一種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁及鋁合金熔鑄設(shè)備內(nèi)襯用高鋁質(zhì)耐火澆注料是以高鋁耐火骨料、氧化鋁粉料、締結(jié)劑和外加劑按一定比率合成。其擁有高溫性能好、耐火度高、耐磨損等特性，廣泛應(yīng)用于五金、冶煉、化工、有色金屬等產(chǎn)業(yè)。目前，高鋁質(zhì)耐火澆注料的生產(chǎn)方法主要是采用高鋁鞏土熟料、氧化招粉、氧化娃粉和適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑拌合而成。由于高招鞏土熟料雖經(jīng)燒成，但遠(yuǎn)未達(dá)到燒結(jié)平衡態(tài)，在以后的受熱過程中，仍有從未平衡態(tài)向最終平衡態(tài)過渡的趨勢，體積密度下降，這會導(dǎo)致較大的體積收縮，造成耐火澆注料的開裂。
[0003]此外，由于高溫熔融的鋁及鋁合金熔液對耐火內(nèi)襯材料具有很強的侵蝕和滲透能力，因此，在高鋁質(zhì)耐火澆注料中添加抗鋁侵蝕劑已是普遍的做法，但是目前使用的抗鋁侵蝕劑在800?1300°C就會發(fā)生分解，一方面，隨著使用溫度的升高，使其抗鋁侵蝕能力下降或消失，另一方面，由于材料發(fā)生分解，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)疏松，強度下降，開裂會更加嚴(yán)重。這直接影響了耐火澆注料的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在耐火澆注料容易開裂的缺陷，提供一種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料及其應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料，其組分及重量分?jǐn)?shù)包括高鋁礬土骨料47?80%、氧化鋁粉料10?40%、外加劑0.05?3%和超微藍(lán)晶石3?10%，所述的超微藍(lán)晶石為氧化鋁含量2 50%，藍(lán)晶石相2 70%，粒度< ΙΟμπι。
[0006]進(jìn)一步地，所述的高鋁礬土骨料中鋁重量百分含量275%，其粒度級配組成如下:粒度為3?5mm的高鋁礬土骨料占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的15?40%，粒度為I?3mm的高鋁礬土骨料占高爐礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的10?40%，粒度為O?Imm的高鋁礬土骨料占高爐礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的O?30%。
[0007]作為優(yōu)選，粒度為3?5mm的高鋁礬土骨料占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的30?40%，粒度為I?3mm的高鋁礬土骨料占高爐礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的20?30%，粒度為O?Imm的高鋁礬土骨料占高爐礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的10?20%。
[0008]進(jìn)一步地，所述氧化鋁粉料組成如下=Al2O3質(zhì)量百分含量299%，粒度< 320目的O-Al2O3占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的I?10% ; Al2O3質(zhì)量百分含量2 98%，粒度< 320目的亞白剛玉粉占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的3?8% ;A1203質(zhì)量百分含量^ 50%的鋁酸鈣水泥占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的5?20% ;BaS04質(zhì)量百分含量2 95%，粒度< 200目的硫酸鋇占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的2?7%。
[0009]作為優(yōu)選，所述氧化鋁粉料組成如下=Al2O3質(zhì)量百分含量299%，粒度< 320目的O-Al2O3占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的6?8% ;A1203質(zhì)量百分含量2 98%，粒度< 320目的亞白剛玉粉占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的4?5% ;A1203質(zhì)量百分含量2 50%的鋁酸鈣水泥占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的5?7% ;BaS04質(zhì)量百分含量2 95%，粒度< 200目的硫酸鋇占高鋁礬土骨料和氧化鋁粉料質(zhì)量之和的5?7%。
[0010]作為優(yōu)選，所述的外加劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸納、檸檬酸、鋁酸鈉、萘系減水劑、焦磷酸鈉、四聚磷酸鈉、硅酸鈉中的一種或多種。
[0011]作為優(yōu)選，所述的超微藍(lán)晶石粒度為5μπι。
