重庆烁鑫工业炉制造有限公司

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熔铝炉提高内衬寿命降低消耗成本

发表时间:2020-12-05 23:34

当今在铝制品工业中各种各样的熔铝炉不断的往大型化发展,也对耐火材料提出了更为苛刻的要求。熔铝炉内温度并不高,一般为800~950℃,但因为铝及其铝合金活性高,熔融后与40℃的水的活性度相当接近,具有极强渗透性,很容易润湿耐火材料并与之发生化学反应,引起耐火材料体积变化,产生裂纹并逐步破坏耐火材料。所以熔铝炉、反射炉坩埚炉等熔炼设备用耐火材料必须要得到改善才能提高熔炼寿命降低消耗成本。

铝熔炼炉提高内衬寿命降低消耗成本

虽然铝锭或废铝熔化后的温度虽然只有800~900℃,但铝及其合金中的镁、硅、锰等都很活泼,很容易与耐火材料中的一些化学元素发生反应,比如一些合金元素如镁等有很高的蒸汽压,其蒸汽比铝液更容易渗入耐火材料,并且渗入耐火材料后随之又被氧化,最终导致耐火材料变质、结构疏松和损坏。常见的反应如下:

AL+SiO2→AL2O3+Si

3Mg+AL2O3→3MgO+2AL

2Mg+O2→2MgO

MgO+AL2O3→MgAL2O4

Fe2O3+2AL→2Fe+AL2O3

所以我们分析了熔铝炉耐火材料损毁主要有以下三个原因。

①由于铝水的活性度急具渗透性,使用过程中会渗透进耐火材料中的气孔或细小裂缝中,造成耐火材料结构逐渐疏松和剥落,最终损毁耐火材料:而且铝及其合金极易与耐火材料中的杂质发生物理、化学反应,反应过程生成的物质会使铝产品质量受到影响。

② 铝液与耐火材料反应并黏附到耐火材料上面,形成表面结瘤、鼓包和沉淀物,不容易清理掉,一般通过机械方法清理,则会对耐火材料造成损坏。

③熔铝炉在生产过程中加料、扒渣等机械操作,对炉案、炉墙、炉底等进行撞击,磨损非常严重,也是熔铝炉耐火材料损毁的一个重要原因。

从上面可以看出,熔铝炉用耐火浇注料www.zzjdnc.com(驹达耐材)的使用寿命提高方式主要应该针对以上三个方面来进行解决:①提高耐火材料的致密密度,降低耐火材料的气孔率。耐火材料自身致密度高,气孔率低,可以有效防止铝液及其合金的渗透:

②耐火材料的抗铝水侵蚀性。耐火材料优良的抗铝水润湿性,可以有效的防止铝水渗透,阻止铝水及铝渣黏附。耐火材料中SiO2及杂质极易与铝液中的AL、Mg发生反应,同时引起耐火材料体积变化,使耐火材料形成裂纹,加速铝水向耐火材料中侵蚀。因此,耐火材料的铝含量越高,纯净度越高,就降低了与铝水发生反应的几率,抗侵蚀性就越好。同时,也可以加入外加剂,如钡盐、铬盐等与铝水反应形成保护层,增加耐火材料的抗侵蚀性:

③耐火材料的耐磨性。耐火材料的耐磨性主要是要提高其强度,可以有效增加耐火材料的抗磨损、抗机械冲击的性能。

重点是要提高熔铝炉的炉衬寿命,首先要设法阻止铝液的渗入,其次是渗入后如何使之形成致密层和高粘度的玻璃化层,此外还需提高耐火材料的抗磨损和抗热冲击性能。针对熔铝炉的以上炉衬原因的分析我们研制了熔铝炉用高强度抗铝渗透和抗铝液黏附的浇注料。

抗铝液渗透浇注料的材质选择,首先应从合金及材料的化学特性考虑,只有使用不受合金及炉渣侵蚀的材质才能保证材料具有良好的抗渗透性能:其次还要考虑浇注料的抗磨损和抗热冲击性能。

普通的高铝质材料和以SiO为主要成分的材料,由于AL易于SiO2发生反应,不宜作为熔铝炉用耐火材料,因此我们选着使用特级高铝矾土作为主要的材质。材质指标见下表1

铝熔炼炉提高内衬寿命降低消耗成本

经过我们公司技术团队对材料铝液和耐火材料之间的化学分析后论证出要减少或阻止熔体渗入耐火材料,可采取在生产耐火材料时加入与铝液不润湿且不会被铝或镁还原的耐火组元,如石墨、碳化物、氮化物、氧化铬、Sialon、BaSO4等按照加入后耐火材料我们做了试样实验,以特级高铝矾土为骨料,加适量α-AL2O3超细粉和SiO2超微粉。骨料与细粉的质量比为65:35根据加入的抗渗透余元不同,制作了5个试样:1#(SiC)、2#(uf-Cr2O3)、3#(石墨)、4#(Sialon)5#(BaSO4).做成φ40mmX40mm的坩埚,加入从铝颜料厂熔铝炉内取回的冶炼铝渣,加热至1100℃,保温3h,然后将坩埚切开,结果发现1#、2#和5#试样经1200℃3h熔烧后,坩埚内壁光洁,无侵蚀、渗透现象。但由于SiC、uf-Cr2O3价格昂贵,我们最终选择使用添加BaSO4。

结论:在加入BaSO4和其它类复合粉剂后实验通过了铝渣的测试显示加入后的材料在抗渗透性能上的提高,保证了炉衬湿润后的渗透现象,后又在某大型铝材加工厂的熔铝炉上得到了验证促使了使用寿命上的增长,节约了维修成本从而保证了生产的正常投用。


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