金屬鋁是目前應用最廣泛的有色金屬之一。它的生產方法為固定的兩步制取法。第步,用濕法從鋁礬土礦中制取工業氧化鋁;第二步,以工業氧化鋁為原料,采用熔鹽電解法制取金屬鋁。生產過程所使用高溫爐窯有回轉窯、熔鹽電解槽、熔鋁護等。
鋁工業爐的耐火材料消耗量很大。其原因在于,在制取A2O3時,物料中堿性物質對回轉窯耐火材料的侵蝕特別嚴重。在熔煉鋁的過程中,即便在較低溫度下,金屬鋁仍具有很強的滲透能力,一旦滲入磚內,將與磚中SiO2。發生反應,把Si還原出來,破壞了耐火材料的組織結構,使爐襯產生變質層,疏松、剝落而損毀。其反應式為:SiO2+Al—Al2O3+Si
因此,含SiO2的耐火材料均不宜作為金屬鋁熔煉設備的筑爐材料。所以一般鋁工業爐用耐火材料,除高鋁磚外,常用碳質制品。
一、回轉窯用耐火材料
氧化鋁生產用回轉窯窯體為鋼板焊接而成的筒體,內襯耐火材料。耐火材料工作環境惡劣、條件苛刻。它應當具有如下一些特性:抗堿侵蝕能力強;能長期處于1200~1300℃高溫下工作,而不損毀;能承受動載荷的沖擊;能抵抗爐料的侵蝕;能耐高溫氣流的沖蝕。回轉窯內煙燒過程為:高溫火焰和被加熱物料在爐內作逆向運動。堿石灰鋁礬土生料漿(含水40%)或氫氧化鋁(含水12~18%)由窯尾加入,經低溫干燥脫水、加熱、高溫燃燒,從窯頭岀料,而高溫氣體由窯頭向窯尾流動。因此,窯內劃分為預熱帶和高溫鍛燒帶。為防止漿料在加熱煅燒過程中粘結窯襯和強化傳熱過程,在耐火材料砌體間還設置有鏈條;在窯體作旋轉運動過程中,不斷地打擊物料和襯磚,對窯襯的使用壽命有一定的影響
回轉窯的耐火材料應用情況:高溫煅燒帶工作襯,般采用高鋁磚砌筑。預熱帶采用致密粘土磚砌筑。磚與鋼殼之間可襯5~10m的耐火纖維氈。窯頭和窯尾的密封罩,一般內襯以致密粘土磚。
二、鋁電解槽用耐火材料
金屬鋁目前只能通過A2O3氟鹽電解質熔鹽電解法制取。電解槽既是電解裝置,又為高溫冶金設備。電解槽的形式很多,但基本構造是一致的。應用最廣的是密閉式自焙陽極電解。爐體的基本結構如下：
鋁電解采用冰晶石(NaAE)、氟化鋁(AF)、氟化鋰(LiF)等熔液為電解質,將A2O2加入電解槽,通電熔化,雖然Al2O3熔點為2050℃,但在氟化鹽熔體中可降至970℃左右。在電場力的作用下,Al2O3電離,A在陰極聚集,可用真空泵吸入鋁水罐送去進一步處理和鑄錠。電解槽內襯實際上既是導電材料(如槽底炭磚)又是高溫耐火材料。
根據上述過程,電解槽用耐火材料應具有耐高溫,能抗熔融氟化物的侵蝕,有良好的導電能力,少量或不含SiO2,以避免SO2被金屬鋁還原;同時要求氣孔率低和致密度高,以防鋁液滲漏。因此,一般電解槽內襯采用致密優質炭磚砌筑,非工作層為高鋁磚砌筑,絕熱層多采用輕質高鋁磚和耐火纖維制品,并用鋼制殼體固定。
目前國外開始采用導電能力高,抗侵蝕性能更優的石墨制品和碳化硅制品砌筑電解槽工作襯。不僅降低電能消耗,而且護襯減薄,擴大了電解槽的容量,提高了電解槽的生產能力,使用壽命可達3~5年。
三、鋁水罐用耐火材料
鋁水罐是盛鋁液的高溫容器。其構造圖如下所示。
鋁水罐用耐火材料要求能耐鋁水的侵蝕,能承受急冷急熱的作用和保溫性能好。非工作層一般采用體積密度為1.1g/cm的輕質燒注料或輕質高鋁磚,現在為了加強保溫效果,減輕罐體重量,采用氧化鋁空心球耐火澆注料。工作襯一般采用含SiO2低的高鋁磚砌筑。現在有的罐底內襯采用剛玉質耐火澆注料,出鋁口周圍采用碳化硅磚、剛玉磚或熔融石英磚砌筑。
目前鋁工業爐窯大量使用不定形耐火材料,對節能和提高使用壽命都有顯著效果。
鋁工業爐用耐火材料主要是以抗侵蝕、耐沖刷、抗滲透、耐急冷急熱為主，具體選用哪種材料砌筑請電話咨詢：15003888501 我們作為廠家為您推薦合適的耐高溫材料。