专利名称：不污染高纯铝熔液的六铝酸钙基浇注料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种熔炼、精炼、保温工序设备上(包括熔解炉、保温炉、转水包)的耐火材料特别涉及一种不污染高纯铝熔液的六铝酸钙基浇注料。
背景技术：
按含铝量来分铝可分成原铝、精铝、高纯铝。高纯铝的表示方有两种直接写出成分，如99. 95%、99. 999%等；用“数字与N”或“数字+N+数字”表示，如4N(99. 99% 4N6(99.996% )等。若其成分位于4N与5N之间，也可写成“4N+”。虽然目前对各国对于高纯铝的含量没有统一标准，但通常是指是铝含量> 4N的铝。由于高纯铝具有诸多的独特的优异性能，所以在某些部门特别是一些高新技术部门获得了广泛的应用，成为一类不可或缺的材料。3N8 4N8铝的78%左右用于轧制电解电容器铝箔，即常说的电子箔，照明灯具的用量占12%，计算机存储硬盘的用量约4%，其他方面的航空航天器要用很多高强度、高韧性、高抗蠕变、高抗疲劳的铝合金。这些铝合金须用杂质含量低的高纯铝配制， 同时在制造航空航天发动机与导弹发射发动机方面的叶片须用超级合金，而高纯铝是超级合金的一个必需的元素之一。用N及6N的超纯铝在当今的高新技术中起着不可估量的作用。相比一般纯铝或铝合金，高纯铝的价格是其的数十倍。通常在市场上如5N超纯铝 (99. 999% -99. 9996% )的价格 18000_30000USD/t，而 6N 超纯铝却高于 50000USD/t。具报道目前我国高纯铝年产量不足5万吨，每年高纯铝的缺口在十几万吨左右。由于高纯铝的技术含量非常高，所以其生产工艺面临者一些技术难点，其中一个主要技术难点为熔解和保温时所接触的内衬材料对铝液的污染问题。目前的炉衬多以氧化物为耐火材料，如高铝矾土、刚玉等材料。这些氧化物将与铝及其他活性金属发生如下反应3Si02+4Al — 2A1203+3Si3Fe0+2Al — A1203+3FeCr203+2A1 — A1203+2CrSi02+Mg — 2Mg0+Si由以上氧化物构成的炉衬材料，不但炉衬易于损坏，而且反应生成的Si、Fe等进入铝液中，使熔体受到污染。因此对于高纯铝的炉衬材料的选材相比传统材料和用于一般铝及合金的炉衬材料要更严格，抗铝侵蚀和润湿的能力，防止刚玉化反应的能力要更突出。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种不污染高纯铝熔液的六铝酸钙基浇注料。本发明的目的可采用如下方案来实现，一种不污染高纯铝熔液的六铝酸钙基浇注料，用于制备此浇注料的原料组成重量百分比为六铝酸钙骨料5-70%辅助材料骨料0-70%
六铝酸钙细粉0-30%辅助材料细粉0-30%微粉2-15%水泥2-10%外加剂0. 1-10%上述的六铝酸钙基浇注料，所述的辅助材料为板状刚玉、白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、特级矾土中的一种或多种。上述的六铝酸钙基浇注料，所述的六铝酸钙骨料和辅助材料骨料的粒直径为 8-0. 088mm，六铝酸钙细粉和辅助材料细粉的粒直径为彡0. 088mm。上述的六铝酸钙基浇注料，所述微粉是活性氧化铝微粉和二氧化硅微粉中的一种或多种，二氧化硅微粉化学成分要求SIO2 ^ 94%，平均粒径< Ium ；活性氧化铝微粉要求 Al2O3彡98. 5%，平均粒径彡5um。上述的六铝酸钙基浇注料，所述的外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡等的一种或多种。上述的六铝酸钙基浇注料，所述的水泥是纯铝酸钙水泥、高铝水泥的一种或多种。 上述的六铝酸钙基浇注料，所述浇注料中化学分析组成三氧化二铝的百分比为60-100%。上述的六铝酸钙基浇注料，制样和施工时按重量百分比外加3. 5-5. 5%的水。本发明的有益效果由于引入抗铝侵蚀和润湿的能力卓越的六铝酸钙基材料，同时配合复合外加剂克服了现有传统材料和不粘铝材料不能满足高纯铝的生产工艺要求。解决了在高纯铝精炼、熔解、保温过程中炉衬材料对高纯铝熔液的污染问题。
