專利名稱：鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解槽側墻背縫填充用高檔無機非金屬材料，特別涉及一種主
要由碳化硅料，高鋁料，硅微粉，鋁微粉和鋁酸鈣水泥組成的不定形耐火材料-自流澆注 料。
背景技術：
作為鋁電解的主要設備，鋁電解槽的使用壽命直接關系到整個電解鋁行業的發 展。國內一般采用氮化硅結合碳化硅磚作為鋁電解槽側墻材料，氧化鋁粉作為側墻背縫填 充材料。在側部碳化硅磚砌筑中，傳統的做法是(l)新槽砌筑側塊立縫采用鋁電解槽專用 SiC泥漿，槽殼與碳化硅磚間縫用氧化鋁粉填充。(2)舊槽檢修砌筑側塊采用兩種方法側 塊直砌，槽殼各部位變形情況不一，槽殼與碳化硅磚間縫5-40mm不等，采用氧化鋁粉填充； 側塊隨槽殼砌，局部仍有槽殼與碳化硅磚間縫，采用氧化鋁粉填充。 由于氧化鋁粉導熱能力較小，會造成側部散熱時有熱屏障存在，影響散熱及爐幫 形成，爐幫形成周期大約為90天，使側墻材料長時間被鋁液和電解質侵蝕，且氧化鋁粉不 能使側墻材料與槽殼結合為一體，無法保證側墻材料由于鋁液和電解質浮力的存在上浮而 出現漏鋁的現象，進而影響鋁電解槽的使用壽命。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供了一種強度高，抗侵蝕性能優良，導熱率高，可以 自流并使槽殼與側墻材料結合成為一體的澆注料。 本發明為解決上述技術問題和達到本自流澆注料的特殊性能，這種自流澆注料是 把碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥，再外加三聚磷酸鈉進行混合所制 成的混合物。其中碳化硅料是SiC含量97. 5% _100%的碳化硅原料；高鋁料是A1203含 量85%以上的優等高鋁料；硅微粉是Si(^ > 96%，粒度《45微米的二氧化硅微粉；氧化鋁 微粉是八1203 > 99%，粒度《45微米級的煅燒a型氧化鋁微粉；鋁酸鈣水泥是不低于國標 牌號CA-75鋁酸鹽水泥的耐火水泥或凱斯諾(中國)鋁酸鹽水泥有限公司的牌號S71鋁酸 鹽耐火水泥。 碳化硅料是本澆注料的基礎成分，占碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁 酸鈣水泥混合物總重量的72-80%，優選百分比75-80%，具有導熱性好、強度高、膨脹率小 和抗化學侵蝕性能好的特點，但適宜的比例是保證以上性能的基礎。高鋁料占碳化硅料，高 鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量比例的6-15%，優選比例8-13%，是 本澆注料的重要成分之一，該料體密較大，吸水率小，能夠適當調節該澆注料的流動性，其 主要成分也有利于高溫形成莫來石晶相，提高澆注料強度及化學性能，還可以降低成本。硅 微粉也是澆注料的重要成分之一，能夠使在施工使用時澆注料加水量大幅降低，極大影響 著澆注料的操作性能，含量為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物 總重量的3-6%，硅微粉的穩定也是保證澆注料性能穩定的很大因素。氧化鋁微粉占碳化硅
3料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的2-5%。鋁酸鈣水泥占混合
物總重量的2-8%，是澆注料的結合劑，利用其水化發熱的特性實現快干，同時能改善流動
性，鋁酸鈣水泥的硬化過程確保了澆注料強度的提高，鋁酸鈣水泥含量增大強度上升，但過
大會導致澆注料開裂及無法操作，降低高溫使用性能，含量應在碳化硅料，高鋁料，硅微粉，
氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的8%以下，合適比例為5%。硅微粉和氧化鋁微粉
也是澆注料的高溫燒結劑，保證澆注料在高溫下的強度，它們的量多少和合理性對高溫下
形成莫來石晶相從而影響強度至關重要。三聚磷酸鈉是分散劑，是外加劑，加入量為碳化硅
料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的0. 05-0. 2%。 本發明是用于鋁電解槽側墻背縫填充用高檔無機非金屬材料，強度和抗侵蝕性能
使用效果明顯優于以往所用的材料，碳化硅自流澆注料在無須振動等輔助外力的條件下可
