电熔炉用干式防渗料

发布时间：2021/1/12 18:22:18

电熔炉用干式防渗料具有施工简便，保温效果好，抗渗透等特点，其工作原理是在高温状态下材料和金属液体中的碱离子反应，表面形成隔离层，防止钠盐向阴极块中渗透，保护了阴极块，从而延长电解槽的使用寿命，同时还降低了电耗。

金属铝一般采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产，其主要设备是铝电解槽，内衬由碳砖、耐火砖和保温砖等材料砌筑。在电解铝生产过程中，槽衬收到冰晶石侵蚀、Na与NaF的蒸汽和铝液体通过碳砖砖缝向内侧壁耐火砖、保温砖渗透，通过槽底炭质阴极渗入到隔热层，致使铝电解槽寿命降低。为此，开发了侧壁用防渗透浇注料和槽底用干式防渗料。

电解槽的设计和选材，应确保炭阴极材料内部的温度大于850℃，因为NaF在850℃以下会结晶，引起炭阴极体积膨胀和炭砖鼓胀，降低其使用寿命。其办法是选用良好的保温砖作隔热层，同时在炭砖与隔热层之间用防渗料作阻挡层，防止NaF等有害物质的渗透。防渗浇注料的选用原则是m(Al2O3)/m(SiO2)大于0.9，就能抑制NaF和Na的渗透。

防渗浇注料采用黏土熟料作耐火骨料，三级矾土熟料作耐火粉料，添加超微粉，用CA-50水泥作结合剂，并加分散剂和硅质或长石类防渗剂。其主要性能：Al2O3 44%,SiO2 49%,体积密度≥2.23g/cm3，110℃和1000℃烧后耐压强度分别为40MPa和70MPa,1000℃烧后耐压强度分别为40MPa和70MPa。该料用于铝电解槽侧壁炭砖和隔热层之间，可阻止NaF和Na等物质的渗透，也保护了隔热层。

干式防渗浇注料临界粒径3mm,骨粉料质量比约为6:4，直接铺在槽底隔热层上，厚度为100-150mm，渗透深度测定：将干式防渗300克装进石墨坩埚内，加压振动5min，测定振实料高度H1，然后装进高分子比的冰晶石200克，密封坩埚，在电炉内加热到950℃，保温时间为96h.密封坩埚随炉自然降温到室温，取出坩埚，切开剖面观察分析，并侧量防渗料与冰晶石反应后的剩余高度H2，计算出渗透深度（H1-H2），实质为反应的高度，即为该料的抗渗透性。   

熔炼电炉炉底用耐火材料 

熔炼电炉炉底炉体由耐火砖砌体、钢结构及基础墩组成。

炉底与基础之间由基础墩支撑，构成架空式结构。

由于熔炼电炉炉底温度较熔炼反射炉炉底温度高，为保护炉底，一般都采用架空结构，用自然通风或强制吹风进行冷却。

耐火砖砌体由炉底、炉墙、炉顶组成。

熔炼电炉炉底结构为砖砌反拱式炉底，反拱砖层数为2~3层，炉底总厚度一般为1250~1300mm。由下往上依次为炉底钢板（40mm）、耐火浇注料（95~150mm）、粘土砖（230~300mm）、镁砖（760mm）。也有不用耐火浇注料，直接砌粘土砖（500mm），其上用镁砖（760mm）砌成反拱式炉底。  

铝电解槽干防渗料

铝电解槽中采用耐火材料和保温材料，它们的功用是：

1、节省热能，亦即减少往周围环境中的热损失量，可以使槽电压降低，并且减少单位金属产量的电能消耗量。

2、保持需要的热平衡，以便获得足够的伸腿结壳保护层，同时避免不需要的过度冷却而造成操作上的困难。

3、延长槽寿命。

铝电解槽中化学防渗料的发展过程。干防渗料的质量要求：

1、耐火度不低于1400℃；

 2、防渗料在高温下与渗透下来的电解液接触时，能够阻挡其继续渗透下来；

 3、干粉防渗料应易于振实，振实后具有相当的承载能力，以便于施工和承载炭块质量，以及在炭块札缝时保证防渗料不变形。

4、防渗料的容积密度，在振实之后达到1.90g／cm3。

防渗料又称化学挡板，亦称防渗浇注料。其本身不是不能被渗透的，但是能够同渗入的电解质组分发生化学反应，就地形成干涸的挡板，可阻止电解质继续向下渗透；亦即，在同氟化物反应之后生成不透性的固体层或玻璃状层。具有此种特性的材料包括含有硅酸钙或钙硅酸铝的一组矿物，当其中某些矿物同氟渗入的熔盐在900℃下发生反应时，所有的反应产物都是固体化合物，结果使熔盐相干涸。

这种干粉防渗料效果较好，可起到降低电耗，降低筑炉费用，延长槽寿命的作用。                          

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