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不沾铝浇注料工艺与应用

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-08-12

 
不沾铝浇注料是以特级高铝矾土骨料为主,添加α-Al2O3微粉,棕刚玉细粉以及一种添加剂,以纯铝酸钙水泥为结合剂,制备的耐火浇注料,分别检测其常温及高温烧后指标。结果表明,该浇注料具有强度高、抗铝水渗透性好等优点。
目前国内熔铝炉所用耐火材料均于铝液反应,在熔炼过程中生成大量的铝灰,造成了铝工业的浪费,而且使用寿命短,铝液还会和耐火材料发生反应,生成杂质而进入铝液中,污染铝水的纯度,直接影响了铝合金的性能。而不粘铝浇注料不仅有不产生铝灰,能节省铝锭,不向铝水中掉落杂质,清洁铝液的功能,而且使用寿命极长。

不粘铝浇注料以高纯莫来石、红柱石、硅线石为基料的低水泥含量、超微粉结合的新型材料。由于选用高纯原料、超微粉结合,此系列材料具有高体积密度、高强度、良好热震稳定性,通过添加适量的“不润湿剂”(如高纯氧化铬、复合钡盐、复合锌盐等),能大幅度降低铝及合金、熔渣对耐火材料的润湿性,提高了耐火材料对含盐分、助熔剂等化学成分的铝液的抗腐蚀性、抗冲刷性、不沾铝和渣功能,即阻止了铝及合金、熔渣渗入耐火材料,延长炉衬寿命。非常适用于熔化炉、静置炉、流槽、铝包内衬。

实验过程:原料选择

  由于SiO2含量较高的材料容易与铝及铝合金发生反应,对这类耐火才老侵蚀严重,因此选用了Al2O3含量较高的一批材料,以提高浇注料的抗铝水渗透能力。实验主要原料:优质特级矾土、棕刚玉、α-Al2O3微粉、硅微粉、铝酸钙水泥、外加剂等。

  表1 主要原料理化指标


  为了考证不同组分对耐火浇注料理化指标的影响,进行了大量的实验,这里只列举了以下具有一定代表性的几组配方进行说明,每组配方中骨料基质配比为70:3。

  表2 耐火浇注料实验配比

  试样制备及理化指标

  按照配方进行严格称量,在搅拌机内干混均匀后,加入适量清洁水搅拌充分,振动成型制成40mm×40mm×160mm条样,自然养护24h后脱模,经110℃×24h烘干后,分别在1000℃进行热处理,观察各个配方的性能指标情况。

  实验各配方性能指标检测如下:

  表3 各配方性能指标

  实验结果分析

  水泥与强度变化关系

  C、D两组主要比较水泥量多少对强度指标的影响。通过大量实验数据表明,常温下试样的强度主要由纯铝酸钙水泥提供,水泥加入量越多则强度越高;但经过高温处理后,铝酸钙水泥加入量多的,烧后强度下降厉害;而加入量较少的,烧后强度则明显提升。一般水泥加入量在7%左右为临界点,少于7%的烧后强度一般为增加,高于7%时烧后强度则开始下降。综合考虑施工因素,水泥量加入太低会影响脱模时间、脱模强度、常温强度等,纯铝酸钙水泥最终加入量确定为6%。

  水泥的加入量与强度关系基本上满足图1所示。

  图1 水泥加入量与强度关系图

  铝微粉、棕刚玉与材料强度变化关系

  试样中基质料α-Al2O3微粉、棕刚玉粉等一方面因为较细,一般为325目以上,加入后能起到很好的填充作用,对强度指标由较大帮助;另一方面,α-Al2O3微粉的活性会使其在较低的温度下发生水化并与体系中的SiO2发生反应生成莫来石,与纯铝酸钙水泥共同作用提高试样的高温处理后的强度,因此,我们选择了α-Al2O3微粉和棕刚玉粉加入量相对较多的、强度和气孔等指标均优于前面几组配方的C配方,在此配方的基础上进行抗侵蚀试验,以确定最佳的实验方案。

  材料的抗侵蚀研究

  我们选择的是一种复合外加剂,加入外加剂的目的是使其优先于其他成分与渗透入耐火材料气孔中的铝水发生化学反应,生成一种较稳定的物质,形成一层致密的阻隔层,从而有效地阻挡了铝水的进一步侵蚀,起到抗渗透的作用,在C组配方的基础上,分别加入复合外加剂,加入量分别为a、2a、3a。分别将几组试样充分搅拌后制作成70mm×70mm×70mm,内空为ΦΦ30mm×40mm的试块,脱模后自然养护24h,再经过10℃×2h烘干,装入渣样进行1000℃×3h热处理后,分别比较切面侵蚀情况。

