[发明专利]一种含钡长石硅酸钡水泥及其制备方法

说明书

一种含钡长石的硅酸钡水泥及其制备方法，硅酸钡水泥的原料由硫酸铝和水泥熟料组成，各原料的重量百分比是：硫酸铝5~10%、水泥熟料90~95%，其中，水泥熟料由生料和水经混合并成型后，再经煅烧而成；所述的生料由碳酸钡、高岭土和硅石组成，生料中各物料的重量占生料总重量的百分比是：碳酸钡65~75%、高岭土18~30%、硅石3~8%。硅酸钡水泥熟料中含50~70%硅酸二钡、30~50%钡长石。本发明制备的硅酸钡水泥不仅可以取代铝酸钙水泥作为硅酸铝质浇注料的结合剂，而且可以形成含钡化合物，提高浇注料对铝液的抗侵蚀性能和抗渗透性能。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种含钡长石的硅酸钡水泥及其制备方法。

背景技术

熔铝炉是铝加工熔铸行业关键设备之一，其消耗的耐火材料是铝工业中最多的。铝液在熔炼过程中容易产生夹杂物，因而作为熔铝炉内衬的耐火材料，既要考虑其使用寿命，还需考虑其对铝液的污染。熔铝炉内铝液的温度一般在700~900℃；炉膛内的工作温度一般在950~1200℃。在此温度下，由于便捷性及成本优势，大多数熔铝炉内衬采用硅酸铝质低水泥浇注料。

铝合金的品质与熔铝炉内衬所采用的耐火材料息息相关。虽然铝液温度并不高，但其中所含Al、Mg和Zn等金属的还原性很强，在铝液的熔炼过程中，上述金属就会与硅酸铝质浇注料中的游离SiO₂和莫来石发生还原反应，从而导致耐火材料的性能下降；此外，铝液黏度较低，很容易渗入耐火材料内部，造成其性能的进一步劣化。随着铝合金冶炼工艺的强化以及越来越多地使用再生铝，熔铝炉中耐火材料的使用条件将会更加苛刻。

硅酸铝质浇筑料普遍采用铝酸钙水泥作为结合剂，同时加入硅微粉和氧化铝微粉。为了提高硅酸铝质浇注料对铝液的抗侵蚀性能和抗渗透性能，并进而延长其使用寿命，一般是在浇注料中加入硫酸钡。这是因为在使用温度下，所添加的硫酸钡会与浇筑料中的铝硅组分反应，生成不易被铝液润湿的钡长石（BaO·A1₂O₃·2SiO₂）和硅酸钡，而且可以减少易遭受铝液侵蚀的游离SiO₂的含量。

然而，直接在硅酸铝质浇筑料中添加硫酸钡时，由于熔铝炉工作温度一般低于1200℃，这使得硫酸钡较难分解，而且其分解后会因释放SO₂而使材料孔隙率增加。上述作用既不利于钡长石和硅酸钡的大量生成，也不利于材料的致密化。

发明内容

本发明的目的是提供一种含钡长石的硅酸钡水泥及其制备方法，该水泥不仅可作为熔铝炉内衬用浇注料的结合剂，而且可提高内衬对铝液的抗侵蚀性能和抗渗透性能。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种含钡长石的硅酸钡水泥，硅酸钡水泥的原料由硫酸铝和水泥熟料组成，各原料的重量百分比是：硫酸铝5~10%、水泥熟料90~95%，其中，水泥熟料由生料和水经混合并成型后，再经煅烧而成；所述的生料由碳酸钡、硅石和高岭土组成，生料中各物料的重量占生料总重量的百分比是：碳酸钡65~75%、高岭土18~30%、硅石3~8%。

其中，制备的硅酸钡水泥熟料中含硅酸二钡50~70%，钡长石30~50%，其它组分＜5%。

其中，对所用原料的化学成分要求分别为：碳酸钡中的BaO≥75%；高岭土中的Al₂O₃+SiO₂+H₂O≥95%；硅石中的SiO₂≥95%；硫酸铝，符合HG/T2225-2010《工业硫酸铝》对Ⅱ类合格品所提出的技术要求。

制备如上所述的一种含钡长石的硅酸钡水泥的方法，包括以下步骤：

步骤一、取碳酸钡、高岭土和硅石并分别烘干后，按照上述的重量百分比称取并混合后，粉磨至80μm方孔筛筛余小于10.0%，即制备成生料，备用；