以自流并完全填充電解槽槽殼與側墻材料之間的縫隙，使槽殼與側墻材料結合成為一體，
能夠減輕電解槽砌筑的勞動強度，增加砌筑效率；其優良的導熱性能能使側墻材料的熱量
及時散出，有利于側墻材料形成爐幫并提高電解槽的使用壽命。 這種SiC自流澆注料在實驗室中檢測出的技術指標如下
SiC含量70%
常溫抗折強度ll(TC X24hMPa》13
高溫抗折強度110CTC X3hMPa》30
耐壓強度110°C X24hMPa》30
耐壓強度110CTC X3hMPa》70
導熱系數W/(m. k)100(TC》8
自流值》180
線變化IOO(TC X3h%《±0.4 從以上的技術指標可看出此種自流澆注料所用碳化硅原料純度高且SiC含量較 高，具有較好的抗槽內電解質侵蝕能力和耐壓強度；高的導熱系數可以消除槽殼與側墻磚 之間的熱屏障，有利于促進側墻磚爐幫的形成；良好的流動性能可以保證澆注料均勻填充 縫隙，通過以上的特性可以有效提高鋁電解槽及側墻磚的使用壽命，澆注施工不受施工空 間限制，可快速澆注，在生產過程中也不用高溫燒成，因此是一種高效節能環保的耐火材 料。
具體實施例方式以下所述實施例子詳細地說明本發明。在這些實施例中，除另有說明外，所有份數
和百分比均按重量計算。
實施例1 :
4原料名稱重量百分比％
碳化硅料73%
高鋁料13%
硅微粉6%
氧化鋁微粉3%
鋁酸鈣水泥5%
三聚磷酸鈉(外加)0. 2% 實施例2:
原料名稱重量百分比％
碳化硅料80%
高鋁料8%
硅微粉6%
氧化鋁微粉3%
鋁酸鈣水泥3%
三聚磷酸鈉(外加)0. 2% 實施例1和2的工藝流程 1.鋁酸鈣水泥、硅微粉、氧化鋁微粉、分別用電子稱按照以上實施例的比例稱量 后，用雙螺旋混合機混合6-8分鐘； 2.碳化硅、高鋁料分別用電子稱按照以上實施例的比例稱量后，用雙螺旋混合機 混合均勻； 3.三聚磷酸鈉用電子稱按照以上實施例的比例稱量； 4.把以上1-3得到的各種料都放入強力攪拌混合機中，混合10分鐘達到均勻；
5.用自動包裝機進行包裝和封口 (每25公斤一袋)。
權利要求
一種鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料，包括高鋁料，硅微粉，鋁微粉和鋁酸鈣水泥，其特征在于組分中有碳化硅。
2. 根據權利要求1所述的鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料，其特征在于碳化硅料含量為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的72-80 % 。
3. 根據權利要求1所述的鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料，其特征在于高鋁料含量為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的6-15 % 。
4. 根據權利要求1所述的鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料，其特征在于硅微粉含量為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的3-6 % 。
5. 根據權利要求1所述的鋁電解槽側墻背縫填充用自流澆注料，其特征在于氧化鋁微粉含量為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥混合物總重量的2-5 % 。
全文摘要
本發明公開了一種專為鋁電解槽設計的不定形耐火材料，可以填充電解槽槽殼與側墻磚之間的縫隙用自流澆注料，主要組分為碳化硅料，高鋁料，硅微粉，氧化鋁微粉和鋁酸鈣水泥。這種自流澆注料所用碳化硅原料純度高且SiC含量較高，具有較好的抗槽內電解質侵蝕能力和耐壓強度；高的導熱系數可以消除槽殼與側墻磚之間的熱屏障，有利于促進側墻磚爐幫的形成；良好的流動性能可以保證澆注料均勻填充縫隙，通過以上的特性可以有效提高鋁電解槽及側墻磚的使用壽命，澆注施工不受施工空間限制，可快速澆注，在生產過程中也不用高溫燒成，因此是一種高效節能環保的耐火材料。
文檔編號C25C3/08GK101723690SQ20091006472
公開日2010年6月9日 申請日期2009年4月27日 優先權日2009年4月27日
發明者張建芳, 張永謙, 張玉濤, 李翠霞, 王光強, 翟皖予 申請人:中鋼集團耐火材料有限公司