專利名稱：不污染高純鋁熔液的六鋁酸鈣基澆注料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熔煉、精煉、保溫工序設備上(包括熔解爐、保溫爐、轉水包)的耐火材料特別涉及一種不污染高純鋁熔液的六鋁酸鈣基澆注料。
背景技術：
按含鋁量來分鋁可分成原鋁、精鋁、高純鋁。高純鋁的表示方有兩種直接寫出成分，如99. 95%、99. 999%等；用“數字與N”或“數字+N+數字”表示，如4N(99. 99% 4N6(99.996% )等。若其成分位于4N與5N之間，也可寫成“4N+”。雖然目前對各國對于高純鋁的含量沒有統一標準，但通常是指是鋁含量> 4N的鋁。由于高純鋁具有諸多的獨特的優異性能，所以在某些部門特別是一些高新技術部門獲得了廣泛的應用，成為一類不可或缺的材料。3N8 4N8鋁的78%左右用于軋制電解電容器鋁箔，即常說的電子箔，照明燈具的用量占12%，計算機存儲硬盤的用量約4%，其他方面的航空航天器要用很多高強度、高韌性、高抗蠕變、高抗疲勞的鋁合金。這些鋁合金須用雜質含量低的高純鋁配制， 同時在制造航空航天發動機與導彈發射發動機方面的葉片須用超級合金，而高純鋁是超級合金的一個必需的元素之一。用N及6N的超純鋁在當今的高新技術中起著不可估量的作用。相比一般純鋁或鋁合金，高純鋁的價格是其的數十倍。通常在市場上如5N超純鋁 (99. 999% -99. 9996% )的價格 18000_30000USD/t，而 6N 超純鋁卻高于 50000USD/t。具報道目前我國高純鋁年產量不足5萬噸，每年高純鋁的缺口在十幾萬噸左右。由于高純鋁的技術含量非常高，所以其生產工藝面臨者一些技術難點，其中一個主要技術難點為熔解和保溫時所接觸的內襯材料對鋁液的污染問題。目前的爐襯多以氧化物為耐火材料，如高鋁礬土、剛玉等材料。這些氧化物將與鋁及其他活性金屬發生如下反應3Si02+4Al — 2A1203+3Si3Fe0+2Al — A1203+3FeCr203+2A1 — A1203+2CrSi02+Mg — 2Mg0+Si由以上氧化物構成的爐襯材料，不但爐襯易于損壞，而且反應生成的Si、Fe等進入鋁液中，使熔體受到污染。因此對于高純鋁的爐襯材料的選材相比傳統材料和用于一般鋁及合金的爐襯材料要更嚴格，抗鋁侵蝕和潤濕的能力，防止剛玉化反應的能力要更突出。
發明內容
本發明的目的是解決上述問題，提供一種不污染高純鋁熔液的六鋁酸鈣基澆注料。本發明的目的可采用如下方案來實現，一種不污染高純鋁熔液的六鋁酸鈣基澆注料，用于制備此澆注料的原料組成重量百分比為六鋁酸鈣骨料5-70%輔助材料骨料0-70%
六鋁酸鈣細粉0-30%輔助材料細粉0-30%微粉2-15%水泥2-10%外加劑0. 1-10%上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述的輔助材料為板狀剛玉、白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、特級礬土中的一種或多種。上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述的六鋁酸鈣骨料和輔助材料骨料的粒直徑為 8-0. 088mm，六鋁酸鈣細粉和輔助材料細粉的粒直徑為彡0. 088mm。上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述微粉是活性氧化鋁微粉和二氧化硅微粉中的一種或多種，二氧化硅微粉化學成分要求SIO2 ^ 94%，平均粒徑< Ium ；活性氧化鋁微粉要求 Al2O3彡98. 5%，平均粒徑彡5um。上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述的外加劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇等的一種或多種。上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述的水泥是純鋁酸鈣水泥、高鋁水泥的一種或多種。 上述的六鋁酸鈣基澆注料，所述澆注料中化學分析組成三氧化二鋁的百分比為60-100%。上述的六鋁酸鈣基澆注料，制樣和施工時按重量百分比外加3. 5-5. 5%的水。本發明的有益效果由于引入抗鋁侵蝕和潤濕的能力卓越的六鋁酸鈣基材料，同時配合復合外加劑克服了現有傳統材料和不粘鋁材料不能滿足高純鋁的生產工藝要求。解決了在高純鋁精煉、熔解、保溫過程中爐襯材料對高純鋁熔液的污染問題。
