熔铝炉浇注料的开发与应用

　　目前,耐火浇注料的发展已基本上能够满足冶金行业的需要。对于熔铝炉来说,虽做过大量的研究,但炉子在使用中出现裂纹的现象却难以得到解决,一旦出现裂纹,铝液将会渗入内衬,从而破坏整体结构,大大降低炉子使用寿命。为此,研制出了抗铝液渗透的浇注料,该浇注料具有中温强度高,烧后呈微膨胀状态,能有效提高抗铝液的渗透性。

　　1　试验

　　1.1　原料的选择

　　采用Ⅰ级高铝料和Ⅱ级高铝料作对比试验,外加烧结剂、膨胀剂和结合剂等原料。

　　1.2　粒度及配比

　　试验共选用5组配方:A配方选用Ⅰ级高铝料,粒度为5～ 3 mm占35%～ 40%,3～ 1 mm的占15%～ 20%,1～ 0mm的占5%～ 10%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,烧结剂粘土5%～ 10%,膨胀剂蓝晶石3%～ 8%,复合结合剂7%;B配方选用Ⅱ级高铝料,其他配比与A相同;C配方选用Ⅰ级高铝料,粒度为5～ 3 mm占30%～ 35%,3～ 1 mm的占20%～ 25%,1～ 0 mm的占10%～ 15%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,烧结剂粘土5%～ 10%,膨胀剂蓝晶石3%～8%,复合结合剂7%;D配方选用Ⅱ级高铝料,其他配比与A相同, E配方选用Ⅰ级高铝料,粒度为5～ 3 mm占30%～ 40%,3～ 1 mm的占15%～ 25%,1～ 0 mm的占5%～15%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,烧结剂粘土5%～15%,膨胀剂蓝晶石3%～ 10%,复合结合剂7%。

　　1.3　试样的制备

　　把各种配料放入搅拌锅中搅拌约2 min,加水后搅拌2min,然后放入模具中,在振动台上振动成型,制成40 mm×40 mm× 160 mm的样块。

　　2　性能测试及结果

　　样块烘干及烧后的强度、体积密度及线变化率见表1。

　　2.1　抗铝液渗透性试验

　　用A～ E 5种配方制成5个 70 mm× 70 mm,内孔 36mm× 36 mm的坩埚,放入铝箔烧至1300℃ ,保温3 h后冷却。然后将熔渣倒出,B、D配方需用力磕碰才能倒出,A、C配方轻轻一碰,就可倒出,E配方不需磕碰即可倒出,说明E配方的抗侵蚀性较好。切开各坩埚后发现,A、B、C、D均有不同程度的渗铝情况,E配方则无。

　　3　讨论

　　由试验结果可看出,Ⅰ级高铝料比Ⅱ级高铝料制出的产品强度高,体积密度大,这是因为Ⅰ级高铝料比Ⅱ级高铝料易烧结。影响高铝矾土烧结性的主要因素是二次莫来石和液相作用,Ⅰ级矾土烧后玻璃相虽然与Ⅱ级矾土差不多,但Ⅰ级矾土中二次莫来石形成量较少,因此较易烧结。Ⅱ级矾土中由于二次莫来石形成量较高,玻璃相少,故难烧结。

　　在浇注料中加入烧结剂可在中温下烧结。但烧结剂具有收缩性,所以同时还应该加入合适的膨胀剂,使浇注料处于微膨胀状态。同时可提高试样的体积密度和强度,这样可有效防止浇注内衬出现裂纹,达到抗铝液渗透的目的。

　　4　使用

　　综合考虑试验结果,决定采用E配方为用户生产熔铝炉用浇注料,使用情况良好,无裂纹现象出现,预计寿命可达4.5年左右。