專利名稱：鋁電解槽高效抗?jié)B磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗?jié)B磚及其制備方法，特別涉及一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚及其制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬鋁的熔煉一般采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)，主要設(shè)備是電解槽，其內(nèi)襯由炭塊、耐火磚和隔熱材料構(gòu)成。在電解鋁生產(chǎn)過程中，槽內(nèi)襯長期受電解質(zhì)熔體(Na與NaF)和鋁液的侵蝕，并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(yè)普遍采用的是干式防滲料，也起到一定的防滲效果，但是由于散狀料在現(xiàn)場施工時需要搗打和震動設(shè)備壓縮其密度，存在密度難以控制，空隙率大，質(zhì)量波動大，使電解液易滲透，并且粉塵污染嚴(yán)重等諸多弊端，使用干式防滲料也很難保證施工質(zhì)量與應(yīng)用效果。
因此，發(fā)明一種施工方便，抗?jié)B效果好且質(zhì)量穩(wěn)定、環(huán)保的防滲內(nèi)襯材料也是當(dāng)前電解鋁行業(yè)一個目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種施工方便、抗?jié)B效果好且質(zhì)量穩(wěn)定的、用于砌筑鋁電解槽或鋁熔池隔離層內(nèi)襯材料的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，還提供一種該鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240～70份，Al2O330～60份，F(xiàn)e2O33～7份，固體添加劑1～5份，液體結(jié)合劑3～15份。
所述的固體添加劑為硅酸鋁、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(jié)合劑為紙漿或水玻璃。
一種所述鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法，其具體步驟為將硅-鋁質(zhì)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干混，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入液體結(jié)合劑，進(jìn)行濕碾混煉；對得到的混合物進(jìn)行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗?jié)B磚標(biāo)準(zhǔn)后，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘干，得到所需要的鋁電解槽高效抗?jié)B磚；若不符合標(biāo)準(zhǔn)，填加所缺少的組分，直至符合標(biāo)準(zhǔn)后，再震動、擠壓成型、烘燒。
上面所述經(jīng)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。
粉碎后的物料中，小于等于0.088mm的細(xì)粒大于等于20％。
上面所述的煅燒溫度為1300～2700℃。
上面所述的烘干溫度為250～300℃。
本發(fā)明的積極有益效果是1、本發(fā)明的鋁電解槽高效抗?jié)B磚屬于硅-鋁質(zhì)礦物混合料的高密度縮合體，非燒結(jié)制品，與傳統(tǒng)的防滲料相比空隙率低、貫通氣孔少，抗?jié)B透性能更高，從而提高了電解槽使用壽命。
2、本發(fā)明的鋁電解槽高效抗?jié)B磚便于施工。施工時只需將本發(fā)明的鋁電解槽高效抗?jié)B磚按照要求鋪筑就可以了，不需要搗打和震壓不用擔(dān)心因壓縮密度和厚度不均而造成的質(zhì)量問題，能有效的控制筑爐施工質(zhì)量。
3、采用本發(fā)明的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，可減少因散狀料施工中造成的粉塵、噪聲污染，符合環(huán)保要求。
4、本發(fā)明的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，在使用一個周期后，表面腐蝕層很容易與下層分離，只需去掉表面腐蝕層，腐蝕層以下可重復(fù)利用，節(jié)約大修費用。
5.采用本發(fā)明的制備方法所生產(chǎn)出來的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，其組成、性能參數(shù)如下A化學(xué)成分SiO240～70％Al2O330～60％Fe2O33～7％固體添加劑 1～5％液體結(jié)合劑 3～15％B物理性能指標(biāo)范圍體積密度 ≥2000kg/m3耐壓強度 ≥4MPa線變化率(900℃×3h) ≤-0.5％抗冰晶石滲蝕指數(shù)(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(xì)粒 ≥20％骨料∶粉料50～70∶30～50烘干溫度 250～300℃
具體實施例方式
實施例1一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240份，Al2O330份，F(xiàn)e2O33份，磷酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物1份，液體結(jié)合劑水玻璃3份。
上面所述鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法為將硅-鋁質(zhì)耐火礦物作為原料，在1300～2700℃的溫度條件下進(jìn)行煅燒脫水，然后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，小于等于0.088mm的細(xì)粒大于等于20％。在粉碎后的物料中加入所述重量份的固體添加劑干混，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅偌尤胍后w結(jié)合劑，進(jìn)行濕碾混煉；對得到的混合物進(jìn)行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗?jié)B磚標(biāo)準(zhǔn)后，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型，在250～300℃的溫度條件下烘干，得到所需要的鋁電解槽高效抗?jié)B磚；若不符合標(biāo)準(zhǔn)，填加所缺少的組分，直至符合標(biāo)準(zhǔn)后，再震動、擠壓成型、烘干。
實施例2本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO270份，Al2O360份，F(xiàn)e2O37份，硅酸鋁5份，液體紙漿15份。
實施例3本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO245份，Al2O348份，F(xiàn)e2O33份，硫酸鋁2份，液體結(jié)合劑水玻璃4份。
