鋁熔煉爐和高純鋁熔煉爐用耐火磚和材料

冶煉鋁的主要熱工設(shè)備是鍛燒燒結(jié)爐、電解槽、熔爐等。它的回轉(zhuǎn)窯燒帶內(nèi)襯一般是用高鋁耐火磚砌筑的，其它部分可用粘土磚做內(nèi)襯，隔熱層靠近爐殼的地方鋪上一層耐火纖維氈，再鋪上一層輕磚或用輕質(zhì)耐火澆注料澆灌。

電解槽的殼體由鋼板制成，槽殼內(nèi)部鋪一層隔熱板或耐火纖維氈，然后砌筑輕質(zhì)磚或澆灌輕質(zhì)耐火澆注料，再砌筑粘土磚，形成非使用層。

電解槽工作層只能使用導(dǎo)電性好的碳質(zhì)或硅碳化硅耐火材料，以抵抗鋁熔液的滲透性和氟化物電解質(zhì)的侵蝕。以往，電解槽槽壁的工作層通常是用碳?jí)K砌筑，近幾年來，日本和西歐的一些國家都采用氮化硅結(jié)合砌筑，取得了良好的使用效果。

電解槽底部工作層一般是用炭塊砌筑，而耐火磚的磚縫較小，并用炭糊填滿，以防止熔融液體的滲入，提高導(dǎo)電性能。

反射爐是常見的鋁熔煉設(shè)備。與鋁熔液接觸的爐襯，通常用Al2O3含量80%~85%的高鋁磚砌筑，熔煉高純金屬鋁時(shí)，應(yīng)選用莫來石磚或剛玉磚。有的廠家在爐床、裝廢鋁料等易腐蝕、磨損的部位，采用氮化硅結(jié)合的碳化硅磚砌筑。在流鋁槽、鋁液出口等部位，鋁熔液沖刷嚴(yán)重，一般采用自結(jié)式或氮化硅結(jié)合的碳化硅磚砌筑，也可以用鋯英石做襯墊。纖維錐形出鋁口、真空澆鑄的纖維錐形效果更好。無鋁熔融液爐襯，一般用粘土磚#粘土耐火澆注料或耐火塑料等材料砌筑。為加速熔煉速度，節(jié)約能源，目前廣泛使用輕質(zhì)輕質(zhì)磚塊和耐火纖維制品作為保溫材料。

鋁熔體感應(yīng)坩堝爐也是比較常用的設(shè)備，它的內(nèi)襯一般是Al2O3含量70%~80%的高鋁質(zhì)耐火澆注料或耐火搗打料，同時(shí)還可用剛玉質(zhì)耐火混凝土做內(nèi)襯。

從爐內(nèi)出鋁口，通過流鋁槽流出鋁液。它的槽襯砌一般是碳化硅磚砌筑，也有電熔性泡沫硅砂預(yù)制塊。如果使用預(yù)制塊作為溝槽襯里，表面應(yīng)涂電熔硅砂或用高鋁水泥電熔泡沫硅砂耐火澆注料做保護(hù)層。

高純鋁熔煉爐用耐火材料

一般熔煉鋁爐內(nèi)襯用耐火材料，一般選用高鋁耐火材料.Si3N4與SiC質(zhì)耐火材料砌筑。在使用高鋁質(zhì)耐火材料時(shí)，由于其中的SiO2和雜質(zhì)Fe2O3等元素被還原為Si和Fe，從而熔化到金屬鋁中，從而很難得到高純金屬鋁。用Si3N4與SiC質(zhì)耐火材料結(jié)合使用時(shí)，盡管不純物熔入量可降低到金屬鋁中，并能得到更高純度的金屬鋁，但由于Si3N4結(jié)合SiC質(zhì)耐火材料中含有Si組分，因此金屬鋁仍有可能從耐火材料中吸收Si。

所以，要制造出非常純正的鋁，就需要一種不引入雜質(zhì)的耐火材料。從化學(xué)原理出發(fā)，在現(xiàn)有耐火制品中，認(rèn)為用與金屬鋁相同的原料—Al2O3為原料制成的剛玉質(zhì)耐火材料就可以滿足以上要求。這類剛玉耐火材料主要是燒結(jié)型氧化鋁或片狀氧化鋁粉，再與氧化鋁粉混合而成，其技術(shù)關(guān)鍵是要采用純基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氧化鋁自清潔結(jié)構(gòu)，以獲得高強(qiáng)度且無雜質(zhì)成分熔化到金屬鋁中。

此外，由于鋁廠在熔煉鋁過程中溫度變化較大，因此，鋁熔煉爐內(nèi)襯耐火材料應(yīng)具有在溫度劇烈變化時(shí)不剝落，耐熱震性好等特點(diǎn)。由此可以看出，一種能使金屬鋁不受雜質(zhì)成份的侵?jǐn)_，又具有較高抗熱震性的剛玉耐火材料，是生產(chǎn)高純鋁選用的重要耐火材料。