  从切面发现,A、B、C组切面侵蚀层呈发散状,侵蚀相对较多,A组尤为严重;而F组显得比较光洁,侵蚀层呈一条较明显的线状,是由于铝水与外加剂反应生成一层致密层所致;E组、G组的情况虽优于A、B、C组,但与F组比较均都相对要差,因此,这种外加剂的加入量并不是越多越好,在加入量2a时,外加剂与铝水反应充分,材料具有优良的抗铝水润湿性,抗侵蚀性最好。

  外加剂加入量与抗侵蚀性关系图
 

大型熔铝炉专用不粘铝浇注料是专门针对国内熔铝行业而设计的铝合金熔炼用浇注料。此浇注料能显着提高熔铝合金炉的使用寿命,在铝熔炼过程中不产生铝灰,不结刚玉瘤,防止金属铝溶液于耐火材料中的元素发生反应,从而避免杂质进入铝合金中影响铝合金质量。降低铝液的附着率,提高防渗能力。
 
不沾铝浇注料技术效果在以下3个方面有明显体现;
 
1,解决铝工业用耐火材料于铝液的反应问题,采用自行研制的新型材料在铝液熔炼过程中不产生铝灰,不侵蚀,不结瘤。能极大的降低铝熔炼过程中的铝液损耗。
 
2,在浇注料中加入复合超细粉降低浇注料的气孔率和气孔孔径,防止铝液的附着和渗透。在铝熔炼过程中,不粘铝,不挂渣,不产生铝灰。
 
3,极大的减少了铝液与耐火材料的反应,提高铝合金的质量。
 
不沾铝耐火浇注料就是在高铝质浇注料的基础上添加多种添加剂,让浇注料更致密,良好的致密性能阻止铝液的渗透,添加剂的功能可以在浇注料中形成反射层,阻止铝液粘结在浇注料上破坏浇注料的结构,该功能就好比在玻璃上涂一层油或者石蜡,让水不能渗透一样的道理。
 
如果你在熔铝炉接触铝液方面使用不粘铝浇注料的时候要注意观察熔铝炉的内衬,因为在熔铝炉上使用不粘铝浇注料的时候对其寿命的长短有一定的关系,与此同时我们想要延长熔铝炉的使用就要选择质量稳定的不粘铝浇注料,如果其质量不稳定的话对熔铝炉造成的影响都是多多少少,直接的就是关系到铝液的生产质量,所以不粘铝浇注料的质量不是特别稳定的话对熔铝炉造成的损害也是相当大的。
 
1、熔铝炉炉衬的损毁原因
 
熔铝炉炉衬主要的损毁原因有三个:
 
1)炉内的铝熔液,温度虽然不高,但极具渗透力,活性非常高的铝熔液通过炉衬的气孔、细纹慢慢渗入炉衬当中,与炉衬发生物理、化学反应,慢慢疏松剥落炉衬,造成炉衬裂纹加大、脱落。
 
2)炉内的铝熔液与炉衬发生化学反应,形成粘附,时间长粘附增多形成瘤状物,对炉衬造成损坏。
 
3)原料加入或出渣的过程中,铝石或铝渣对炉衬造成一定程度的撞击、磨损等,造成炉衬物理损耗。

2、不粘铝耐火浇注料的特点

不粘铝耐火浇注料采用特级的高铝矾土、棕刚玉、蓝晶石、氧化铝微粉、铝酸钙水泥、硅微粉以及特殊添加剂经过严格的比例混合而成。是专门根据熔铝炉的使用要求研制的低水泥耐火浇注料。其具有杂质含量低、高密度、高强度、高抗侵蚀能力、高抗渗透性、不被铝熔液侵润的性能特点。表1为不粘铝耐火浇注料的性能指标。

表1 不粘铝耐火浇注料的性能

3、不粘铝耐火浇注料的应用

不粘铝耐火浇注料以其优越的抗铝侵蚀能力,可以用于熔铝炉炉底、下炉墙,扒渣斜坡、溜槽,铝水包等受侵蚀严重的部位。使用后,铝液侵蚀、结瘤现象得到很大程度上的控制、延缓。不粘铝耐火浇注料作为熔铝炉量身定制开发的炉衬材料,已经应用到国内多家大型铝厂、铝合金加工企业的熔铝炉施工中。目前,用户反映一致良好,其优越的性能,有效延长熔铝炉使用周期在10个月以上。

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