防滲透抗侵蝕耐火材料的製作方法
2023-07-26 19:47:36 1
專利名稱：防滲透抗侵蝕耐火材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐火材料，特別是防滲透抗侵蝕耐火材料。
由於傳統的鋁電解槽用耐火材料，在高溫下會被槽中的液態或蒸汽態的Na+、NaF和冰晶石滲透侵蝕，導致耐火材料結構被破壞，進一步滲透到隔離層時，電解槽保溫效果欠佳，表面溫度升高，冰晶石大量流失。為了解決此問題，國內外同行做了大量研製試驗取得了一些進展，有的申請了專利，如中國專利申請號96120239.4.鋁電解槽用抗侵蝕耐火材料，提供了一種解決方案，但未見實施效果報導。
本發明的目的在於提供一種防滲透抗侵蝕耐火材料的新配方，這種耐火材料與Na+、NaF和冰晶石蒸汽或液體接觸時快速形成一層釉面層，阻止Na+、NaF和冰晶石繼續向下滲透，且可避免定形耐火材料因長期使用而出現裂紋。
本發明的化學組成重百分比為SiO250～55％、Al2O335～40％、Fe2O3＜3％、TiO2+雜質＜7％，由多種低鐵鋁矽質耐火材料破成骨料，與粉料按比例混合而成，骨料與粉料之比為50～60∶30～40，其中骨料粒徑＜6mm，分三個級別組成，3～6mm的佔30～35％，1～3mm佔20～25％，＜1mm的佔10～15％，化學成分控制在SiO250～60％、Al2O340～50％，其中骨料起骨架作用，細粉採用各種低鐵鋁矽質耐火材料加1％左右的TiO2，共磨成粒徑小於0.088mm粉料，化學成分控制在Al2O325～30％、SiO265～70％，其作用在於將骨料膠結成一整體。由於本發明採用了優選特定的配方和合理的顆粒級配，避免了對原料的特殊要求，既可採用普通鋁矽質耐火材料，也可採用高矽質的耐火材料，只要骨料與顆粒料級配恰當，Al2O3和SiO2在要求範圍內，再添加1％左右的TiO2即可。而且本發明與其它材料同時在實驗室作抗腐蝕試驗，其效果優於其它材料。
對比試驗結果說明如下
圖1是本發明試樣結果圖2是加拿大試樣結果圖3為國內某廠試樣結果圖中，[1]為耐火磚，[21]為本發明試樣所用防滲抗侵蝕耐火材料，[13]為本發明形成的釉面層，[22]、[23]、[32]、[33]分別為第二種、第三種耐火材料和形成的釉面層。圖中均採用120×120×65mm，正中帶Ф50mm通孔的耐火磚，在三塊試驗磚底下墊放厚10mm的120×120mm耐火板，將三種不同的防滲透抗侵蝕耐火材料加入孔中，邊加邊夯實，至高度為50mm的地方，在夯實過程中，用力一樣均勻，次數一樣；將冰晶石加入孔內至與磚面平；在試驗磚上蓋好120×120×10mm的耐火蓋板；將三種試樣連同其墊板、蓋板，送入電爐中，於950℃，保溫48小時，冷卻後取出；切開三個試樣觀察斷面、釉面生成情況，並測量未反應防滲料高度與釉面厚度，其結果如下圖1中釉面厚為1～3mm，未反應防滲料高度為48mm，圖2中釉面層1～3mm，未反應防滲料高度為47mm；圖3中，釉面層厚度為1～3mm，未反應防滲料高度為45mm。
以上結果表明，本發明的防滲料生成釉面層的速度快於其它二種，明顯優於第3種。其原因在於本發明Al2O3含量範圍非常適於生成釉面，而第三種因Al2O3含量較低生成釉面慢，其防滲料中SiO2與F-的反應生成揮發性SiF4較多，故未反應防滲料的厚度較低，第二種因為其鋁含量較高，故生成速度也較慢。
為了檢驗釉面層的質量，我們作了進一步試驗，其方法如下按前述試驗方法，將試樣冷卻卻取出，從試樣孔的下方將未反應的防滲料掏空只留下釉面層，再在釉面上加冰晶石至磚面平，然後蓋好蓋板，送入爐內於950℃保溫48小時冷卻取出，觀察結果顯示圖1、圖2的釉面平整，圖3釉面下塌，這說明圖3中的釉面質量不好，其原因是生成的釉面中鈉霞石成分較圖1、圖2低(鈉霞石的熔點為1526℃)，且因為其Fe2O3、K2O、Na2O等低熔點物質都降低了釉面的熔點。
通過以上對比試驗證明，在本發明範圍內配成的乾式搗打料，其防滲透抗侵蝕性能優於其它二種，且原料可採用普通鋁矽質耐火材料，它將對推廣應用產生積極效果。
權利要求
1.一種防滲透抗侵蝕耐火材料，其特徵在於其化學組成的重量百分比為SiO250～55％、Al2O335～40％、Fe2O3＜3％、TiO2+雜質＜7％，雜質包括K2O、Na2O、CaO、MgO等。
2.如權利要求1所述的一種防滲透抗侵蝕耐火材料，特徵在於其乾式散狀搗打料由各種低鐵鋁矽質材料按骨料細粉之比為50～60∶40～50的比例混合而成。
3.如權利要求1所述的一種防滲透抗侵蝕耐火材料，其特徵在於骨料的粒徑小於6mm，其中3～6mm的佔30～35％，1～3mm的佔20～25％，小於1mm的佔10～15％，化學成分控制在Al2O340～50％、SiO250～60％；細粉部分粒徑小於0.088mm，由各種低鐵鋁矽質材料加1％的TiO2共磨而成，其化學成分控制範圍為Al2O325～30％、SiO265～70％。
全文摘要
一種防滲透抗侵蝕耐火材料,其配方化學組成為S
文檔編號C04B35/14GK1252396SQ9911564
公開日2000年5月10日 申請日期1999年11月16日 優先權日1999年11月16日
發明者王孝明, 李舉瑞 申請人:王孝明