本技術(shù)涉及無(wú)定型耐火材料，更具體地說(shuō)，它涉及一種用于抗金屬離子侵蝕的澆注料。

背景技術(shù)：

1、熔融法是對(duì)電解鋁和廢鋁重熔而獲得可加工性鋁的一種生產(chǎn)工藝，具有較低的生產(chǎn)成本，是實(shí)現(xiàn)鋁資源充分利用的較好途徑。熔融法所用的熔鋁爐之所以能在高溫下工作，離不開(kāi)耐高溫的爐襯材料的保護(hù)。隨著我國(guó)鋁業(yè)規(guī)模的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，鋁加工企業(yè)的數(shù)目不斷增加，熔鋁爐也在不斷地大型化，這些變化對(duì)熔鋁爐用耐火材料提出了更高更新的要求。

2、相關(guān)技術(shù)中有一種不沾鋁澆注料，由以下原料制備而成：高鋁質(zhì)骨料65-67wt%，高鋁質(zhì)細(xì)粉10-12wt%，煅燒α氧化鋁微粉4-6wt%，膨脹劑3-5wt%，硅灰石粉3-4wt%，流動(dòng)劑4-5wt%，鋁酸鹽水泥5-7wt%，此外還包括相當(dāng)于上述組分總質(zhì)量0.2-0.3%的減水劑；高鋁質(zhì)骨料為高鋁礬土熟料；高鋁質(zhì)細(xì)粉為高鋁礬土熟料細(xì)粉；膨脹劑為藍(lán)晶石；流動(dòng)劑為硅灰；減水劑為聚羧酸減水劑。

3、針對(duì)上述中的相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為，該技術(shù)盡管在一定程度上改善了澆注料的強(qiáng)度，但是在進(jìn)行鋁及其合金的熔煉時(shí)，鋁合金中的鋁離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、鐵離子、亞鐵離子、錳離子、銅離子等金屬離子仍然容易侵入澆注料中，造成澆注料的侵蝕，容易影響鋁及其合金的產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、相關(guān)技術(shù)中，在進(jìn)行鋁及其合金的熔煉時(shí)，鋁合金中的鋁離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、鐵離子、亞鐵離子、錳離子、銅離子等金屬離子仍然容易侵入澆注料中，造成澆注料的侵蝕，容易影響鋁及其合金的產(chǎn)品質(zhì)量。為了改善這一缺陷，本技術(shù)提供一種用于抗金屬離子侵蝕的澆注料。

2、本技術(shù)提供一種用于抗金屬離子侵蝕的澆注料，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種用于抗金屬離子侵蝕的澆注料，所述澆注料的組分包括基料和外加劑，所述外加劑包括減水劑，所述基料包括如下組分：氧化鋁微粉4-6wt%，硅灰1.5-2.5wt%，膨脹劑3-5wt%，礦物輔料8-14wt%，鋁酸鹽水泥5-7wt%，余量由鋁質(zhì)材料補(bǔ)足至100wt%；所述鋁質(zhì)材料包括高鋁礬土熟料，所述礦物輔料包括硅灰石、硫酸鋇和鎂鋁尖晶石。

4、?通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)選用硅灰石、硫酸鋇和鎂鋁尖晶石共同作為礦物輔料的組分。鎂鋁尖晶石是各向同性的八面體結(jié)構(gòu)，鎂鋁尖晶石的al-o和mg-o之間是以離子鍵結(jié)合，其靜電鍵的強(qiáng)度相同，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，這種晶體結(jié)構(gòu)使?ma?晶體具有極好的熱震穩(wěn)定性、耐高溫性能和理想的抗金屬離子侵蝕性能，具有良好的阻隔作用。在本技術(shù)中，硅灰石、氧化鋁微粉、硅灰與鋁質(zhì)材料共同熔煉之后能夠產(chǎn)生莫來(lái)石相，而硫酸鋇能夠與澆注料中的莫來(lái)石相發(fā)生燒結(jié)復(fù)合，并產(chǎn)生鋇長(zhǎng)石相。鋇長(zhǎng)石相的形成消耗了澆注料中的莫來(lái)石相和高反應(yīng)活性的二氧化硅，降低了澆注料的反應(yīng)活性。鋇長(zhǎng)石相的生成還伴隨著富含鋇的液相，這些液相能夠減少澆注料內(nèi)部和表面的氣孔，也能夠填補(bǔ)鎂鋁尖晶石自身的結(jié)構(gòu)缺陷以及高溫條件下形成的膨脹裂紋，使鎂鋁尖晶石的阻隔作用能夠更加充分地發(fā)揮。在鎂鋁尖晶石與鋇長(zhǎng)石相的協(xié)同作用下，鋁離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、鐵離子、亞鐵離子、錳離子、銅離子等金屬離子與澆注料反應(yīng)的難度較大，因此本技術(shù)的澆注料能夠充分抵抗金屬離子的侵蝕，具有較長(zhǎng)的使用壽命，適合在熔融法制鋁的工藝中應(yīng)用。

5、作為優(yōu)選，所述鋁酸鹽水泥按照如下方法制備：

6、（1）將工業(yè)氧化鋁和天然白云石混合，使用球磨機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行球磨加工，然后使用壓力機(jī)將球磨產(chǎn)物壓制成生坯，備用；

7、（2）將生坯烘干后進(jìn)行煅燒，煅燒結(jié)束后將得到的煅燒產(chǎn)物破碎，再對(duì)破碎產(chǎn)物進(jìn)行研磨后得到鋁酸鹽水泥。

