一种超微蓝晶石质耐火浇注及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种超微蓝晶石质耐火浇注料及其应用。
【背景技术】
[0002]铝及铝合金熔铸设备内衬用高铝质耐火浇注料是以高铝耐火骨料、氧化铝粉料、缔结剂和外加剂按一定比率合成。其拥有高温性能好、耐火度高、耐磨损等特性，广泛应用于五金、冶炼、化工、有色金属等产业。目前，高铝质耐火浇注料的生产方法主要是采用高铝巩土熟料、氧化招粉、氧化娃粉和适当的结合剂拌合而成。由于高招巩土熟料虽经烧成，但远未达到烧结平衡态，在以后的受热过程中，仍有从未平衡态向最终平衡态过渡的趋势，体积密度下降，这会导致较大的体积收缩，造成耐火浇注料的开裂。
[0003]此外，由于高温熔融的铝及铝合金熔液对耐火内衬材料具有很强的侵蚀和渗透能力，因此，在高铝质耐火浇注料中添加抗铝侵蚀剂已是普遍的做法，但是目前使用的抗铝侵蚀剂在800?1300°C就会发生分解，一方面，随着使用温度的升高，使其抗铝侵蚀能力下降或消失，另一方面，由于材料发生分解，导致整体结构疏松，强度下降，开裂会更加严重。这直接影响了耐火浇注料的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在耐火浇注料容易开裂的缺陷，提供一种超微蓝晶石质耐火浇注料及其应用。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超微蓝晶石质耐火浇注料，其组分及重量分数包括高铝矾土骨料47?80%、氧化铝粉料10?40%、外加剂0.05?3%和超微蓝晶石3?10%，所述的超微蓝晶石为氧化铝含量2 50%，蓝晶石相2 70%，粒度< ΙΟμπι。
[0006]进一步地，所述的高铝矾土骨料中铝重量百分含量275%，其粒度级配组成如下:粒度为3?5mm的高铝矾土骨料占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的15?40%，粒度为I?3mm的高铝矾土骨料占高炉矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的10?40%，粒度为O?Imm的高铝矾土骨料占高炉矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的O?30%。
[0007]作为优选，粒度为3?5mm的高铝矾土骨料占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的30?40%，粒度为I?3mm的高铝矾土骨料占高炉矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的20?30%，粒度为O?Imm的高铝矾土骨料占高炉矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的10?20%。
[0008]进一步地，所述氧化铝粉料组成如下=Al2O3质量百分含量299%，粒度< 320目的O-Al2O3占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的I?10% ; Al2O3质量百分含量2 98%，粒度< 320目的亚白刚玉粉占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的3?8% ;A1203质量百分含量^ 50%的铝酸钙水泥占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的5?20% ;BaS04质量百分含量2 95%，粒度< 200目的硫酸钡占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的2?7%。
[0009]作为优选，所述氧化铝粉料组成如下=Al2O3质量百分含量299%，粒度< 320目的O-Al2O3占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的6?8% ;A1203质量百分含量2 98%，粒度< 320目的亚白刚玉粉占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的4?5% ;A1203质量百分含量2 50%的铝酸钙水泥占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的5?7% ;BaS04质量百分含量2 95%，粒度< 200目的硫酸钡占高铝矾土骨料和氧化铝粉料质量之和的5?7%。
