熔鋁爐內(nèi)襯用哪些耐火材料？

熔鋁爐不同部位的有不同的爐襯材料。熔池由高鋁磚(LZ-75)、抗?jié)B鋁澆筑材料和保溫磚砌成；液面線250-300mm以上的側(cè)墻由粘土磚、耐火混凝土和保溫磚、硅鈣板組成；爐頂為掛平爐頂，每隔300mm左右用耐熱鋼金屬錨固件掛在爐頂型鋼上。

鋁及鋁合金熔煉爐(簡(jiǎn)稱熔煉爐)是鋁加工熔鑄行業(yè)最常用的設(shè)備，其熔煉過(guò)程也是鋁加工行業(yè)能耗和材料消耗大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。熔化速率和噸鋁消耗是熔鋁爐的兩個(gè)基本能力指標(biāo)。

用于熔鋁爐的耐火材料主要包括定型材料和非定型耐火材料。其中，定型材料主要為高鋁磚，不定型材料主要為粘土或高鋁耐火澆注料、搗碎材料和塑料。

金屬鋁一般采用冰晶-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)，主要設(shè)備為鋁電解槽，內(nèi)襯由碳磚、耐火磚、保溫磚等材料砌成。在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，槽襯被冰晶石侵蝕。Na和NaF的蒸汽和鋁液體通過(guò)碳磚接縫滲入內(nèi)壁的耐火磚。保溫磚通過(guò)槽底的碳陰極滲入保溫層，降低了鋁電解槽的使用壽命。為此，開發(fā)了側(cè)壁防滲澆注料和槽底干防滲材料。

如何根據(jù)熔鋁爐結(jié)構(gòu)選擇耐火材料

1.材料：

（1）高科技澆注料包括：低水泥、超低水泥、無(wú)水泥澆注料，其特點(diǎn)是致密性（低孔率）、高強(qiáng)度、低溫、中溫、高溫強(qiáng)度較大，強(qiáng)度隨溫度升高而增加；此外，澆注料在各種溫度下體積穩(wěn)定。

（2）通過(guò)調(diào)整澆注料中超微粉的粒徑、粒度分布和種類，采取多級(jí)緊密堆積等措施，將澆注料的孔隙率降至10%以下，切割產(chǎn)品的平均孔隙分布僅為0.5PμM，而傳統(tǒng)磷酸或磷酸鋁作為結(jié)合劑的耐火材料的平均孔隙分布為22μM；一般來(lái)說(shuō)，鋁液很難穿透小于0.5μM的孔隙，因此低水泥澆注料將取代傳統(tǒng)的磷酸鹽作為結(jié)合劑的耐火材料。

（3）在這種低孔率、平均孔分布小的低水泥注料中不添加抗鋁滲透復(fù)合添加劑，可增加耐火材料的潤(rùn)濕角，增強(qiáng)澆注料的抗鋁滲透性非常明顯。

2.結(jié)構(gòu)：

（1）從爐門向爐內(nèi)加入鋁錠或廢料，容易撞擊爐門和爐門頂部。建議在爐門和爐門頂部使用高強(qiáng)度低水泥澆注料，加入鎳鉻等合金元素的不銹鋼耐熱纖維和適當(dāng)?shù)姆辣瑒�。高檔耐火材料由特殊外加劑制成，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊、耐熱震、耐剝落、耐腐蝕、耐滲透等特點(diǎn)。在1200℃以下的環(huán)境中表現(xiàn)良好。實(shí)驗(yàn)表明，在1000℃下，其強(qiáng)度比普通高鋁澆注料高30~60℃，無(wú)鋼纖維。

（2）爐頂應(yīng)選用體積穩(wěn)定性好、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的澆注料�？紤]到節(jié)能降耗，澆注料的體積密度應(yīng)盡可能小。

（3）全窯采用輕質(zhì)澆注料、輕質(zhì)磚、輕質(zhì)保溫水泥、硅酸鋁纖維制品等輕質(zhì)保溫材料，降低能耗，滿足使用要求。

在國(guó)內(nèi)工業(yè)窯爐中，不定型耐火材料的應(yīng)用比例已超過(guò)20%，而在國(guó)外，這一比例已超過(guò)40%。

對(duì)于一些砌筑難度大、工作環(huán)境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴嘴、進(jìn)料門框、拱門、特殊拱頂?shù)龋�可廣泛使用新型耐火材料的澆注料或預(yù)制件，以彌補(bǔ)角爐角死區(qū)的三角墻等部位。這些非標(biāo)準(zhǔn)和不規(guī)則耐火材料的使用，不僅節(jié)省了大量的鋸磚、造型和砌筑時(shí)間，而且由不規(guī)則材料組成的襯砌部件集成性好，使用壽命長(zhǎng)。目前，新型和不規(guī)則耐火材料在國(guó)內(nèi)鋁爐中的應(yīng)用比例還不夠。

采用高鋁磷酸鹽耐火澆注料預(yù)制砌筑的加料口后，加料口壽命比原來(lái)延長(zhǎng)2~3倍，

值得一提的是，由于鋁的活性，它可以不斷地與爐襯材料發(fā)揮物理和化學(xué)作用。新型和不定型材料的選擇原則與傳統(tǒng)的定型材料一致。應(yīng)優(yōu)先考慮高鋁骨料和外加劑，而不是硅。半硅或普通粘土類型的產(chǎn)品。

熔鋁爐的爐襯設(shè)計(jì)

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)熔鋁爐的襯里材料仍以高鋁磚為主要襯里材料，材料選擇和采購(gòu)方便。施工方案成熟，易于烘烤，成本低。這是大多數(shù)用戶使用高鋁磚的主要因素。但從使用情況來(lái)看，高鋁磚的耐腐蝕性仍存在很大的不足，特別是渣線的侵蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。實(shí)際上，傳統(tǒng)高鋁磚砌體的平均襯里壽命只有3年左右。

全澆注爐襯結(jié)構(gòu)是熔鋁爐襯技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)在這方面的應(yīng)用逐漸增多，并取得了一些成功的應(yīng)用實(shí)例。在熔鋁爐耐火材料的選擇和使用中，應(yīng)考慮以下因素：

2.1爐襯材料應(yīng)具有較高的使用溫度和較強(qiáng)的抗氣流沖刷能力。

2.2應(yīng)能適應(yīng)不同種類的合金生產(chǎn)，能承受各種精煉劑對(duì)耐火材料的侵蝕。

2.3應(yīng)具有良好的不積渣性能。

2.4能適應(yīng)各種復(fù)雜的回爐材料和各種廢鋁對(duì)高鋁磚的侵蝕性。