8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)以工業(yè)氧化鋁和天然白云石為原料，在煅燒過(guò)程中，700-900℃區(qū)間內(nèi)先發(fā)生白云石的分解反應(yīng)，生成氧化鈣和氧化鎂。而后，在1000℃以上，氧化鈣與氧化鋁反應(yīng)產(chǎn)生一鋁酸鈣和二鋁酸鈣，氧化鎂與氧化鋁反應(yīng)產(chǎn)生鎂鋁尖晶石，最終得到了含有鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥。通過(guò)使用這種鋁酸鹽水泥，能夠提高澆注料中的鎂鋁尖晶石總含量，有助于充分發(fā)揮鎂鋁尖晶石與鋇長(zhǎng)石相的協(xié)同作用，從而有助于提高澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

9、作為優(yōu)選，所述硫酸鋇和鎂鋁尖晶石的重量比為1:(2.0-2.1)。

10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)優(yōu)選了硫酸鋇和鎂鋁尖晶石的重量比，有助于充分改善澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

11、作為優(yōu)選，所述硫酸鋇和硅灰石粉的重量比為1:(0.6-1.1)。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)優(yōu)選了硫酸鋇和硅灰石粉的重量比，有助于充分改善澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

13、作為優(yōu)選，所述膨脹劑包括藍(lán)晶石和鎂砂。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)采用鎂砂和藍(lán)晶石共同作為膨脹劑，由于這兩種礦物的膨脹峰值溫度分別在1400℃和1300℃附近，因此二者的膨脹會(huì)先后發(fā)生，減少了膨脹壓力的集中，有助于減少澆注料成型過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷。此外，鎂砂與鋁質(zhì)材料中的高鋁礬土熟料共同燒結(jié)后會(huì)產(chǎn)生鎂鋁尖晶石，增加了澆注料中的鎂鋁尖晶石總含量，使得鎂鋁尖晶石與鋇長(zhǎng)石相之間的協(xié)同作用能夠得到更充分的發(fā)揮，因而有助于提高澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

15、作為優(yōu)選，所述礦物輔料還包括氟化鎂。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，氟化鎂能夠促進(jìn)鎂鋁尖晶石的形成，有助于提高澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

17、作為優(yōu)選，所述鋁質(zhì)材料還包括紅柱石。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，紅柱石中的石英玻璃相在燒結(jié)過(guò)程中能夠發(fā)生軟化，從而吸收了澆注料因受熱膨脹而產(chǎn)生的一部分應(yīng)力，并且能夠?qū)Y(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行填充，有助于減少鋁液的滲透，改善了澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

19、作為優(yōu)選，所述紅柱石的重量占鋁質(zhì)材料總重量的5-10%。

20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)優(yōu)選了紅柱石的用量范圍，有助于改善澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

21、作為優(yōu)選，所述礦物輔料還包括碳化硅粉體。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，碳化硅粉體表面能夠在高溫條件下發(fā)生氧化，產(chǎn)生高活性的二氧化硅。高活性二氧化硅能夠參與到澆注料的燒結(jié)過(guò)程中，并與氧化鋁發(fā)生反應(yīng)形成莫來(lái)石相，從而促進(jìn)澆注料中莫來(lái)石化程度的提高。由于莫來(lái)石相總量的增加，因此莫來(lái)石相與硫酸鋇的燒結(jié)復(fù)合更加徹底，能夠生成更多的鋇長(zhǎng)石相以及伴生的富鋇液相，從而有助于改善澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

23、作為優(yōu)選，所述礦物輔料還包括莫來(lái)石晶須，所述莫來(lái)石晶須按照如下方法制備：

24、將紅柱石絹云母千枚巖、硫酸鋁銨、磷酸二氫鈉混合，向混合物中加入無(wú)水乙醇后進(jìn)行球磨分散，將球磨產(chǎn)物烘干后進(jìn)行研磨，然后壓制成坯體，坯體經(jīng)過(guò)烘干和煅燒后再在氫氟酸溶液中進(jìn)行酸洗，酸洗結(jié)束后進(jìn)行水洗和干燥，得到莫來(lái)石晶須。

25、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，莫來(lái)石晶須的加入增加了澆注料中的莫來(lái)石相總量，促進(jìn)了莫來(lái)石相與硫酸鋇的燒結(jié)復(fù)合，有利于鎂鋁尖晶石和鋇長(zhǎng)石相發(fā)揮協(xié)同作用。同時(shí)，莫來(lái)石晶須還能夠通過(guò)自身良好的機(jī)械性能對(duì)澆注料實(shí)現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)，因此添加莫來(lái)石晶須之后的澆注料在成型之后不容易發(fā)生剝落，在鋁液侵蝕過(guò)程中不容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，有助于改善澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。

26、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

27、1、本技術(shù)選用硅灰石、硫酸鋇和鎂鋁尖晶石共同作為礦物輔料的組分。硫酸鋇能夠與澆注料中形成的莫來(lái)石相發(fā)生燒結(jié)復(fù)合，并產(chǎn)生鋇長(zhǎng)石相，在鎂鋁尖晶石與鋇長(zhǎng)石相的協(xié)同作用下，鋁離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、鐵離子、亞鐵離子、錳離子、銅離子等金屬離子與澆注料反應(yīng)的難度較大，因此本技術(shù)的澆注料能夠充分抵抗金屬離子的侵蝕，具有較長(zhǎng)的使用壽命，適合在熔融法制鋁的工藝中應(yīng)用。

28、?2、本技術(shù)以工業(yè)氧化鋁和天然白云石為原料制備了含有鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥。通過(guò)使用這種鋁酸鹽水泥，能夠提高澆注料中的鎂鋁尖晶石總含量，從而有助于提高澆注料的抗金屬離子侵蝕性能。