[0010]作为优选，所述的外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸纳、柠檬酸、铝酸钠、萘系减水剂、焦磷酸钠、四聚磷酸钠、硅酸钠中的一种或多种。
[0011]作为优选，所述的超微蓝晶石粒度为5μπι。
[0012]将上所述的超微蓝晶石质耐火浇注料用于预制件的制作的应用，步骤如下:
[0013](I)将超微蓝晶石与α-Α1203和亚白刚玉粉在高速搅拌机中共混，获得均匀分散的预混合粉，然后再与其他原料混合；
[0014](2)在搅拌机中将所配浇注料和浇注料重量3?6 %的水混合，拌匀浇注所需的流动度；
[0015](3)将搅拌好的材料置于模具中浇注、振动成形；
[0016](4)带模养护后脱模养护；
[0017](5)入炉按预制件烘烧升温制度进行烘烧；
[0018](6)出炉、检验、包装、运至用户现场、安装，烘炉后投入使用。
[0019]作为优选，所述带模养护时间为24h，脱模养护时间为72h以上。
[0020]将上述的超微蓝晶石质耐火浇注料用于现场浇注耐火内衬的应用，步骤如下:
[0021 ] (I)将超微蓝晶石与α-Α1203和亚白刚玉粉在高速搅拌机中共混，获得均匀分散的预混合粉，然后再与其他原料混合；
[0022](2)在搅拌机中将所配浇注料和浇注料重量3?6%的水混合，拌匀浇注所需的流动度；
[0023](3)将搅拌好的材料置于模具中浇注、振动成形；
[0024](4)带模养护、脱模养护72h以上、按烘炉升温制度烘烧，然后投入使用。
[0025]有益效果:本发明的目的是提供一种超微蓝晶石质耐火浇注料，一方面，其作用是通过蓝晶石在1250°C后发生的结构膨胀抵消因矾土高温收缩或抗铝侵蚀剂高温分解造成的结构收缩。但是，如果使用普通的蓝晶石颗粒料或细粉，由于蓝晶石在高温下相变产物为莫来石和高硅玻璃相，同时伴有12?16 %的体积膨胀，但是一般这种相变过程是不完全的，只能达到理论值的80%左右。另外，高铝耐火浇注料中的细分散刚玉相，同蓝晶石加热相变产物高硅玻璃相之间有二次莫来石化过程，这个过程也伴随有相当体积的膨胀，虽然此过程中，在高铝耐火浇注料的结构中形成连续的莫来石骨架，可以提高了高温结晶相之间的直接结合程度，但是如此巨大的体积膨胀，无疑会严重破坏耐火内衬的结构，降低其高温性能。因此，该发明中使用了超微蓝晶石，其体积膨胀〈3%，通过预混合工艺，将超微蓝晶石与α-Α1203和亚白刚玉粉共混，使其能均匀分散在基质中，减少因蓝晶石聚集而造成高温膨胀形成的结构疏松，同时，超微蓝晶石的比表面积大，与耐火浇注料中的细分散刚玉相等接触面积大，莫来石化反应充分，使莫来石骨架连续分布在整个内衬结构中，这降低了因体积膨胀较大造成的结构破坏。
[0026]另一方面，蓝晶石的抗铝侵蚀性能高于氧化硅、莫来石、矾土、板状刚玉，因此由超微蓝晶石替代部分二氧化硅微粉、矾土粉、板状刚玉粉、莫来石粉，可以提高耐火内衬材料的抗铝侵蚀性能。其中，二氧化硅微粉虽然在很多低水泥或超低水泥中起到了很关键的作用，但是这却牺牲掉了很多高温性能，如果以超微蓝晶石来替代二氧化硅微粉，可以在保持相同加水量和流动性的情况下，大大提高耐火内衬材料的抗铝侵蚀性能。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
[0028]—种超微蓝晶石质耐火浇注料，该超微蓝晶石质耐火浇注料的原料及含量是:30%的粒度为3?5mm的高铝矾土骨料；12%的粒度为I?3mm的高铝矾土骨料;21 %的粒度为O?Imm的高铝矾土骨料;5 %的超微蓝晶石(5μπι，氧化铝含量2 50%，蓝晶石相2 70 %，下同)，8 %的α-Α1203; 7 %的亚白刚玉粉；12 %的铝酸钙水泥;4.95 %的硫酸钡;0.05 %的六偏磷酸钠。(其中高铝矾土骨料中铝重量百分含量275% ;α-Α1203中Al2O3质量百分含量299%，粒度< 320目；亚白刚玉粉中I2O3质量百分含量2 98%，粒度< 320目；铝酸钙水泥中Al2O3质量百分含量2 50% ;硫酸钡中BaSO4质量百分含量2 95%，粒度< 200目，下同)
[0029]将超微蓝晶石与α-Α1203和亚白刚玉粉配料中微米级的细粉，首先投入锥形混合机或倾斜式高速混合机等混合机中，在高速混合的条件下，使微米级细粉将超微蓝晶石高度均匀分散，获得均匀分散的预混合粉。后期和其它原料(包括骨料、细粉、外加剂等)共同投入行星式搅拌机中进行再混