一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备方法，按照质量百分比包括以下组份：高铝矾土3‑1mm：30‑40%；高铝矾土1‑0mm：10‑20%；高铝矾土‑200目：20‑30%；氧化铝微粉﹤5μm：5‑20%；软质粘土‑200目：5‑10%；钡盐：2‑8%；结合剂：4‑8%。本发明专利技术添加氧化铝微粉可大幅降低砖砖的气孔率和气孔孔径，提高砖的抗铝液的渗透；添加抗渗剂可改善铝液与耐材之间的表面润湿性能，有效防止铝液的渗透；结合剂生成的新矿物填充在耐材的细孔之中，使砖的平均孔径降到约2～10μm，大幅度提高抗铝液渗透能力；添加超细粉可进一步降低砖的气孔率和平均气孔直径。

An aluminum permeable corundum brick for aluminum melting furnace and its preparation method

The invention discloses an aluminum melting furnace with anti permeability aluminum corundum brick and preparation method thereof, comprising the following components according to weight percentage: 3 high alumina bauxite 1mm:30 40%; 1 0mm:10 20%; bauxite 200 orders: 20 30%; alumina powder is less than 5 m:5 20%; soft clay 200 orders: 5 10%; barium salt: 2 Bond: 4 8% 8%. The addition of alumina brick can greatly reduce the porosity and pore size, improve the permeability resistance of liquid aluminum brick; adding anti permeability agent can improve the wettability between molten aluminum and refractories, effectively prevent the penetration of liquid aluminum; new mineral binder filled in the pores of the generated refractory, the average pore size the brick is reduced to about 2 to 10 mu m, greatly improve the anti penetration ability of aluminum liquid; adding superfine powder can further reduce the porosity and average pore diameter of brick.

