熔鋁爐結構及內襯用耐火材料介紹

發布時間：2021/11/30 17:11:15

熔鋁爐爐殼鋼結構和爐襯 

熔鋁爐的鋼結構一般采用10-12mm厚碳鋼板和型鋼焊接而成，剛度足，氣密性好。爐底配備電磁攪拌裝置的熔鋁爐應在爐底相應部位采用非磁性不鏽鋼厚鋼板。

爐內不同部位的爐襯材料不同，熔池采用優質高鋁磚(LZ-75)、防滲鋁澆注料、隔熱磚砌築；液麵線250-300mm以上的側牆由優質粘土磚、耐火混凝土及隔熱磚、矽鈣板組成；爐頂為掛平爐頂，在爐頂鋼架上，每隔300mm用耐熱鋼金屬錨固件。對傾式熔鋁爐熔池上側牆的爐襯結構可采用不定形耐火材料，通過耐熱鋼錨固件與側牆鋼結構連接，以時的工作條件。大熔鋁爐門一般是用普碳鋼與型鋼焊接而成，內襯耐火澆注料、隔熱輕質澆注料，爐門框及爐門四周密封件分別用小段小段、表麵機械加工的耐熱鑄件組裝而成。爐門與爐門框之間耐熱鑄件槽中的矽酸鋁纖維編織繩，軟密封爐門與爐門框之間。

熔鋁爐用耐火材料主要包括定形材料和不定形耐火材料。其中定形材料主要為高鋁磚，不定形材料主要為粘土或高鋁耐火澆注料。搗碎材料和塑料。

不定型耐火材料在國內工業爐窯中的應用比例已超過20%，而在國外，這一比例已超過40%。

對於一些砌築難度大、工作環境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴火口、給料門框、拱門、特殊拱頂等。新型耐火材料的澆注料或預製件可廣泛用於彌補角爐角部死區的三角牆等部位。這些非標準的不定型耐火材料的使用，不僅節省了大量的鋸磚。模具。砌築時間，由不定型材料組成的襯裏部件集成良好，使用壽命長。目前，新型和不定型耐火材料在國內熔鋁爐中的應用比例還不夠。

采用高鋁磷酸鹽耐火澆注料預製砌築的加料口後，加料口的使用壽命比原來的延長2~3倍，

值得一提的是，由於鋁的活性，它可以不斷地與爐襯材料發揮物理和化學作用。新型和不定型材料的選擇原則與常規定型材料一致。優先考慮高鋁骨料和摻合料，而不是矽、半矽或普通粘土產品。

熔鋁爐的鋼結構一般采用10-12mm厚碳鋼板和型鋼焊接而成，剛度足，氣密性好。爐底配備電磁攪拌裝置的熔鋁爐應在爐底相應部位采用非磁性不鏽鋼厚鋼板。

不定型耐火材料在國內工業爐窯中的應用比例已超過20%，而在國外，這一比例已超過40%。

爐內不同部位的爐襯材料不同，熔池采用優質高鋁磚(LZ-75)、防滲鋁澆注料、隔熱磚砌築；液麵線250-300mm以上的側牆由優質粘土磚、耐火混凝土及隔熱磚、矽鈣板組成；爐頂為掛平爐頂，在爐頂鋼架上，每隔300mm用耐熱鋼金屬錨固件。

對傾式熔鋁爐熔池上側牆的爐襯結構可采用不定形耐火材料，通過耐熱鋼錨固件與側牆鋼結構連接，以時的工作條件。大熔鋁爐門一般是用普碳鋼與型鋼焊接而成，內襯耐火澆注料、隔熱輕質澆注料，爐門框及爐門四周密封件分別用小段小段、表麵機械加工的耐熱鑄件組裝而成。爐門與爐門框之間耐熱鑄件槽中的矽酸鋁纖維編織繩，軟密封爐門與爐門框之間。

對於一些砌築難度大、工作環境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴火口、給料門框、拱門、特殊拱頂等。可廣泛應用於新型耐火材料澆注料或預製件補角爐角部死區等部位。采用這類不定形耐火材料，既可節約大量的鋸片、模具及砌築時間，又可使內襯部分具有較好的綜合性能和使用壽命。目前，新型和不定型耐火材料在國內熔鋁爐中的應用比例還不夠。

采用高鋁磷酸鹽耐火澆注料預製砌築的加料口後，加料口的使用壽命比原來的延長2~3倍，

提高熔鋁爐耐火澆注料使用壽命的方法主要針對以上三個方麵：

①提高耐火材料的密度，降低耐火材料的孔隙率。耐火材料密度高，孔隙率低，能有效防止鋁液及其合金滲透；

②耐火材料的耐鋁水侵蝕性。耐火材料具有優異的鋁水潤濕性，能有效防止鋁水滲透，防止鋁水和鋁渣粘附。鋁液中的SiO__2和雜質易與鋁液中的氧化鎂反應，使耐火材料產生體積變化，導致耐火材料開裂，加速鋁水對耐火材料的腐蝕。因此，耐火材料的鋁含量越高，純度越高，與鋁水反應的概率越低，耐腐蝕性越好。同時，還可以添加鋇鹽、鉻鹽等外加劑，與鋁水反應形成保護層，增加耐火材料的耐腐蝕性；

