[发明专利]一种抗渗透高铝耐火材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种抗渗透高铝耐火材料及其制备工艺。一种抗渗透高铝耐火材料，包括颗粒料、外加结合剂，颗粒料包括：粒级为5‑3mm的电熔刚玉、88高铝料；粒级为3‑2mm的电熔刚玉、88高铝料；粒级为2‑1mm的电熔刚玉、88高铝料；粒级为1‑0.5mm的电熔刚玉、88高铝料；粒级为0.5‑0.1mm的电熔刚玉、88高铝料；粒级为0.1mm‑200目的电熔刚玉、88高铝料、粘土；粒级为200目‑325目的电熔刚玉、88高铝料；粒级为≤5μm的氧化铝微粉；外加结合剂包括：结合剂A、结合剂B，其中：结合剂A包括：浓磷酸、氮化硼、水；结合剂B包括：浓磷酸、磷酸二氢铝、氮化硼。

技术领域

本发明属于高铝耐火材料技术领域，具体涉及一种抗渗透高铝耐火材料及其制备工艺。

背景技术

在熔铝炉中往往需要高铝砖来砌筑，而现有技术中，为了以成本较低的方式获得较好的抗铝渗透效果，往往向高铝砖中加入硫酸钡作为抗润湿剂，但是，由于铝工业的发展，废旧铝锭不断被回收，熔铝炉需要处理较多的废旧铝锭，而废旧铝锭的杂质含量较高，提高了冶炼温度，冶炼环境更加苛刻，而当熔铝炉的温度高过1150℃时，硫酸钡会发生多晶转变，变为高温六方变体，原子排列密度降低，而一般来说，原子排列面密度越高，表面能越小，而原子排列密度降低，一般意味着表面能变大，相应地表面张力变大，润湿角减小，从而丧失抗润湿的效果，从而难以抵抗铝液渗透。另外，一般来说，本领域技术人员认为原料相似的情况下，显气孔率越低、体积密度越大，抗润湿效果越好，因此，本领域技术人员会倾向使用各种技术手段降低显气孔率与提升体密，来增强抗铝液渗透性能。

申请号为CN201710603441.4的发明专利公开了一种铝熔化炉用抗铝渗透刚玉砖及其制备工艺。该发明给出的抗铝渗透刚玉砖的组分包括：粒级为3-1mm的高铝矾土、粒级为1-0mm的高铝矾土、粒级在200目以上的高铝矾土、粒级在5μm以下的氧化铝微粉、软质粘土、钡盐、结合剂，其中结合剂为工业磷酸。其中，添加氧化铝微粉可以大幅降低砖的气孔率和气孔孔径，提高砖的抗铝液渗透的能力；另外还添加有抗渗剂钡盐，其改善了铝液与耐材之间的表面润湿性能，可以有效防止铝液的渗透；选择磷酸作为结合剂，一方面是磷酸与耐材中的氧化铝生成新的矿物，填充在耐材的细孔之中，使砖的平均孔径降至2-10μm，另外采用磷酸可实现砖的中低温（800-1100℃）烧成，这样可以有效防止抗渗剂钡盐在高温烧成时形成钡长石而失效；材料中添加有超细粉，这些超细粉填充在耐材的细孔之中，可以进一步降低砖的气孔率和平均孔径。但事实上，其理化指标中，显气孔率在15.5%-16.3%，体积密度在2.83-2.87g/cm³，另外，其指出，使用磷酸可实现砖的中低温烧成，从而避免钡盐转变为钡长石从而失效，但是，在使用时，熔铝炉的温度可能高达1200-1300℃，此时，钡盐就会失效，其抗润湿抗渗透效果会有很大折扣。

申请号为CN200910227629.9的发明专利公开了一种不被铝液润湿熔融石英耐火浇注料的制备方法，其组分包括：熔融石英、白刚玉粉、复合结合剂（铝酸钙水泥、水合氧化铝）、氧化硅微粉、氧化铝微粉、复合抗铝液润湿剂（BaSO₄、Ns₃AlF₆）、分散剂（三聚磷酸钠、六偏磷酸钠）。该技术方案中，采用熔融石英为主材质，线膨胀系数小、热震稳定性好；采用氧化铝微粉、氧化硅微粉，而两种微粉的粒级不同，使得浇注料趋向于最密堆积，降低气孔率；采用铝酸钙水泥和水合氧化铝作为结合剂，提高浇注料强度，而加入的抗铝液浸润剂可以确保浇注料抗铝液侵蚀效果好，不被铝液浸润。但是，明显地，其最高使用温度为1000℃，明显不能满足高温熔铝炉的使用需求。