專利名稱：鋁電解槽側(cè)墻背縫填充用自流澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽側(cè)墻背縫填充用高檔無機(jī)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(shù)：
作為鋁電解的主要設(shè)備，鋁電解槽的使用壽命直接關(guān)系到整個電解鋁行業(yè)的發(fā) 展。國內(nèi)一般采用氮化硅結(jié)合碳化硅磚作為鋁電解槽側(cè)墻材料，氧化鋁粉作為側(cè)墻背縫填 充材料。在側(cè)部碳化硅磚砌筑中，傳統(tǒng)的做法是(l)新槽砌筑側(cè)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(cè)塊采用兩種方法側(cè) 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(cè)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(dǎo)熱能力較小，會造成側(cè)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(cè)墻材料長時間被鋁液和電解質(zhì)侵蝕，且氧化鋁粉不 能使側(cè)墻材料與槽殼結(jié)合為一體，無法保證側(cè)墻材料由于鋁液和電解質(zhì)浮力的存在上浮而 出現(xiàn)漏鋁的現(xiàn)象，進(jìn)而影響鋁電解槽的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種強(qiáng)度高，抗侵蝕性能優(yōu)良，導(dǎo)熱率高，可以 自流并使槽殼與側(cè)墻材料結(jié)合成為一體的澆注料。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題和達(dá)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(jìn)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(yōu)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(biāo) 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(chǔ)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(yōu)選百分比75-80%，具有導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度高、膨脹率小 和抗化學(xué)侵蝕性能好的特點，但適宜的比例是保證以上性能的基礎(chǔ)。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(yōu)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(dāng)調(diào)節(jié)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(qiáng)度及化學(xué)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(wěn)定也是保證澆注料性能穩(wěn)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(jié)合劑，利用其水化發(fā)熱的特性實現(xiàn)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(qiáng)度的提高，鋁酸鈣水泥含量增大強(qiáng)度上升，但過
大會導(dǎo)致澆注料開裂及無法操作，降低高溫使用性能，含量應(yīng)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?zé)Y(jié)劑，保證澆注料在高溫下的強(qiáng)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(qiáng)度至關(guān)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(fā)明是用于鋁電解槽側(cè)墻背縫填充用高檔無機(jī)非金屬材料，強(qiáng)度和抗侵蝕性能
使用效果明顯優(yōu)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(cè)墻材料之間的縫隙，使槽殼與側(cè)墻材料結(jié)合成為一體，
能夠減輕電解槽砌筑的勞動強(qiáng)度，增加砌筑效率；其優(yōu)良的導(dǎo)熱性能能使側(cè)墻材料的熱量
及時散出，有利于側(cè)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(shù)指標(biāo)如下
SiC含量70%
常溫抗折強(qiáng)度ll(TC X24hMPa》13
高溫抗折強(qiáng)度110CTC X3hMPa》30
耐壓強(qiáng)度110°C X24hMPa》30
耐壓強(qiáng)度110CTC X3hMPa》70
導(dǎo)熱系數(shù)W/(m. k)100(TC》8
自流值》180
線變化IOO(TC X3h%《±0.4 從以上的技術(shù)指標(biāo)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(nèi)電解質(zhì)侵蝕能力和耐壓強(qiáng)度；高的導(dǎo)熱系數(shù)可以消除槽殼與側(cè)墻磚 之間的熱屏障，有利于促進(jìn)側(cè)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(cè)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(chǎn)過程中也不用高溫?zé)?，因此是一種高效節(jié)能環(huán)保的耐火材 料。
具體實施例方式以下所述實施例子詳細(xì)地說明本發(fā)明。在這些實施例中，除另有說明外，所有份數(shù)
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(jī)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(jī) 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(qiáng)力攪拌混合機(jī)中，混合10分鐘達(dá)到均勻；
5.用自動包裝機(jī)進(jìn)行包裝和封口 (每25公斤一袋)。
權(quán)利要求
一種鋁電解槽側(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽側(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽側(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽側(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽側(cè)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(fā)明公開了一種專為鋁電解槽設(shè)計的不定形耐火材料，可以填充電解槽槽殼與側(cè)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(nèi)電解質(zhì)侵蝕能力和耐壓強(qiáng)度；高的導(dǎo)熱系數(shù)可以消除槽殼與側(cè)墻磚之間的熱屏障，有利于促進(jìn)側(cè)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(cè)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(chǎn)過程中也不用高溫?zé)?，因此是一種高效節(jié)能環(huán)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(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者張建芳, 張永謙, 張玉濤, 李翠霞, 王光強(qiáng), 翟皖予 申請人:中鋼集團(tuán)耐火材料有限公司