鋁電解槽高效抗滲磚及其製備方法
2023-09-21 08:03:00 1
專利名稱：鋁電解槽高效抗滲磚及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種抗滲磚及其製備方法，特別涉及一種鋁電解槽高效抗滲磚及其製備方法，屬於耐火材料領域。
背景技術：
金屬鋁的熔煉一般採用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產，主要設備是電解槽，其內襯由炭塊、耐火磚和隔熱材料構成。在電解鋁生產過程中，槽內襯長期受電解質熔體(Na與NaF)和鋁液的侵蝕，並透過陰極炭塊滲入到隔熱層中，致使隔熱層破損，保溫性能變差。
針對以上問題，目前電解鋁行業普遍採用的是乾式防滲料，也起到一定的防滲效果，但是由於散狀料在現場施工時需要搗打和震動設備壓縮其密度，存在密度難以控制，空隙率大，質量波動大，使電解液易滲透，並且粉塵汙染嚴重等諸多弊端，使用乾式防滲料也很難保證施工質量與應用效果。
因此，發明一種施工方便，抗滲效果好且質量穩定、環保的防滲內襯材料也是當前電解鋁行業一個目標。
發明內容
本發明的目的是提供一種施工方便、抗滲效果好且質量穩定的、用於砌築鋁電解槽或鋁熔池隔離層內襯材料的鋁電解槽高效抗滲磚，還提供一種該鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240～70份，Al2O330～60份，Fe2O33～7份，固體添加劑1～5份，液體結合劑3～15份。
所述的固體添加劑為矽酸鋁、硫酸鋁、磷酸鋁和磷酸二氫鋁中的一種、兩種或兩種以上。
所述的液體結合劑為紙漿或水玻璃。
一種所述鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法，其具體步驟為將矽-鋁質耐火礦物作為原料，煅燒脫水、粉碎，加入所述重量份的固體添加劑幹混，充分攪拌均勻後，再加入液體結合劑，進行溼碾混煉；對得到的混合物進行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗滲磚標準後，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘乾，得到所需要的鋁電解槽高效抗滲磚；若不符合標準，填加所缺少的組分，直至符合標準後，再震動、擠壓成型、烘燒。
上面所述經過粉碎的物料中，骨料與粉料的比值為50～70∶30～50，其中，骨料的粒度為0.21～4mm，粉料的粒度為0～0.2mm。
粉碎後的物料中，小於等於0.088mm的細粒大於等於20％。
上面所述的煅燒溫度為1300～2700℃。
上面所述的烘乾溫度為250～300℃。
本發明的積極有益效果是1、本發明的鋁電解槽高效抗滲磚屬於矽-鋁質礦物混合料的高密度縮合體，非燒結製品，與傳統的防滲料相比空隙率低、貫通氣孔少，抗滲透性能更高，從而提高了電解槽使用壽命。
2、本發明的鋁電解槽高效抗滲磚便於施工。施工時只需將本發明的鋁電解槽高效抗滲磚按照要求鋪築就可以了，不需要搗打和震壓不用擔心因壓縮密度和厚度不均而造成的質量問題，能有效的控制築爐施工質量。
3、採用本發明的鋁電解槽高效抗滲磚，可減少因散狀料施工中造成的粉塵、噪聲汙染，符合環保要求。
4、本發明的鋁電解槽高效抗滲磚，在使用一個周期後，表面腐蝕層很容易與下層分離，只需去掉表面腐蝕層，腐蝕層以下可重複利用，節約大修費用。
5.採用本發明的製備方法所生產出來的鋁電解槽高效抗滲磚，其組成、性能參數如下A化學成分SiO240～70％Al2O330～60％Fe2O33～7％固體添加劑 1～5％液體結合劑 3～15％B物理性能指標範圍體積密度 ≥2000kg/m3耐壓強度 ≥4MPa線變化率(900℃×3h) ≤-0.5％抗冰晶石滲蝕指數(950℃×96h) ≤15最大臨界粒度 4mm骨料粒度 0.21～4mm粉料粒度 0～0.2mm≤0.088細粒 ≥20％骨料∶粉料50～70∶30～50烘乾溫度 250～300℃
具體實施例方式
實施例1一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240份，Al2O330份，Fe2O33份，磷酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物1份，液體結合劑水玻璃3份。
上面所述鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法為將矽-鋁質耐火礦物作為原料，在1300～2700℃的溫度條件下進行煅燒脫水，然後粉碎成骨料與粉料的混合物，其中，骨料與粉料重量份的比值為50～70∶30～50，骨料的粒度為0.21～4mm，粉料的粒度為0～0.2mm，小於等於0.088mm的細粒大於等於20％。在粉碎後的物料中加入所述重量份的固體添加劑幹混，充分攪拌均勻後，再加入液體結合劑，進行溼碾混煉；對得到的混合物進行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗滲磚標準後，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型，在250～300℃的溫度條件下烘乾，得到所需要的鋁電解槽高效抗滲磚；若不符合標準，填加所缺少的組分，直至符合標準後，再震動、擠壓成型、烘乾。
實施例2本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO270份，Al2O360份，Fe2O37份，矽酸鋁5份，液體紙漿15份。
實施例3本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO245份，Al2O348份，Fe2O33份，硫酸鋁2份，液體結合劑水玻璃4份。
實施例4本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO250份，Al2O355份，Fe2O37份，矽酸鋁和硫酸鋁的混合物4份，液體紙漿5份。
實施例5本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO255份，Al2O350份，Fe2O33.5份，矽酸鋁和磷酸鋁的混合物3份，液體結合劑水玻璃6份。
