤维0.1份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
实施例4
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石65份，矾土18份，煅烧氧化铝粉8.5份，硅微粉10份，水8份、塞克Z 2.5份，防爆纤维0.125份。
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
实施例5
一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石70份，矾土20份，煅烧氧化铝粉10份，硅微粉12份，水9份，塞克Z 3份，防爆纤维0.15份。
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌8min ，搅拌机转速为120r/min ，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌8min ，搅拌机转速为120r/min ，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌6min ，搅拌机转速为80r/min ，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
对比例1
对比例1（不含有赛克Z，用水代替）
一种烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水7份，防爆纤维0.1份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。。
对比例2
对比例2（不含有赛克Z，用普通水泥代替）
一种烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水5份，水泥2份，防爆纤维0.1份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、水泥和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
对比例3
对比例3（不含有赛克Z，用磷酸二氢铝代替）
一种烘烤浇注料，由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水5份，磷酸二氢铝2份，防爆纤维0.1份；
制备过程包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、磷酸二氢铝和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
测试例
将实施例1-5和对比例1-3所制备得到的烘烤浇注料应用于炼铝炉中进行浇筑测试，见附图1，包括以下步骤：
1）110℃烘烤24h；
2）800℃烘烤3h；
3）1200℃烘烤3h。
分别测试上述三个时间段的体积密度 g/cm3，冷态抗折强度 Mpa、耐压强度 Mpa，测试数据见下表1和下表2
表1测试数据表，实施例1-5
表2测试数据表，对比例1-3
根据测试例表1和表2的数据，可以得出以下结论，塞克Z快速烘烤浇注料的中高温强度比普通水泥结合浇注料提高30%，大大提高了制品的高温强度耐侵蚀等性能，明显提高了制品的使用寿命，具有突出的实质性和显著的进步性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明的保护范围，即大凡依本发明权利要求书及实用新型内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石50-70份，矾土10-20份，煅烧氧化铝粉5-10份，硅微粉3-12份，水3-9份，塞克Z 1-3份，防爆纤维0.05-0.15份。
2. 根据权利要求1所述的一种含有塞克Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石55-65份，矾土12-18%，煅烧氧化铝粉6.5-8.5份，硅微粉5-10份，水4-8份、塞克Z 1.5-2.5份，防爆纤维0.075-0.125份。
3.根据权利要求2所述的含有塞克-Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述快速烘烤浇注料由包括以下重量份的原料制备而成：莫来石60份，矾土15份，煅烧氧化铝粉7.5份，硅微粉8份，水5份，塞克Z 2份，防爆纤维0.1份。
4.如权利要求1-3任一项所述的含有塞克-Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌5-8min，搅拌机转速为80-120r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌5-8min，搅拌机转速为80-120r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌3-6min，搅拌机转速为50-80r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
5.根据权利要求4所述的含有塞克-Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将配方量的莫来石和矾土加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将配方量的煅烧氧化铝粉和硅微粉依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将配方量的水、赛克Z和防爆纤维依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
6.根据权利要求5所述的含有塞克-Z的快速烘烤浇注料的制备方法，包括以下步骤：
S1制备混合物A：将莫来石60份和矾土15份加入到搅拌机中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物A；
S2 制备混合物B：将煅烧氧化铝粉7.5份和硅微粉8份依次加入混合物A中，并搅拌6.5min，搅拌机转速为100r/min，混合均匀后制得混合物B；
S3制备快速烘烤浇注料：将水5份、赛克Z 2份和防爆纤维0.1份依次加入混合物B中，并搅拌4.5min，搅拌机转速为65r/min，混合均匀后制得所述快速烘烤浇注料。
7.根据权利要求1-3任一项所述的含有塞克Z的快速烘烤浇注料，其特征在于，所述浇注料中Al2O3含量≥50%，SiO2含量≤45，CaO含量≤0.8%。
8.如权利要求1-3任一项所述的含有塞克Z的快速烘烤浇注料的应用，其特征在于，所述快速烘烤浇注料应用于炼铝炉中。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述快速烘烤浇注料应用于炼铝炉中，包括以下步骤：
1）110℃烘烤24h；
2）800℃烘烤3h；
3）1200℃烘烤3h。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于,相比添加水泥，添加塞克Z制备的快速烘烤浇注料的中高温强度提高30%以上。
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2021
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