【技术实现步骤摘要】
一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备方法
本专利技术涉及一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备方法。
技术介绍
选择铝及铝合金熔化炉用耐火材料,必须考虑熔融铝液的两个特性：(1)铝液极高的化学活性，除CaO、MgO、BaO、ZrO2之外大部分氧化物都会被铝还原。(2)铝液极高的渗透性，熔融铝液的粘度与水等同，非常容易渗入耐材的气孔与裂缝中。目前，铝熔化炉熔池部位用耐火材料的主要损坏方式是铝液的渗透，铝液渗透进入耐火材料中，金属铝和其中包含的其他合金元素，如Mg、Zn、Cu等与耐火材料中Al2O3、SiO2、Fe2O3等矿物发生反应形成新的物质，如铝液渗入耐材之中，将其中的SiO2还原成Si，即污染铝液，还破坏了耐材的结构；又如熔铝炉中，在耐材、铝液、大气相交的界面上常会形成蘑菇状的结瘤，这种结瘤极为坚硬，既减少炉容，清除时又会造成耐材损伤，这些情况都会影响耐火材料的使用寿命。目前，铝熔化炉熔池部位用耐火材料主要有二类：一是氧化铝含量为75%-80%的烧成高铝砖，采用烧成高铝砖砌筑熔铝炉熔池部位，主要是从减少SiO2易还原考虑，但高铝砖的平均气孔直径高达20～30μm，易被铝液渗透，作为炉底用料，甚至会发生整个炉底的高铝砖被烧成一个整体的情况。二是抗铝渗透的高铝浇注料，抗铝渗透高铝浇注料一般都添加有抗渗剂，其可改善铝液与耐材之间的表面润湿性能，即增大其润湿角，有效防止铝液的渗透，但浇注料的气孔率较高，使用中后期，铝液仍然可以通过气孔向耐火材料中渗透。我们研究发现，如果只依靠减少砖体孔径的方法来抑制铝液渗透，其效果毕竟是有限的，有研究指出使铝液难以渗入的极限气孔直径应达到0.5μm以下，这种气孔直径大小在传统耐火砖制作过程中是难以实现的
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖，按照质量百分比包括以下组份：高铝矾土：3-1mm30-40%1-0mm10-20%-200目20-30%氧化铝微粉：﹤5μm5-20%软质粘土：-200目5-10%钡盐：2-8%结合剂：4-8%。优选的，高铝矾土中Al2O3的含量为83-86%；氧化铝微粉中Al2O3的含量为≥99%；软质粘土中Al2O3的含量为≥30%；钡盐中BaO的含量为≥70%，结合剂为工业磷酸。本专利技术还提供一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖的制备方法，包括以下步骤：配料：按照一定的质量百分将高铝矾土、氧化铝微粉、软质粘土、钡盐进行配料，并在搅拌机中混合均匀；困料：加入结合剂，在搅拌机中搅拌15～30分钟后出料，然后放在袋中困料8小时以上；制样：将困料完成的料重新放在搅拌机中搅拌2～3分钟后出料，机压成型，然后自然养护3天后烧制成产品。优选的，烧制包括第一烧制、第二烧制和第三烧制，第一烧制的温度为800～900℃，时间为0.5小时；第二烧制的温度为900～1000℃，时间为1小时；第三烧制的温度为1000～1100℃，时间为2小时。本专利技术具有以下益效果：(1)添加氧化铝微粉可大幅降低砖砖的气孔率和气孔孔径，提高砖的抗铝液的渗透；(2)添加有抗渗剂--钡盐，其可改善铝液与耐材之间的表面润湿性能，可有效防止铝液的渗透；(3)选择磷酸作为结合剂，采用磷酸一是其与耐材中的Al2O3反应生成Al2O3•3P2O5和Al2O3•P2O5，这些新矿物填充在耐材的细孔之中，使砖的平均孔径降到约2～10μm，抗铝液渗透能力有了大幅度的提高，二是采用磷酸可实现砖的中低温烧成(800-1100℃)，这样可有效防止抗渗剂--钡盐高温烧成后因为形成钡长石(BaAl2Si2O8)而失效；(4)材料中添加有超细粉，这些超细粉填充在耐材的细孔之中，可进一步降低砖的气孔率和平均气孔直径。具体实施方式下面详细说明本专利技术的优选实施方式。为了达到本专利技术的目的，在本专利技术的其中一种实施方式中提供一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖，按照质量百分比包括以下组份：高铝矾土：3-1mm30-40%1-0mm10-20%-200目20-30%氧化铝微粉：﹤5μm5-20%软质粘土：-200目5-10%钡盐：2-8%结合剂：4-8%。其中，高铝矾土中Al2O3的含量为83-86%；氧化铝微粉中Al2O3的含量为≥99%；软质粘土中Al2O3的含量为≥30%；钡盐中BaO的含量为≥70%，结合剂为工业磷酸。具体的，本专利技术各组份的具体实施例如下所示：本专利技术还提供一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖的制备方法，包括以下步骤：配料：按照上述的质量百分将高铝矾土、氧化铝微粉、软质粘土、钡盐进行配料，并在搅拌机中混合均匀；困料：加入结合剂，在搅拌机中搅拌15～30分钟后出料，然后放在袋中困料8小时以上；制样：将困料完成的料重新放在搅拌机中搅拌2～3分钟后出料，机压成型，然后自然养护3天后烧制成产品，产品尺寸为230×115×65mm。其中，烧制包括第一烧制、第二烧制和第三烧制，第一烧制的温度为800～900℃，本实施例可选800℃、850℃或900℃，时间为0.5小时；第二烧制的温度为900～1000℃，本实施例可选900℃、950℃或1000℃，时间为1小时；第三烧制的温度为1000～1100℃，本实施例可选1000℃、1050℃或1100℃，时间为2小时。本专利技术将制备的产品进行抗铝渗透性能检测，采用静态坩埚法，以ASTM7075（1.6%Cu，2.5%Mg，5.6%Zn）为试验金属，实验条件为900℃*72h，检测结果如下：由此可见，本专利技术具有以下益效果：(1)添加氧化铝微粉可大幅降低砖砖的气孔率和气孔孔径，提高砖的抗铝液的渗透；(2)添加有抗渗剂--钡盐，其可改善铝液与耐材之间的表面润湿性能，可有效防止铝液的渗透；(3)选择磷酸作为结合剂，采用磷酸一是其与耐材中的Al2O3反应生成Al2O3•3P2O5和Al2O3•P2O5，这些新矿物填充在耐材的细孔之中，使砖的平均孔径降到约2～10μm，抗铝液渗透能力有了大幅度的提高，二是采用磷酸可实现砖的中低温烧成(800-1100℃)，这样可有效防止抗渗剂--钡盐高温烧成后因为形成钡长石(BaAl2Si2O8)而失效；(4)材料中添加有超细粉，这些超细粉填充在耐材的细孔之中，可进一步降低砖的气孔率和平均气孔直径。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖，其特征在于，按照质量百分比包括以下组份：高铝矾土：3‑1mm      30‑40%         1‑0mm      10‑20%         ‑200目     20‑30%氧化铝微粉：﹤5μm     5‑20%软质粘土：‑200目     5‑10%钡盐： 2‑8%结合剂：4‑8%。

【技术特征摘要】
1.一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖，其特征在于，按照质量百分比包括以下组份：高铝矾土：3-1mm30-40%1-0mm10-20%-200目20-30%氧化铝微粉：﹤5μm5-20%软质粘土：-200目5-10%钡盐：2-8%结合剂：4-8%。2.根据权利要求1所述的铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖，其特征在于，高铝矾土中Al2O3的含量为83-86%；氧化铝微粉中Al2O3的含量为≥99%；软质粘土中Al2O3的含量为≥30%；钡盐中BaO的含量为≥70%，结合剂为工业磷酸。3.一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴辉，徐培强，曹鸿琛，
申请(专利权)人：启东久精耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32