专利名称：铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝电解槽侧墙背缝填充用高档无机非金属材料，特别涉及一种主
要由碳化硅料，高铝料，硅微粉，铝微粉和铝酸钙水泥组成的不定形耐火材料-自流浇注 料。
背景技术：
作为铝电解的主要设备，铝电解槽的使用寿命直接关系到整个电解铝行业的发 展。国内一般采用氮化硅结合碳化硅砖作为铝电解槽侧墙材料，氧化铝粉作为侧墙背缝填 充材料。在侧部碳化硅砖砌筑中，传统的做法是(l)新槽砌筑侧块立缝采用铝电解槽专用 SiC泥浆，槽壳与碳化硅砖间缝用氧化铝粉填充。(2)旧槽检修砌筑侧块采用两种方法侧 块直砌，槽壳各部位变形情况不一，槽壳与碳化硅砖间缝5-40mm不等，采用氧化铝粉填充； 侧块随槽壳砌，局部仍有槽壳与碳化硅砖间缝，采用氧化铝粉填充。 由于氧化铝粉导热能力较小，会造成侧部散热时有热屏障存在，影响散热及炉帮 形成，炉帮形成周期大约为90天，使侧墙材料长时间被铝液和电解质侵蚀，且氧化铝粉不 能使侧墙材料与槽壳结合为一体，无法保证侧墙材料由于铝液和电解质浮力的存在上浮而 出现漏铝的现象，进而影响铝电解槽的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种强度高，抗侵蚀性能优良，导热率高，可以 自流并使槽壳与侧墙材料结合成为一体的浇注料。 本发明为解决上述技术问题和达到本自流浇注料的特殊性能，这种自流浇注料是 把碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥，再外加三聚磷酸钠进行混合所制 成的混合物。其中碳化硅料是SiC含量97. 5% _100%的碳化硅原料；高铝料是A1203含 量85%以上的优等高铝料；硅微粉是Si(^ > 96%，粒度《45微米的二氧化硅微粉；氧化铝 微粉是八1203 > 99%，粒度《45微米级的煅烧a型氧化铝微粉；铝酸钙水泥是不低于国标 牌号CA-75铝酸盐水泥的耐火水泥或凯斯诺(中国)铝酸盐水泥有限公司的牌号S71铝酸 盐耐火水泥。 碳化硅料是本浇注料的基础成分，占碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝 酸钙水泥混合物总重量的72-80%，优选百分比75-80%，具有导热性好、强度高、膨胀率小 和抗化学侵蚀性能好的特点，但适宜的比例是保证以上性能的基础。高铝料占碳化硅料，高 铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量比例的6-15%，优选比例8-13%，是 本浇注料的重要成分之一，该料体密较大，吸水率小，能够适当调节该浇注料的流动性，其 主要成分也有利于高温形成莫来石晶相，提高浇注料强度及化学性能，还可以降低成本。硅 微粉也是浇注料的重要成分之一，能够使在施工使用时浇注料加水量大幅降低，极大影响 着浇注料的操作性能，含量为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物 总重量的3-6%，硅微粉的稳定也是保证浇注料性能稳定的很大因素。氧化铝微粉占碳化硅
3料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的2-5%。铝酸钙水泥占混合
物总重量的2-8%，是浇注料的结合剂，利用其水化发热的特性实现快干，同时能改善流动
性，铝酸钙水泥的硬化过程确保了浇注料强度的提高，铝酸钙水泥含量增大强度上升，但过
大会导致浇注料开裂及无法操作，降低高温使用性能，含量应在碳化硅料，高铝料，硅微粉，
氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的8%以下，合适比例为5%。硅微粉和氧化铝微粉
也是浇注料的高温烧结剂，保证浇注料在高温下的强度，它们的量多少和合理性对高温下
形成莫来石晶相从而影响强度至关重要。三聚磷酸钠是分散剂，是外加剂，加入量为碳化硅
料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的0. 05-0. 2%。 本发明是用于铝电解槽侧墙背缝填充用高档无机非金属材料，强度和抗侵蚀性能
使用效果明显优于以往所用的材料，碳化硅自流浇注料在无须振动等辅助外力的条件下可
以自流并完全填充电解槽槽壳与侧墙材料之间的缝隙，使槽壳与侧墙材料结合成为一体，