具體實施例方式為充分說明本發明的特點，現舉例加以說明，但本發明不局限于下述實例。具體實例如下。實施例1各組分質量百分比為六鋁酸鈣骨料32-38%，白剛玉骨料觀_31 %，六鋁酸鈣細粉 8-12%，白剛玉細粉10-13%，氧化鋁粉5-8%，二氧化硅微粉1_2%，純鋁酸鈣水泥7_9%， 外加劑三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇混合物1-2%。實施例2各組分質量百分比為六鋁酸鈣骨料50-60 %，白剛玉骨料5-15 %，六鋁酸鈣細粉 10-15%，白剛玉細粉5-10%，氧化鋁粉3-5%，二氧化硅微粉1-2%，純鋁酸鈣水泥7_9%， 外加劑三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇混合物2-3%。實施例3各組分質量百分比為六鋁酸鈣骨料5-15 %，白剛玉骨料50-60 %，六鋁酸鈣細粉 5-10 %，白剛玉細粉10-15 %，氧化鋁粉8-10 %，二氧化硅微粉1-2 %，純鋁酸鈣水泥7-9 %， 外加劑三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇混合物0. 5-1%。實施例4各組分質量為六鋁酸鈣骨料75kg，氧化鋁粉^g，二氧化硅微粉^g，純鋁酸鈣水泥Ag，外加劑三聚磷酸鈉^g。
實施例5各組分質量百分比為六鋁酸鈣骨料^g，白剛玉骨料50kg，六鋁酸鈣細粉10kg，白剛玉細粉Mkg，氧化鋁粉^g，二氧化硅微粉^g，純鋁酸鈣水泥^g，外加劑三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇混合物^g。實施例6各組分質量百分比為六鋁酸鈣骨料65kg，六鋁酸鈣細粉25kg，白剛玉細粉^g，氧化鋁粉3kg，二氧化硅微粉^g，純鋁酸鈣水泥3kg，硫酸鋇混合物^g。按上述實施例的比例將各組分混合均勻后加入上述混合料3. 5-5. 5wt%的水攪拌均勻，澆注成條形試樣(40mmX40mmX 160mm)放置M小時后脫模，經過110°C烘干和 1500°C保溫3小時燒成后，然后按照相關國家標準進行測試，所的結果見下附表。
權利要求
1. 一種不污染高純鋁熔液的六鋁酸鈣基澆注料，其特征在于用于制備此澆注料的原料組成重量百分比為六鋁酸鈣骨料5-70%輔助材料骨料0-70%六鋁酸鈣細粉0-30%輔助材料細粉0-30%微粉2-15%水泥2-10%外加劑0. 1-10%
2.根據權利要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于輔助材料為板狀剛玉、白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、特級礬土中的一種或多種。
3.根據權力要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于六鋁酸鈣骨料和輔助材料骨料的粒直徑為8-0. 088mm，六鋁酸鈣細粉和輔助材料細粉的粒直徑為< 0. 088mm。
4.根據權力要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于微粉是活性氧化鋁微粉和二氧化硅微粉一種或多種，二氧化硅微粉化學成分要求SW2 ^ 94%，平均粒徑< Ium ；活性氧化鋁微粉要求Al2O3彡98. 5%，平均粒徑彡5um。
5.根據權力要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于外加劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鋇等的一種或多種。
6.根據權力要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于水泥是純鋁酸鈣水泥、高鋁水泥的一種或多種。
7.根據權力要求1所述的六鋁酸鈣基澆注料其特征在于澆注料中化學分析組成三氧化二鋁的百分比為60-100%。
全文摘要
本發明公開了高純鋁精煉、熔解、保溫過程中的一種雖然與高純鋁熔液接觸但對高純鋁的成分不會構成污染的六鋁酸鈣基內襯澆注料，用于制備此澆注料的原料組成為合成六鋁酸鈣材料、輔助材料、微粉、水泥和外加劑。此發明主要克服了現有不粘鋁材料雖然對于通常的鋁合金具有一定的抗鋁侵蝕效果，但是對于鋁液成分的影響和污染達不到高純鋁的高純凈要求，解決了在高純鋁精煉、熔解、保溫過程中爐襯材料對高純鋁熔液的污染問題。
文檔編號C04B35/66GK102211945SQ20101014197
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者宋學斌, 張寶奎, 羅晨澤 申請人:常州瑞復達高溫新材料有限公司