[0012]將上所述的超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料用于預(yù)制件的制作的應(yīng)用，步驟如下:
[0013](I)將超微藍(lán)晶石與α-Α1203和亞白剛玉粉在高速攪拌機中共混，獲得均勻分散的預(yù)混合粉，然后再與其他原料混合；
[0014](2)在攪拌機中將所配澆注料和澆注料重量3?6 %的水混合，拌勻澆注所需的流動度；
[0015](3)將攪拌好的材料置于模具中澆注、振動成形；
[0016](4)帶模養(yǎng)護(hù)后脫模養(yǎng)護(hù)；
[0017](5)入爐按預(yù)制件烘燒升溫制度進(jìn)行烘燒；
[0018](6)出爐、檢驗、包裝、運至用戶現(xiàn)場、安裝，烘爐后投入使用。
[0019]作為優(yōu)選，所述帶模養(yǎng)護(hù)時間為24h，脫模養(yǎng)護(hù)時間為72h以上。
[0020]將上述的超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料用于現(xiàn)場澆注耐火內(nèi)襯的應(yīng)用，步驟如下:
[0021 ] (I)將超微藍(lán)晶石與α-Α1203和亞白剛玉粉在高速攪拌機中共混，獲得均勻分散的預(yù)混合粉，然后再與其他原料混合；
[0022](2)在攪拌機中將所配澆注料和澆注料重量3?6%的水混合，拌勻澆注所需的流動度；
[0023](3)將攪拌好的材料置于模具中澆注、振動成形；
[0024](4)帶模養(yǎng)護(hù)、脫模養(yǎng)護(hù)72h以上、按烘爐升溫制度烘燒，然后投入使用。
[0025]有益效果:本發(fā)明的目的是提供一種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料，一方面，其作用是通過藍(lán)晶石在1250°C后發(fā)生的結(jié)構(gòu)膨脹抵消因礬土高溫收縮或抗鋁侵蝕劑高溫分解造成的結(jié)構(gòu)收縮。但是，如果使用普通的藍(lán)晶石顆粒料或細(xì)粉，由于藍(lán)晶石在高溫下相變產(chǎn)物為莫來石和高硅玻璃相，同時伴有12?16 %的體積膨脹，但是一般這種相變過程是不完全的，只能達(dá)到理論值的80%左右。另外，高鋁耐火澆注料中的細(xì)分散剛玉相，同藍(lán)晶石加熱相變產(chǎn)物高硅玻璃相之間有二次莫來石化過程，這個過程也伴隨有相當(dāng)體積的膨脹，雖然此過程中，在高鋁耐火澆注料的結(jié)構(gòu)中形成連續(xù)的莫來石骨架，可以提高了高溫結(jié)晶相之間的直接結(jié)合程度，但是如此巨大的體積膨脹，無疑會嚴(yán)重破壞耐火內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)，降低其高溫性能。因此，該發(fā)明中使用了超微藍(lán)晶石，其體積膨脹〈3%，通過預(yù)混合工藝，將超微藍(lán)晶石與α-Α1203和亞白剛玉粉共混，使其能均勻分散在基質(zhì)中，減少因藍(lán)晶石聚集而造成高溫膨脹形成的結(jié)構(gòu)疏松，同時，超微藍(lán)晶石的比表面積大，與耐火澆注料中的細(xì)分散剛玉相等接觸面積大，莫來石化反應(yīng)充分，使莫來石骨架連續(xù)分布在整個內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中，這降低了因體積膨脹較大造成的結(jié)構(gòu)破壞。
[0026]另一方面，藍(lán)晶石的抗鋁侵蝕性能高于氧化硅、莫來石、礬土、板狀剛玉，因此由超微藍(lán)晶石替代部分二氧化硅微粉、礬土粉、板狀剛玉粉、莫來石粉，可以提高耐火內(nèi)襯材料的抗鋁侵蝕性能。其中，二氧化硅微粉雖然在很多低水泥或超低水泥中起到了很關(guān)鍵的作用，但是這卻犧牲掉了很多高溫性能，如果以超微藍(lán)晶石來替代二氧化硅微粉，可以在保持相同加水量和流動性的情況下，大大提高耐火內(nèi)襯材料的抗鋁侵蝕性能。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
[0028]—種超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料，該超微藍(lán)晶石質(zhì)耐火澆注料的原料及含量是:30%的粒度為3?5mm的高鋁礬土骨料；12%的粒度為I?3mm的高鋁礬土骨料;21 %的粒度為O?Imm的高鋁礬土骨料;5 %的超微藍(lán)晶石(5μπι，氧化鋁含量2 50%，藍(lán)晶石相2 70 %，下同)，8 %的α-Α1203; 7 %的亞白剛玉粉；12 %的鋁酸鈣水泥;4.95 %的硫酸鋇;0.05 %的六偏磷酸鈉。(其中高鋁礬土骨料中鋁重量百分含量275% ;α-Α1203中Al2O3質(zhì)量百分含量299%，粒度< 320目；亞白剛玉粉中I2O3質(zhì)量百分含量2 98%，粒度< 320目；鋁酸鈣水泥中Al2O3質(zhì)量百分含量2 50% ;硫酸鋇中BaSO4質(zhì)量百分含量2 95%，粒度< 200目，下同)
[0029]將超微藍(lán)晶石與α-Α1203和亞白剛玉粉配料中微米級的細(xì)粉，首先投入錐形混合機或傾斜式高速混合機等混合機中，在高速混合的條件下，使微米級細(xì)粉將超微藍(lán)晶石高度均勻分散，獲得均勻分散的預(yù)混合粉。后期和其它原料(包括骨料、細(xì)粉、外加劑等)共同投入行星式攪拌機中進(jìn)行再混