能够减轻电解槽砌筑的劳动强度，增加砌筑效率；其优良的导热性能能使侧墙材料的热量
及时散出，有利于侧墙材料形成炉帮并提高电解槽的使用寿命。 这种SiC自流浇注料在实验室中检测出的技术指标如下
SiC含量70%
常温抗折强度ll(TC X24hMPa》13
高温抗折强度110CTC X3hMPa》30
耐压强度110°C X24hMPa》30
耐压强度110CTC X3hMPa》70
导热系数W/(m. k)100(TC》8
自流值》180
线变化IOO(TC X3h%《±0.4 从以上的技术指标可看出此种自流浇注料所用碳化硅原料纯度高且SiC含量较 高，具有较好的抗槽内电解质侵蚀能力和耐压强度；高的导热系数可以消除槽壳与侧墙砖 之间的热屏障，有利于促进侧墙砖炉帮的形成；良好的流动性能可以保证浇注料均匀填充 缝隙，通过以上的特性可以有效提高铝电解槽及侧墙砖的使用寿命，浇注施工不受施工空 间限制，可快速浇注，在生产过程中也不用高温烧成，因此是一种高效节能环保的耐火材 料。
具体实施例方式以下所述实施例子详细地说明本发明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数
和百分比均按重量计算。
实施例1 :
4原料名称重量百分比％
碳化硅料73%
高铝料13%
硅微粉6%
氧化铝微粉3%
铝酸钙水泥5%
三聚磷酸钠(外加)0. 2% 实施例2:
原料名称重量百分比％
碳化硅料80%
高铝料8%
硅微粉6%
氧化铝微粉3%
铝酸钙水泥3%
三聚磷酸钠(外加)0. 2% 实施例1和2的工艺流程 1.铝酸钙水泥、硅微粉、氧化铝微粉、分别用电子称按照以上实施例的比例称量 后，用双螺旋混合机混合6-8分钟； 2.碳化硅、高铝料分别用电子称按照以上实施例的比例称量后，用双螺旋混合机 混合均匀； 3.三聚磷酸钠用电子称按照以上实施例的比例称量； 4.把以上1-3得到的各种料都放入强力搅拌混合机中，混合10分钟达到均匀；
5.用自动包装机进行包装和封口 (每25公斤一袋)。
权利要求
一种铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料，包括高铝料，硅微粉，铝微粉和铝酸钙水泥，其特征在于组分中有碳化硅。
2. 根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料，其特征在于碳化硅料含量为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的72-80 % 。
3. 根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料，其特征在于高铝料含量为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的6-15 % 。
4. 根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料，其特征在于硅微粉含量为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的3-6 % 。
5. 根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙背缝填充用自流浇注料，其特征在于氧化铝微粉含量为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥混合物总重量的2-5 % 。
全文摘要
本发明公开了一种专为铝电解槽设计的不定形耐火材料，可以填充电解槽槽壳与侧墙砖之间的缝隙用自流浇注料，主要组分为碳化硅料，高铝料，硅微粉，氧化铝微粉和铝酸钙水泥。这种自流浇注料所用碳化硅原料纯度高且SiC含量较高，具有较好的抗槽内电解质侵蚀能力和耐压强度；高的导热系数可以消除槽壳与侧墙砖之间的热屏障，有利于促进侧墙砖炉帮的形成；良好的流动性能可以保证浇注料均匀填充缝隙，通过以上的特性可以有效提高铝电解槽及侧墙砖的使用寿命，浇注施工不受施工空间限制，可快速浇注，在生产过程中也不用高温烧成，因此是一种高效节能环保的耐火材料。
文档编号C25C3/08GK101723690SQ20091006472
公开日2010年6月9日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者张建芳, 张永谦, 张玉涛, 李翠霞, 王光强, 翟皖予 申请人:中钢集团耐火材料有限公司