用A磚(Al2O3含量為94%)熔煉爐內(nèi)襯料(Al2O3含量為94%)明顯降低，與Si3N4結(jié)合在SiC磚中襯雜質(zhì)較少。

鋁爐用耐火磚。

鋁質(zhì)隔熱爐分槽式爐、電阻式加熱池式爐、槽式爐等。這類設(shè)備由于工作溫度較低，一般采用耐火磚等材料作為內(nèi)襯，使用壽命也比較長。

(1)槽式感應(yīng)爐用耐火磚，該爐襯結(jié)構(gòu)是先靠爐殼鋪上10mm厚的石棉或耐火纖維氈，用粘土做絕熱層，用粘土耐火搗打料搗碎，用來做絕緣層，用粘土耐火搗打料搗成的爐襯和盤管，還可以用粘土耐火澆注料現(xiàn)場澆注。大槽式感應(yīng)爐工作層，還可用含量超過55%的高鋁質(zhì)耐火磚砌筑。

(2)爐體非工作層用粘土隔熱耐火磚.爐體非工作層用粘土隔熱耐火磚.浮球磚或隔熱板砌筑.體積密度0.8g/cm3的輕質(zhì)耐火澆注料可整體澆灌；熔池工作層采用高鋁耐火磚砌筑，體積密度0.8g/cm3。此外，還可以采用體積密度2.4g/cm3的高鋁耐火澆注料澆灌。熔池上工作層一般采用粘土磚或耐火澆注料預(yù)制塊砌筑，也可用高鋁耐火塑料搗制。

(3)煤氣膛式爐用耐火磚是一種爐底.爐墻、爐頂�？梢詥为�(dú)使用，節(jié)省能源，方便管理，還可與煉鋁反射爐聯(lián)用。爐內(nèi)材料采用粘土磚、高鋁質(zhì)耐火磚。

(4)鋁罐用于鋁制罐體的耐火磚、鋁水罐，用于運(yùn)輸、澆注。在儲(chǔ)罐內(nèi)壁非工作層采用粘土隔熱耐火磚砌筑，也可采用容積密度1.5g/cm3的輕質(zhì)耐火澆注料進(jìn)行澆灌。工作面采用粘土磚或高鋁質(zhì)耐火磚砌筑，由于鋁質(zhì)耐火磚價(jià)格高于粘土磚，因此不必全部使用粘土磚。氧化鋁空球型耐火澆注料也可用整體澆灌；槽底用高鋁質(zhì)耐火磚砌筑，或用剛玉質(zhì)耐火澆注料整體澆注，在槽底涂上耐火漆作為保護(hù)層。

口型一般采用碳化硅磚，剛玉耐火磚或熔合石英磚。在國內(nèi)，一般采用塞棒裝置進(jìn)行鋁液澆注。國內(nèi)外節(jié)流鋁水罐的滑水裝置大多采用滑水裝置�；�水口滑板磚采用Al2O3含量90%的高鋁質(zhì)耐火磚或Zr2O3含量超過65%的鋯質(zhì)磚，在使用前需將石墨粉涂上并預(yù)熱，以防鋁液滲入和冷凝。

鋁熔煉爐類型及耐火材料介紹

冶煉過程中的爐子主要有反射爐、感應(yīng)爐等，一般工作溫度在700-1000℃之間。這類爐襯的損壞主要是由鋁液的滲入和沖刷造成的，其襯體一般用粘土磚.高鋁耐火磚、剛玉莫來石磚、高鋁質(zhì)耐火澆注料和耐火塑料制作，由于使用條件好，爐子壽命較長。

1.反射爐耐火材料。

本爐分固定式和傾動(dòng)式兩種，通常以氣體或重油為燃料。在反射爐中，一般采用固定爐非工作層用耐火纖維氈和粘土質(zhì)隔熱耐火磚砌筑。熔池上作業(yè)層一股用粘土磚砌成，還可以吊裝高鋁質(zhì)耐火澆注料預(yù)制塊，或在現(xiàn)場澆灌或用高鋁質(zhì)耐火塑料搗打而成，熔池工作層根據(jù)使用要術(shù)不同，材料也不一樣，一般為Al2O3含量超過75%的高鋁質(zhì)耐火磚砌筑，此外，還可將高鋁質(zhì)耐火澆注料Al2O3含量80%外澆注料澆注到整體工作層，在熔煉高純金屬鋁時(shí)，熔池工作層宜使用純度高的莫來石磚或鋯英石磚砌筑。開鋁口、流鋁槽及內(nèi)襯，為防止鋁液滲入和腐蝕，通常采用大型碳化硅磚砌筑。加濕器及其熔劑及合金處理室使用的耐火材料基本上與反射爐相同。在用鋁錠或廢鋁時(shí)，可以直接從進(jìn)料口進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行冶煉。采用電解鋁溶液作為原料。用虹吸管或真空包從鋁電解槽底部吸出鋁液，送至反射爐。由進(jìn)料口倒入，裝料后，邊加熱邊將氯吹到熔池中脫氫處埋，虹吸管襯里一般用耐火纖維增強(qiáng)輕質(zhì)耐火澆注料作絕熱層，也可用粘土質(zhì)隔熱耐火磚砌筑，其工作層普遍采用致密粘土磚或剛玉磚砌筑。真空包內(nèi)的絕緣層和虹吸管一樣。工作面采用優(yōu)質(zhì)陶土磚或高鋁磚砌筑。反射爐和保溫爐的正常運(yùn)行，其使用壽命一般在2-5a左右。

