熔铝炉结构及内衬用耐火材料介绍

发布时间：2021/11/30 17:11:15

熔铝炉炉壳钢结构和炉衬 

熔铝炉的钢结构一般采用10-12mm厚碳钢板和型钢焊接而成，刚度足，气密性好。炉底配备电磁搅拌装置的熔铝炉应在炉底相应部位采用非磁性不锈钢厚钢板。

炉内不同部位的炉衬材料不同，熔池采用优质高铝砖(LZ-75)、防渗铝浇注料、隔热砖砌筑；液面线250-300mm以上的侧墙由优质粘土砖、耐火混凝土及隔热砖、硅钙板组成；炉顶为挂平炉顶，在炉顶钢架上，每隔300mm用耐热钢金属锚固件。对倾式熔铝炉熔池上侧墙的炉衬结构可采用不定形耐火材料，通过耐热钢锚固件与侧墙钢结构连接，以时的工作条件。大熔铝炉门一般是用普碳钢与型钢焊接而成，内衬耐火浇注料、隔热轻质浇注料，炉门框及炉门四周密封件分别用小段小段、表面机械加工的耐热铸件组装而成。炉门与炉门框之间耐热铸件槽中的硅酸铝纤维编织绳，软密封炉门与炉门框之间。

熔铝炉用耐火材料主要包括定形材料和不定形耐火材料。其中定形材料主要为高铝砖，不定形材料主要为粘土或高铝耐火浇注料。捣碎材料和塑料。

不定型耐火材料在国内工业炉窑中的应用比例已超过20%，而在国外，这一比例已超过40%。

对于一些砌筑难度大、工作环境特殊、工艺繁琐的部位，如喷火口、给料门框、拱门、特殊拱顶等。新型耐火材料的浇注料或预制件可广泛用于弥补角炉角部死区的三角墙等部位。这些非标准的不定型耐火材料的使用，不仅节省了大量的锯砖。模具。砌筑时间，由不定型材料组成的衬里部件集成良好，使用寿命长。目前，新型和不定型耐火材料在国内熔铝炉中的应用比例还不够。

采用高铝磷酸盐耐火浇注料预制砌筑的加料口后，加料口的使用寿命比原来的延长2~3倍，

值得一提的是，由于铝的活性，它可以不断地与炉衬材料发挥物理和化学作用。新型和不定型材料的选择原则与常规定型材料一致。优先考虑高铝骨料和掺合料，而不是硅、半硅或普通粘土产品。

熔铝炉的钢结构一般采用10-12mm厚碳钢板和型钢焊接而成，刚度足，气密性好。炉底配备电磁搅拌装置的熔铝炉应在炉底相应部位采用非磁性不锈钢厚钢板。

不定型耐火材料在国内工业炉窑中的应用比例已超过20%，而在国外，这一比例已超过40%。

炉内不同部位的炉衬材料不同，熔池采用优质高铝砖(LZ-75)、防渗铝浇注料、隔热砖砌筑；液面线250-300mm以上的侧墙由优质粘土砖、耐火混凝土及隔热砖、硅钙板组成；炉顶为挂平炉顶，在炉顶钢架上，每隔300mm用耐热钢金属锚固件。

对倾式熔铝炉熔池上侧墙的炉衬结构可采用不定形耐火材料，通过耐热钢锚固件与侧墙钢结构连接，以时的工作条件。大熔铝炉门一般是用普碳钢与型钢焊接而成，内衬耐火浇注料、隔热轻质浇注料，炉门框及炉门四周密封件分别用小段小段、表面机械加工的耐热铸件组装而成。炉门与炉门框之间耐热铸件槽中的硅酸铝纤维编织绳，软密封炉门与炉门框之间。

对于一些砌筑难度大、工作环境特殊、工艺繁琐的部位，如喷火口、给料门框、拱门、特殊拱顶等。可广泛应用于新型耐火材料浇注料或预制件补角炉角部死区等部位。采用这类不定形耐火材料，既可节约大量的锯片、模具及砌筑时间，又可使内衬部分具有较好的综合性能和使用寿命。目前，新型和不定型耐火材料在国内熔铝炉中的应用比例还不够。

采用高铝磷酸盐耐火浇注料预制砌筑的加料口后，加料口的使用寿命比原来的延长2~3倍，

提高熔铝炉耐火浇注料使用寿命的方法主要针对以上三个方面：

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，能有效防止铝液及其合金渗透；

②耐火材料的耐铝水侵蚀性。耐火材料具有优异的铝水润湿性，能有效防止铝水渗透，防止铝水和铝渣粘附。铝液中的SiO__2和杂质易与铝液中的氧化镁反应，使耐火材料产生体积变化，导致耐火材料开裂，加速铝水对耐火材料的腐蚀。因此，耐火材料的铝含量越高，纯度越高，与铝水反应的概率越低，耐腐蚀性越好。同时，还可以添加钡盐、铬盐等外加剂，与铝水反应形成保护层，增加耐火材料的耐腐蚀性；

