熔铝炉耐火材料

熔铝炉,熔炼炉,有色金属熔炼设备都对耐火材料有很高的要求,熔铝炉用耐火材料要满足以下六大要求。

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简介

熔铝炉,熔炼炉,有色金属熔炼设备都对耐火材料有很高的要求,熔铝炉用耐火材料要满足以下六大要求。

关键词

熔铝炉,熔炼炉,有色金属熔炼设备都对耐火材料有很高的要求,熔铝炉用耐火材料要满足以下六大要求。
(1)有良好的化学稳定性
金属铝及铝合金不仅化学活性高,而且其熔液的流动性极好。铝熔液在750℃时的粘度仅为1.04厘泊,与20℃时水的粘度(1.0厘泊)相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因。在铝液同耐火材料相接触的温度下,铝起强还原剂作用。耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原。铝液同炉衬耐火材料之间的反应不仅使产品的质量受到影响,而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物,受铝液浸渍部分和原砖的界面有出现裂纹的危险,停炉时还会引起剥落。所以,同铝液接触的炉衬材料,必须具有很高的化学稳定性和尽可能少的浸渍量。
(2)有良好的抗冲刷性
一般为了使炉子有较高的电效率,炉壁材料都设计的很薄,但炉子运行过程中,由于电磁力的作用,炉内金属液不停地翻腾和搅拌,对炉衬不断地冲刷和磨损。对有心感应炉,由于采用了喷流型熔沟,熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重。所以,要求所用耐火材料必须具有很高的机械强度和硬度。
(3)有较高的致密度和体积稳定性
作为熔炼炉用耐火材料,在材质一定的情况下,都希望获得较高的致密度和体积稳定性。体密的高低,反应了成型体内部气孔含量多少,特别是烧结程度的好坏。材料的体积稳定性愈高,烧结和使用过程产生裂纹的可能性愈小,所产生裂纹的宽度愈小,抗渗透能力愈强。
(4)不易产生炉瘤
极少可能由于熔融物表面或内部存在的杂质(例如Al2O3)而形成炉瘤。因为炉瘤会使炉子容量显著降低,而且金属瘤本身致密、坚韧,除掉是非常困难的。
(5)不易被金属液润湿和渗透
众所周知,耐火材料是脆性材料,在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹。但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展的速度。而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关。润湿能力愈差,愈有利。
(6)耐急冷急热性能好
这一点对无心感应炉特别重要。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环,炉衬材料反复受到热冲击。若耐火材料热震稳定性不佳,则极易产生裂纹和裂纹扩展,金属液会在短期内渗透到线圈处,导致整台炉衬报废。

对一些砌筑难度较大、作业环境特殊、工序繁琐的部位,如喷火口、加料门框、拱、特殊拱顶、用于弥补角型炉角部死区的三角墙等部位,都可以广泛地使用新型耐火材料的浇注料或其预制件等。这些非标准的、不定型的耐火材料的采用,不仅省掉了筑炉时大量的锯砖、制模、砌筑时间,而且由不定型材料组成的衬体部件一体性好,寿命也长。

目前,新型与不定型耐火材料在国内熔铝炉上的应用比例是不够的。采用高铝质磷酸盐耐火材料预制砌筑的加料口后,加料口的寿命比原来的延长2~3倍,值得一提的是,由于铝的活泼特性,它能够不断地与炉衬材料起物理、化学作用。新型与不定型材料的选择原则与常规定型材料是一致的。应优先选用高铝质的骨料与掺合料,而不宜选用硅质、半硅质或普通粘土类型的制品。

浇注料在熔铝炉上的应用整体浇注冶金炉技术是用耐火材料在现场一次浇注成型炉体耐火材料的一种冶金炉砌筑方法。据资料介绍这种技术的特点在于其结构整体性好,无砖缝,整体强度高,因而炉体寿命较长。在国内有色冶金行业的一些炉体上试用这种技术。圆炉工作温度高达1200℃,静置炉高工作温度达1000℃。

六合人家圆炉采用炉顶揭盖加料,小炉为三个炉门人工扒渣,大炉为两个炉门机械扒渣作业。原料为铝锭、废料铸棒、废料型材和铸轧铝卷。每个静置炉也有两个炉门供扒渣和精炼操作。以往炉体都是用耐火砖砌成的,一些部位极容易损坏,从而影响了炉体寿命和生产效率。而通过对熔铝炉进行用耐火材料局部浇注炉体,以提高炉体整体使用寿命的技术改造。

圆炉除炉底部分砌砖外,炉墙、扒渣坡、炉门框、炉门、烧嘴砖等全部改为耐火材料整体浇注。已全部更换为浇注料整体浇注。所有炉盖及包括大炉盖及小炉盖也都改成了浇注料整体浇注。整体浇注炉盖使用寿命平均3-5年。

熔铝炉是根据铝熔炼工艺而开发的一种新型节能炉,它能很好地满足铝熔炼工艺中:合金成份要求严,生产不连续,单炉容量较大等要求,达到了降低消耗,减小烧损,提高产品质量,降低劳动强度,改善劳动条件和提高生产效率之功效,适用于间歇作业,配合金及回炉料多的熔炼。熔铝炉在使用中会出现磨损情况,影响炉衬的使用寿命,那么如何选择适合熔铝炉用耐火材料?

六合人家一、耐急冷急热性能好和良好的化学稳定性

这一点对无心感应炉特别重要。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环,炉衬材料反复受到热冲击。若耐火材料热震稳定性不佳,则极易产生裂纹和裂纹扩展,金属液会在短期内渗透到线圈处,导致整台炉衬报废。金属铝及铝合金不仅化学活性高,而且其熔液的流动性好。铝熔液在750℃时的粘度仅为1.04厘泊,与20℃时水的粘度(1.0厘泊)相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因。在铝液同耐火材料相接触的温度下,铝起强还原剂作用。耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原。铝液同炉衬耐火材料之间的反应不仅使产品的质量受到影响,而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物,受铝液浸渍部分和原砖的界面有出现裂纹的危险,停炉时还会引起剥落。所以,同铝液接触的炉衬材料,须具有很高的化学稳定性和尽可能少的浸渍量。

二、不易产生炉瘤和不易被金属液润湿和渗透

极少可能由于熔融物表面或内部存在的杂质(例如Al2O3)而形成炉瘤。因为炉瘤会使炉子容量显着降低,而且金属瘤本身致密、坚韧,除掉是非常困难的。众所周知,耐火材料是脆性材料,在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹。但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展的速度。而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关。润湿能力愈差,愈有利。

三、良好的抗冲刷性和较高的致密度和体积稳定性

一般为了使炉子有较高的电效率,炉壁材料都设计的很薄,但炉子运行过程中,由于电磁力的作用,炉内金属液不停地翻腾和搅拌,对炉衬不断地冲刷和磨损。对有心感应炉,由于采用了喷流型熔沟,熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重。所以,要求所用耐火材料须具有很高的机械强度和硬度。作为熔炼炉用耐火材料,在材质一定的情况下,都希望获得较高的致密度和体积稳定性。体密的高低,反应了成型体内部气孔含量多少,特别是烧结程度的好坏。材料的体积稳定性愈高,烧结和使用过程产生裂纹的可能性愈小,所产生裂纹的宽度愈小,抗渗透能力愈强。

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