2.轉(zhuǎn)筒耐火材料。

爐體非工作層采用粘土隔熱耐火磚或漂珠磚砌筑，此外，還可以用體積密度1.0g/cm3的輕質(zhì)耐火澆注料澆灌或做成預(yù)制塊砌筑：工作結(jié)用致密粘土磚或含鋁大于55%的高鋁耐火磚砌筑，轉(zhuǎn)筒爐的爐齡一般在300-500爐次。在熔劑中加入一種熔融的鋁塊。由于化學(xué)侵蝕的加劇，爐齡下降。

3.耐火材料用于感應(yīng)電爐。

爐襯采用粘土磚或三級(jí)高鋁質(zhì)耐火磚砌筑。爐底有時(shí)先用高鋁耐火澆注料澆注基層，然后再砌高鋁耐火磚。在感應(yīng)電爐容量小于10t時(shí)，爐襯可采用高鋁-2O3和約75%的鋁質(zhì)耐火澆注料或耐火搗打料，也可用于剛玉質(zhì)耐火澆注料或干振。熔爐感應(yīng)器線圈周圍的襯體，一-般用剛玉質(zhì)耐火澆注料，或用干式振動(dòng)料振密實(shí)。因原材料、探作條件的不同，其使用壽命也有所不同，一般爐齡在0.5-4.0a之間。應(yīng)用過程中，對(duì)線圈周圍襯體等易損壞部位要進(jìn)行1-5次小修。

4.用于保溫爐和鋁罐的耐火材料

鋁質(zhì)隔熱爐分槽式爐、電阻式加熱池式爐、槽式爐等。這類設(shè)備由于工作溫度較低，通常采用粘土磚等材料作為襯體，也具有較高的使用壽命。

5.槽式感應(yīng)爐耐火材料。

這種爐襯結(jié)構(gòu)是先靠爐殼鋪10毫米石棉或耐火纖維氈，用粘土做絕熱層，用一種粘土耐火搗打料搗打器，用粘土耐火搗打料搗成爐內(nèi)工作層和繞圈，廣泛用于保溫。還可用于粘土耐火澆注料現(xiàn)場澆注，大型槽型感應(yīng)爐，還可以用Al2O3含量超過55%的高鋁質(zhì)耐火磚砌筑。

6.電阻加熱池式爐耐火材料。

本爐非工作層用粘土隔熱耐火磚.漂珠磚或隔熱板砌筑。此外，還可采用體積密度0.8g/cm3的輕質(zhì)耐火澆注料整體澆灌；熔池作業(yè)層內(nèi)用高鋁耐火磚砌筑，體積密度為0.8g/cm3/cm3。熔池上工作層一般采用粘土磚或耐火澆注料預(yù)制塊砌筑，也可用高鋁耐火塑料搗制。

7.爐膛式耐火材料。

該爐體由爐底、爐壁、爐頂構(gòu)成�？梢詥为�(dú)使用，節(jié)省能源，方便管理，還可與煉鋁反射爐聯(lián)用。爐內(nèi)材料采用粘土磚、高鋁質(zhì)耐火磚。

8.精煉鋁的耐火材料。

煉鋼所使用的熱工設(shè)備是電解槽。槽壁采用鎂磚砌筑，其余部分采用粘土磚和高鋁質(zhì)耐火磚，電解時(shí)，槽溫度一般在720-800℃之間，槽襯使用溫度低，所以使用壽命長。

9.耐火材料用于鋁罐。

鋁水罐裝鋁液，輸送、澆注用熱設(shè)備。儲(chǔ)罐內(nèi)壁非工作層采用粘土隔熱耐火磚砌筑，也可采用容積密度1.5g/cm3的輕質(zhì)耐火澆注料澆灌。工作面采用粘土磚或高鋁質(zhì)耐火磚砌筑，也可采用氧化鋁空心球形耐火澆注料整體澆灌；罐底采用高鋁質(zhì)耐火磚砌筑，或以剛玉耐火澆注料整體澆灌，表面涂涂耐火料作保護(hù)層。由于鋁液的沖刷和沖刷，鑄口一般采用碳化硅磚、剛玉磚或熔融石英磚砌筑。采用中國通用的塞棒裝置對(duì)鋁水澆注鋁水。