具体实施例方式为充分说明本发明的特点，现举例加以说明，但本发明不局限于下述实例。具体实例如下。实施例1各组分质量百分比为六铝酸钙骨料32-38%，白刚玉骨料观_31 %，六铝酸钙细粉 8-12%，白刚玉细粉10-13%，氧化铝粉5-8%，二氧化硅微粉1_2%，纯铝酸钙水泥7_9%， 外加剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡混合物1-2%。实施例2各组分质量百分比为六铝酸钙骨料50-60 %，白刚玉骨料5-15 %，六铝酸钙细粉 10-15%，白刚玉细粉5-10%，氧化铝粉3-5%，二氧化硅微粉1-2%，纯铝酸钙水泥7_9%， 外加剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡混合物2-3%。实施例3各组分质量百分比为六铝酸钙骨料5-15 %，白刚玉骨料50-60 %，六铝酸钙细粉 5-10 %，白刚玉细粉10-15 %，氧化铝粉8-10 %，二氧化硅微粉1-2 %，纯铝酸钙水泥7-9 %， 外加剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡混合物0. 5-1%。实施例4各组分质量为六铝酸钙骨料75kg，氧化铝粉^g，二氧化硅微粉^g，纯铝酸钙水泥Ag，外加剂三聚磷酸钠^g。
实施例5各组分质量百分比为六铝酸钙骨料^g，白刚玉骨料50kg，六铝酸钙细粉10kg，白刚玉细粉Mkg，氧化铝粉^g，二氧化硅微粉^g，纯铝酸钙水泥^g，外加剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡混合物^g。实施例6各组分质量百分比为六铝酸钙骨料65kg，六铝酸钙细粉25kg，白刚玉细粉^g，氧化铝粉3kg，二氧化硅微粉^g，纯铝酸钙水泥3kg，硫酸钡混合物^g。按上述实施例的比例将各组分混合均勻后加入上述混合料3. 5-5. 5wt%的水搅拌均勻，浇注成条形试样(40mmX40mmX 160mm)放置M小时后脱模，经过110°C烘干和 1500°C保温3小时烧成后，然后按照相关国家标准进行测试，所的结果见下附表。
权利要求
1. 一种不污染高纯铝熔液的六铝酸钙基浇注料，其特征在于用于制备此浇注料的原料组成重量百分比为六铝酸钙骨料5-70%辅助材料骨料0-70%六铝酸钙细粉0-30%辅助材料细粉0-30%微粉2-15%水泥2-10%外加剂0. 1-10%
2.根据权利要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于辅助材料为板状刚玉、白刚玉、亚白刚玉、棕刚玉、特级矾土中的一种或多种。
3.根据权力要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于六铝酸钙骨料和辅助材料骨料的粒直径为8-0. 088mm，六铝酸钙细粉和辅助材料细粉的粒直径为< 0. 088mm。
4.根据权力要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于微粉是活性氧化铝微粉和二氧化硅微粉一种或多种，二氧化硅微粉化学成分要求SW2 ^ 94%，平均粒径< Ium ；活性氧化铝微粉要求Al2O3彡98. 5%，平均粒径彡5um。
5.根据权力要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸钡等的一种或多种。
6.根据权力要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于水泥是纯铝酸钙水泥、高铝水泥的一种或多种。
7.根据权力要求1所述的六铝酸钙基浇注料其特征在于浇注料中化学分析组成三氧化二铝的百分比为60-100%。
全文摘要
本发明公开了高纯铝精炼、熔解、保温过程中的一种虽然与高纯铝熔液接触但对高纯铝的成分不会构成污染的六铝酸钙基内衬浇注料，用于制备此浇注料的原料组成为合成六铝酸钙材料、辅助材料、微粉、水泥和外加剂。此发明主要克服了现有不粘铝材料虽然对于通常的铝合金具有一定的抗铝侵蚀效果，但是对于铝液成分的影响和污染达不到高纯铝的高纯净要求，解决了在高纯铝精炼、熔解、保温过程中炉衬材料对高纯铝熔液的污染问题。
文档编号C04B35/66GK102211945SQ20101014197
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者宋学斌, 张宝奎, 罗晨泽 申请人:常州瑞复达高温新材料有限公司