產(chǎn)品中心PRODUCTS
服務(wù)熱線
常用鋁和鋁合金熔化爐(簡稱熔解爐,下同)主要有反射爐、坩堝爐和感應(yīng)爐。我國目前鋁加工行業(yè)用的熔解爐主要是反射爐,因其具有容量大、熱效率高、操作容易等優(yōu)點(diǎn)。
隨著鋁熔解爐的不斷大型化和強(qiáng)化冶煉的實施,對內(nèi)襯耐火材料提出了更加苛刻的要求,因而迫切需要對熔解爐用耐火材料的性能進(jìn)行改進(jìn)。以抑制材料的損毀和對鋁液的污染。
雖然鋁熔解爐的操作溫度只有800〜1000℃,比鋼鐵冶煉的溫度低得多,但因金屬鋁以及鋁中合金元素非常活潑,它們不僅能極容易地同耐火材料成分反應(yīng)生成相應(yīng)的氧化物,而且金屬鋁和鋁合金溶液能極容易地滲透進(jìn)入耐火材料結(jié)構(gòu)中的氣孔內(nèi),產(chǎn)生特殊的變質(zhì)層,在溫度變動的條件下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落,造成耐火材料過快損毀。
鋁熔解爐用耐火材料損毀的原因有:
(1)金屬鋁熔點(diǎn)低(約750℃)、黏度小(僅0.104Pa•s),同20℃水的黏度(0.10Pa•s)相當(dāng)。這表明金屬鋁液和熔融鋁合金容易向耐火材料結(jié)構(gòu)中的氣孔內(nèi)滲透,會導(dǎo)致耐火材料的結(jié)構(gòu)剝落,加快其損毀。
(2)金屬鋁和鋁合金元素的化學(xué)活性高,會導(dǎo)致耐火材料中的SiO2、R2O、Fe2O3、TiO2被還原:
化學(xué)反應(yīng)式
(3)—些合金元素特別是Mg等高蒸氣壓元素容易滲入耐火材料氣孔內(nèi)并發(fā)生反應(yīng):
化學(xué)反應(yīng)式
由于伴隨體積增加而導(dǎo)致耐火材料疏松和破壞。
(4)清理爐襯表面結(jié)瘤和沉積雜物而導(dǎo)致耐火內(nèi)襯的機(jī)械損壞。
其中,鋁液和鋁合金溶液的滲透導(dǎo)致耐火材料結(jié)構(gòu)剝落是鋁熔解爐內(nèi)耐火材料過快損壞的主要原因。當(dāng)鋁液或熔融鋁合金滲透進(jìn)入耐火材料結(jié)構(gòu)中的氣孔內(nèi)以后,不僅使之質(zhì)量受到影響,而且導(dǎo)致爐襯變質(zhì),使被滲透區(qū)域變得非常疏松而很容易被沖擊流所腐蝕,這就會導(dǎo)致耐火材料未被滲透部分進(jìn)一步受到化學(xué)侵蝕。
在沒有機(jī)械作用清除變化了的耐火材料(被滲透部分)的情況下,便會由于熱溫度梯度,而使化學(xué)侵蝕變慢并停止。但由于原質(zhì)層和變質(zhì)層的膨脹系數(shù)和彈性模量等不同,在溫度變動的情況下,在熱應(yīng)力的作用下就會產(chǎn)生同加熱面平行的裂紋。在多次熱循環(huán)中,便會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剝落的發(fā)生,這種結(jié)構(gòu)剝落即可顯著地加快耐火材料的損毀。
從材質(zhì)設(shè)計方面考慮,向配料中添加能有效限制滲透的組分,如石墨、SiC、Si2ON2、Si3N4、B4C、BN、9A12O3•2B2O3和Al2O3•TiO2等便能大大提高耐火材料抗結(jié)構(gòu)剝落的性能。
通過對剛玉質(zhì)耐火材料顆粒進(jìn)行優(yōu)化以及適量配入非氧化物、選擇高品質(zhì)結(jié)合劑、采用高壓成形,可獲得性能較佳的復(fù)合剛玉質(zhì)耐火材料(制品)。這些高性能復(fù)合剛玉質(zhì)制品用于熔解爐時,可限制鋁液滲透,減少結(jié)構(gòu)剝落損毀,提高耐火材料使用壽命。
現(xiàn)在已經(jīng)得知,通過對耐火材料顆粒分布進(jìn)行優(yōu)化以及微粉的應(yīng)用,制造平均氣孔徑不超過0.5μm(不超過鋁液滲透的臨界氣孔直徑)以及透氣度低的耐火材料便能限制鋁液滲透。
根據(jù)所熔解的產(chǎn)品和操作條件,認(rèn)為熔解爐內(nèi)襯耐火材料可選用SiO2-Al2O3質(zhì)耐火材料?紤]到金屬鋁和鋁合金中的合金元素對SiO2有很強(qiáng)的還原能力,因而應(yīng)選用Al2O3含量高的SiO2-Al2O3質(zhì)耐火材料(如鋁礬土質(zhì)耐火材料和剛玉質(zhì)耐火材料)。在組織結(jié)構(gòu)上,應(yīng)制造透氣度低、氣孔直徑小于0.5μm的高鋁質(zhì)耐火材料,即能與熔解爐的使用條件相適應(yīng)。
- 上一篇:鋼包用耐火材料有什么性能及使用要求
- 下一篇:不燒磷酸鹽磚的干燥基理及工藝措施