③耐火材料的耐磨性主要是提高其強度，能有效提高耐火材料的耐磨性和機械衝擊性。

熔鋁爐耐火材料損壞機理

一、熔鋁爐耐火材料損壞的主要機理如下：

1.鋁液附著在AL2O3-SiO2係耐火材料表麵，反應如下:AL+SiO2→AL2O3+Si。

使耐火材料變質酥脆直至損壞，還原後的si進入鋁液改變鋁的成分；

2.金屬鋁液滲透到耐火材料的孔隙中，增加與耐火材料的接觸麵，改變耐火材料的成分。當滲透達到一定深度時，伴有AL+SO2反應，導致耐火材料結構剝落，損壞熔池；

二、解決辦法及理由。

材料方麵

1.高科技澆注料包括：低水泥、超低水泥、無水泥澆注料，其特點為致密(氣孔小)、高強度、低溫、中溫、高溫強度大，強度隨溫度升高而增大；而且，各種溫度下，未成型的澆注料體積穩定；

2.通過調節超微粉粒徑、蜂種粒度分布及種類，采用分層密堆疊等方法，可使澆注料孔隙率下降到10%以下，而所需切割孔分布隻有0.5微米，用常規磷酸或磷酸鋁作結合劑時，平均孔隙分布為22微米；一般情況下，鋁液很難穿透小於0.5微米的孔，所以低水泥澆鑄料將取代傳統的磷酸鹽作為結合劑的耐火材料；

3.由於沒有加入抗鋁液滲透的複合添加劑，這種低孔隙率和平均孔隙分布小的低水泥澆注料可提高鋁液對耐火材料的潤濕角，提高澆注料的抗鋁液滲透性。

添加劑對鋁液滲透性的影響。

結構方麵

1.從爐門到爐內加入鋁錠或廢料，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度低水泥澆注料QT-FHA，加入耐熱鋼纖維。QT-FHA是一種高級耐火材料，由含有鎳鉻及其它合金元素的不鏽鋼耐熱纖維和合適的防爆劑製成，采用低水泥澆注料製作，具有強度高、韌性好、抗衝性強、震性好、耐剝落、耐腐蝕、耐滲透等特點。環境使用性能在1200℃以下好。實驗表明，到1000℃時，其強度比普通高鋁澆注料高30~60，沒有鋼纖維。

2.爐頂應選擇體積穩定性好、高溫結構強度高的澆注料。考慮到節能降耗，澆注料的體積密度應盡可能小。

3.整個窯采用輕質澆注料、輕質磚、輕質保溫膠泥、矽酸鋁纖維製品等輕質保溫材料，以降低能耗，滿足使用要求。

如何根據熔鋁爐結構選擇耐火材料?

1.材料：

(1)高科技澆注料包括：低水泥、超低水泥、無水泥澆注料，其特點為致密(低孔隙率)、高強度、低溫、中溫、高溫強度大，且強度隨溫度升高而增大；澆注料在各種溫度下體積穩定。

(2)調節超微粉末加入澆注料的粒徑、粒徑分布、峰植及種類，采取多層緊密堆疊等措施，可使澆注料的孔隙率降至10%以下，切割製品的平均孔隙分布僅0.5PμM，用常規磷酸或磷酸鋁作結合劑的耐火材料，孔隙平均分布為22微米；一般情況下，鋁液難以穿透小於0.5微米的孔隙，所以低水泥澆鑄料將取代諸如磷酸鹽等傳統耐火材料。

(3)在這種低孔隙率、低孔隙分布的低水泥注料中，未加入抗鋁液滲透的複合添加劑可提高鋁液對耐火材料的潤濕角，從而提高澆注料的抗鋁液滲透性。

2.結構：

(1)從爐門到爐內加入鋁錠或廢料，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度低水泥澆注料，加入耐熱鋼纖維。它是一種高檔耐火材料，由含鎳鉻等合金元素的不鏽鋼耐熱纖維和適當的防爆劑製成。采用特種添加劑，具有強度高、韌性好、抗衝擊、抗熱震、抗剝落、耐腐蝕、耐滲透等特點。環境使用性能在1200℃以下好。實驗表明，到1000℃時，其強度比普通高鋁澆注料高30~60，沒有鋼纖維。

(2)爐頂必須選擇體積穩定性好、高溫結構強度高的澆注料。考慮到節能降耗，澆注料的體積密度應盡可能小。

(3)整個窯爐采用輕質澆注料、輕質磚、輕質保溫膠泥、矽酸鋁纖維製品等輕質保溫材料，以降低能耗，滿足使用要求。