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铝熔解炉用耐火材料的种类和性能要求

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发布时间：

2022-05-23

【概要描述】

常用的铝及铝合金熔解炉主要有反射炉、坩埚炉和感应炉。目前我国铝加工行业使用的熔解炉主要是反射炉，反射炉具有容量大、热效率高、操作方便等优点。随着冶炼规模的不断扩大和强化冶炼的实施，对炉衬耐火材料提出了更严格的要求，提高熔解炉用耐火材料的性能迫在眉睫，从而抑制材料的损伤和铝液的污染。

常用的铝及铝合金熔解炉主要有反射炉、坩埚炉和感应炉。目前我国铝加工行业使用的熔解炉主要是反射炉，反射炉具有容量大、热效率高、操作方便等优点。随着冶炼规模的不断扩大和强化冶炼的实施，对炉衬耐高温材炓提出了更严格的要求，提高熔解炉用耐高温材炓的性能迫在眉睫，从而抑制材料的损伤和铝液的污染。

　　虽然铝熔解炉的操作温度只有800度，远低于钢铁冶炼，但由于金属铝和铝中的合金元素非常活泼，不仅能非常容易地与耐高温材炓成分反应生成相应的氧化物，而且金属铝和铝合金溶液也很容易渗入耐高温材炓结构的孔隙中，产生特殊的变质层，在温度变化的情况下会将结构剥离，导致耐高温材炓迅速损坏。

铝熔解炉用耐高温材炓损坏的原因是：(1)金属铝熔点低，粘度低，相当于水在20度时的粘度。这说明熔融铝和熔融铝合金容易渗入耐高温材炓结构中的气孔，从而导致耐高温材炓的结构性剥落，加速其损坏。(2)金属铝和铝合金元素的高化学活性会导致耐高温材炓中SiO2、R2O、Fe2O3和TiO2的还原。(3)—某些合金元素，特别是高蒸气压元素如Mg，容易渗入耐高温材炓的气孔并发生反应：耐高温材炓因伴随的体积增大而疏松破坏。

其中，铝熔解炉耐高温材炓快速损坏的主要原因是铝液和铝合金溶液的渗入造成耐高温材炓结构的剥落。当熔融铝或熔融铝合金渗入耐高温材炓结构中的孔隙时，不仅影响其质量，还会导致内衬的劣化，使渗透区非常疏松，容易被冲击流腐蚀，从而导致耐高温材炓未渗透部分的进一步化学侵蚀。如果没有机械作用来移除已改变的耐高温材炓，化学侵蚀将会由于热温度梯度而减缓并停止。但由于原层和改性层膨胀系数和弹性模量的差异，当温度变化时，在热应力的作用下会产生平行于受热面的裂纹。许多热循环将导致结构剥落，这可明显加速耐高温材炓的损坏。

　　从材料设计方面，通过优化刚玉耐火颗粒，添加适量的非氧化物，选择优质结合剂，采用高压成型，可以获得性能更好的复合刚玉耐高温材炓。这些高性能复合刚玉制品用于熔解炉时，可以限制铝液的渗透，减少结构剥落和损坏，延长耐高温材炓的使用寿命。根据熔炼产物和操作条件，认为SiO2-Al2O3耐高温材炓可以作为熔炼炉的内衬耐高温材炓。考虑到铝及铝合金中的合金元素对二氧化硅有很强的还原能力，应选择高Al2O3含量的二氧化硅-Al2O3耐高温材炓。在组织结构上，应采用低透气性、孔径小于0.5um的高铝质耐高温材炓，以适应熔解炉的使用条件。