實施例4本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO250份，Al2O355份，F(xiàn)e2O37份，硅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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO255份，Al2O350份，F(xiàn)e2O33.5份，硅酸鋁和磷酸鋁的混合物3份，液體結(jié)合劑水玻璃6份。
實施例6本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO260份，Al2O360份，F(xiàn)e2O36.5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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO265份，Al2O355份，F(xiàn)e2O35.5份，硅酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物2.5份，液體結(jié)合劑水玻璃8份。
實施例8本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO262份，Al2O350份，F(xiàn)e2O36.2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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO247份，Al2O345份，F(xiàn)e2O33.8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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO253份，Al2O340份，F(xiàn)e2O34.9份，硫酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物4.7份，液體結(jié)合劑水玻璃11份。
實施例11本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO258份，Al2O335份，F(xiàn)e2O35.3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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO262份，Al2O333份，F(xiàn)e2O36.7份，硅酸鋁2.4份，液體結(jié)合劑水玻璃13份。
實施例13本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO245份，Al2O341份，F(xiàn)e2O34份，硅酸鋁2份，液體紙漿7份。
實施例14本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO249份，Al2O345份，F(xiàn)e2O35份，硫酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物3份，液體結(jié)合劑水玻璃9份。
實施例15本實施例鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO256份，Al2O350份，F(xiàn)e2O36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?jié)B磚的制備方法同實施例1，相同之處不重述，不同之處在于一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，由以重量份為單位的下列各組分組成SiO260份，Al2O355份，F(xiàn)e2O37份，磷酸鋁和磷酸二氫鋁的混合物5份，液體結(jié)合劑水玻璃13份。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚，其特征在于由以重量份為單位的下列各組分組成SiO240～70份，Al2O330～60份，F(xiàn)e2O33～7份，固體添加劑1～5份，液體結(jié)合劑3～15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，其特征在于所述的固體添加劑為硅酸鋁、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(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽高效抗?jié)B磚，其特征在于所述的液體結(jié)合劑為紙漿或水玻璃。
4.權(quán)利要求1～3任一項所述鋁電解槽高效抗?jié)B磚的制備方法，其具體步驟為將硅-鋁質(zhì)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干混，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入液體結(jié)合劑，進(jìn)行濕碾混煉；對得到的混合物進(jìn)行組分含量的檢測，符合鋁電解槽高效抗?jié)B磚標(biāo)準(zhǔn)后，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘干，得到所需要的鋁電解槽高效抗?jié)B磚；若不符合標(biāo)準(zhǔn)，填加所缺少的組分，直至符合標(biāo)準(zhǔn)后，再震動、擠壓成型、烘燒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的煅燒溫度為1300～2700℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的烘干溫度為250～300℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于粉碎后的物料中，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(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于粉碎后的物料中，小于等于0.088mm的細(xì)粒大于等于20％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽高效抗?jié)B磚及其制備方法，它是將硅－鋁質(zhì)耐火礦物作為原料，煅燒脫水、粉碎，加入固體添加劑干混，加入液體結(jié)合劑濕碾混煉；對得到的混合物進(jìn)行組分含量的檢測，符合標(biāo)準(zhǔn)后，用震動壓力機震動成型或擠壓機擠壓成型、烘干，得到所需要的鋁電解槽高效抗?jié)B磚；若不符合標(biāo)準(zhǔn)，填加所缺少的組分直至符合標(biāo)準(zhǔn)。所制備的鋁電解槽高效抗?jié)B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(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者梁學(xué)民, 張宏 申請人:梁學(xué)民, 張宏