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熔炼炉、保温炉、铝水罐用耐火材料介绍

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2021-03-03


 
原生铝锭需经熔炼、铸造、加工成材方能使用。熔炼多用燃气或燃油的固定式或倾动式反射炉,也采用电阻反射炉和感应坩埚炉。其不同部位对耐火砖的要求也是不一样的。
熔炼铝的主要热工设备有锻烧烧结炉、电解槽和熔炼炉等。其回转窑烧成带内衬一般采用高铝耐火砖砌筑,其他部位可用粘土砖作内衬,隔热层靠近炉壳处铺设一层耐火纤维毡,然后砌筑一层轻质砖或用轻质耐火浇注料浇灌。
电解槽槽壳用钢板制成,槽壳内侧铺一层保温板或耐火纤维毡,接着砌筑轻质砖或浇灌轻质耐火浇注料,然后砌筑粘土砖而构成非工作层。
电解槽工作层只能采用导电性能良好的碳质或碳化硅质耐火材料,才能抵抗住铝熔液的渗透和氟化物电解质的侵蚀。过去,电解槽槽壁工作层一般采用碳块砌筑,近年来日本和西欧一些国家采用氮化硅结合的碳化硅砖砌筑,获得了较好的使用效果。
铝熔炼设备反射炉,接触铝液的炉衬,一般采用Al203含量为80-85%的高铝砖砌筑,熔炼高纯金属铝时,采用莫来石砖或刚玉砖。在炉床斜坡和装废旧铝料等易侵蚀和磨损的部位,可用氮化硅结合的碳化硅耐火砖。流铝槽和出铝口等部位,铝溶液冲刷严重,一般采用自结合或氮化硅结合的碳化硅耐火砖。也有用锆英石耐火砖怍内衬。出铝口堵塞物,采用真空浇注的耐火纤维锥效果较好。不接触铝溶液的炉衬,一般采用粘土砖、粘土质耐火浇注料或耐火可塑料。隔热层采用轻质砖、轻质耐火浇注料和耐火纤维制品。流铝槽的槽衬,一般采用碳化硅耐火砖,也可用电熔泡沫硅砖预制块。
此外,熔炼炉常用的炉衬材料还有烧结镁砂和硅藻土质隔热砖。镁砂主要用作熔池液线以下炉墙夹层部位的填充铺底材料,防止铝液渗透。镁砂干燥程度对铝熔体含气量影响较大,使用前应进行干燥处理(650℃,2h)。硅藻土质隔热砖主要用于炉子的隔热保温层。这种砖具有体积密度小、热导率小、保温性能较好等优点,但耐压强度较低,工作温度不能太高。
保温炉及铝水罐用耐火材料
铝保温炉分为槽形感应炉、电阻加热池式炉和煤气膛式炉等。该类设备因工作温度较低,一般用粘土砖等材料作衬体,也获得了较高的使用寿命。
(1)槽形感应炉用耐火材料该炉的衬体结构为先靠炉壳铺10mm厚的石棉板或耐火纤维毡,再砌筑粘土质隔热砖或漂珠砖作绝热层;炉子的工作层和线圈周围衬体普遍采用粘土质耐火捣打料捣制,也可用粘土质耐火浇注料现场浇灌。大型槽形感应炉的工作层,也可用Al2O3含量大于55%的高铝砖砌筑。
(2)电阻加热池式炉用耐火材料该炉非工作层用粘土质隔热砖、漂珠砖或隔热板砌筑、也可用体积密度为0.8 g/cm3的轻质耐火浇注料整体浇灌;熔池工作层采用Al2O3含量约为80%的高铝砖砌筑,也可用体积密度为2.4 g/cm3的高铝质耐火浇注料浇灌。熔池以上部位的工作层一般用粘土砖或耐火浇注料预制块砌筑,也可用高铝质耐火可塑料捣制。
(3)煤气膛式炉用耐火材料  该炉由炉底、炉墙和炉顶组成。可单独使用,为了节约能源,便于管理,也可与炼铝反射炉联合使用。其炉衬材质为粘土砖和高铝砖。
(4)铝水罐用耐火材料铝水罐是用于盛装铝液、运输和浇铸的热工设备。该罐壁非工作层用粘土质隔热砖砌筑,也可用体积密度为1.5 g/cm3的轻质耐火浇注料浇灌。其工作层则用粘土质或高铝质衬砖砌筑,也可用氧化铝空心球耐火浇注料整体浇灌;槽底采用高铝质衬砖砌筑,或用刚玉质耐火浇注料整体浇灌,其表面涂抹耐火涂抹料作保护层。铸口因受铝液的冲刷和侵蚀,一般用碳化硅砖、刚玉砖或熔融石英砖砌筑。我国普遍用塞棒装置控制铝水罐铝液的浇注。世界大多数国家采用滑动水口装置节流铝水罐铝液。滑动水口的滑板砖用Al2O3含量为90%的高铝质材料或ZrO2含量大于65%的锆质材料制作,使用前需涂抹石墨粉并进行预热,以防止铝液的渗透和冷凝。滑板砖的使用寿命一般为10次左右。
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