③耐火材料的耐磨性主要是提高其强度，能有效提高耐火材料的耐磨性和机械冲击性。

熔铝炉耐火材料损坏机理

一、熔铝炉耐火材料损坏的主要机理如下：

1.铝液附着在AL2O3-SiO2系耐火材料表面，反应如下:AL+SiO2→AL2O3+Si。

使耐火材料变质酥脆直至损坏，还原后的si进入铝液改变铝的成分；

2.金属铝液渗透到耐火材料的孔隙中，增加与耐火材料的接触面，改变耐火材料的成分。当渗透达到一定深度时，伴有AL+SO2反应，导致耐火材料结构剥落，损坏熔池；

二、解决办法及理由。

材料方面

1.高科技浇注料包括：低水泥、超低水泥、无水泥浇注料，其特点为致密(气孔小)、高强度、低温、中温、高温强度大，强度随温度升高而增大；而且，各种温度下，未成型的浇注料体积稳定；

2.通过调节超微粉粒径、蜂种粒度分布及种类，采用分层密堆叠等方法，可使浇注料孔隙率下降到10%以下，而所需切割孔分布只有0.5微米，用常规磷酸或磷酸铝作结合剂时，平均孔隙分布为22微米；一般情况下，铝液很难穿透小于0.5微米的孔，所以低水泥浇铸料将取代传统的磷酸盐作为结合剂的耐火材料；

3.由于没有加入抗铝液渗透的复合添加剂，这种低孔隙率和平均孔隙分布小的低水泥浇注料可提高铝液对耐火材料的润湿角，提高浇注料的抗铝液渗透性。

添加剂对铝液渗透性的影响。

结构方面

1.从炉门到炉内加入铝锭或废料，容易撞击炉门和炉门顶部。建议在炉门和炉门顶部使用高强度低水泥浇注料QT-FHA，加入耐热钢纤维。QT-FHA是一种高级耐火材料，由含有镍铬及其它合金元素的不锈钢耐热纤维和合适的防爆剂制成，采用低水泥浇注料制作，具有强度高、韧性好、抗冲性强、震性好、耐剥落、耐腐蚀、耐渗透等特点。环境使用性能在1200℃以下好。实验表明，到1000℃时，其强度比普通高铝浇注料高30~60，没有钢纤维。

2.炉顶应选择体积稳定性好、高温结构强度高的浇注料。考虑到节能降耗，浇注料的体积密度应尽可能小。

3.整个窑采用轻质浇注料、轻质砖、轻质保温胶泥、硅酸铝纤维制品等轻质保温材料，以降低能耗，满足使用要求。

如何根据熔铝炉结构选择耐火材料?

1.材料：

(1)高科技浇注料包括：低水泥、超低水泥、无水泥浇注料，其特点为致密(低孔隙率)、高强度、低温、中温、高温强度大，且强度随温度升高而增大；浇注料在各种温度下体积稳定。

(2)调节超微粉末加入浇注料的粒径、粒径分布、峰植及种类，采取多层紧密堆叠等措施，可使浇注料的孔隙率降至10%以下，切割制品的平均孔隙分布仅0.5PμM，用常规磷酸或磷酸铝作结合剂的耐火材料，孔隙平均分布为22微米；一般情况下，铝液难以穿透小于0.5微米的孔隙，所以低水泥浇铸料将取代诸如磷酸盐等传统耐火材料。

(3)在这种低孔隙率、低孔隙分布的低水泥注料中，未加入抗铝液渗透的复合添加剂可提高铝液对耐火材料的润湿角，从而提高浇注料的抗铝液渗透性。

2.结构：

(1)从炉门到炉内加入铝锭或废料，容易撞击炉门和炉门顶部。建议在炉门和炉门顶部使用高强度低水泥浇注料，加入耐热钢纤维。它是一种高档耐火材料，由含镍铬等合金元素的不锈钢耐热纤维和适当的防爆剂制成。采用特种添加剂，具有强度高、韧性好、抗冲击、抗热震、抗剥落、耐腐蚀、耐渗透等特点。环境使用性能在1200℃以下好。实验表明，到1000℃时，其强度比普通高铝浇注料高30~60，没有钢纤维。

(2)炉顶必须选择体积稳定性好、高温结构强度高的浇注料。考虑到节能降耗，浇注料的体积密度应尽可能小。

(3)整个窑炉采用轻质浇注料、轻质砖、轻质保温胶泥、硅酸铝纤维制品等轻质保温材料，以降低能耗，满足使用要求。