實施例6本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO260份，Al2O360份，Fe2O36.5份，硫酸鋁和磷酸鋁的混合物1.5份，液體紙漿7份。
實施例7本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO265份，Al2O355份，Fe2O35.5份，矽酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物2.5份，液體結合劑水玻璃8份。
實施例8本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO262份，Al2O350份，Fe2O36.2份，磷酸鋁3.5份，液體紙漿9份。
實施例9本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO247份，Al2O345份，Fe2O33.8份，磷酸二氫鋁4.5份，液體紙漿10份。
實施例10本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO253份，Al2O340份，Fe2O34.9份，硫酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物4.7份，液體結合劑水玻璃11份。
實施例11本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO258份，Al2O335份，Fe2O35.3份，硫酸鋁1.7份，液體紙漿12份。
實施例12本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO262份，Al2O333份，Fe2O36.7份，矽酸鋁2.4份，液體結合劑水玻璃13份。
實施例13本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO245份，Al2O341份，Fe2O34份，矽酸鋁2份，液體紙漿7份。
實施例14本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO249份，Al2O345份，Fe2O35份，硫酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物3份，液體結合劑水玻璃9份。
實施例15本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO256份，Al2O350份，Fe2O36份，磷酸鋁4份，液體紙漿11份。
實施例16本實施例鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在於一種鋁電解槽高效抗滲磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO260份，Al2O355份，Fe2O37份，磷酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物5份，液體結合劑水玻璃13份。
權利要求
1.一種鋁電解槽高效抗滲磚，其特徵在於由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240～70份，Al2O330～60份，Fe2O33～7份，固體添加劑1～5份，液體結合劑3～15份。
2.根據權利要求1所述的鋁電解槽高效抗滲磚，其特徵在於所述的固體添加劑為矽酸鋁、硫酸鋁、磷酸鋁和磷酸二氫鋁中的一種、兩種或兩種以上。
3.根據權利要求1所述的鋁電解槽高效抗滲磚，其特徵在於所述的液體結合劑為紙漿或水玻璃。
4.權利要求1～3任一項所述鋁電解槽高效抗滲磚的製備方法，其具體步驟為將矽-鋁質耐火礦物作為原料，煅燒脫水、粉碎，加入所述重量份的固體添加劑幹混，充分攪拌均勻後，再加入液體結合劑，進行溼碾混煉；對得到的混合物進行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗滲磚標準後，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘乾，得到所需要的鋁電解槽高效抗滲磚；若不符合標準，填加所缺少的組分，直至符合標準後，再震動、擠壓成型、烘燒。
5.根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於所述的煅燒溫度為1300～2700℃。
6.根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於所述的烘乾溫度為250～300℃。
7.根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於粉碎後的物料中，骨料與粉料重量份的比值為50～70∶30～50，其中，骨料的粒度為0.21～4mm，粉料的粒度為0～0.2mm。
8.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於粉碎後的物料中，小於等於0.088mm的細粒大於等於20％。
全文摘要
本發明涉及一種鋁電解槽高效抗滲磚及其製備方法，它是將矽－鋁質耐火礦物作為原料，煅燒脫水、粉碎，加入固體添加劑幹混，加入液體結合劑溼碾混煉；對得到的混合物進行組分含量的檢測，符合標準後，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘乾，得到所需要的鋁電解槽高效抗滲磚；若不符合標準，填加所缺少的組分直至符合標準。所製備的鋁電解槽高效抗滲磚是由以重量份為單位的下列各組分組成SiO
文檔編號B28B3/00GK1903783SQ20061004854
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月4日 優先權日2006年8月4日
發明者梁學民, 張宏 申請人:梁學民, 張宏