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熔炼保温炉耐火材料

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熔炼保温炉耐火材料

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详细描述
铝熔炼保温炉用耐火材料选择标准
不粘性
低二氧化硅,氧化铁及氧化钙含量
抗熔融铝水浸润能力
热稳定性
足够的强度抵抗机械冲击
不同的合金材料
硬质合金含有较高的 Mg, Zn, Cu, 低Si,一般来讲,耐火材料容易受到侵蚀
软质合金含有较高的 Si,对耐火材料有利
因此对于与铝水接触部位的耐火材料,为了减少在使用过程中出现长刚玉瘤的问题,实现炉衬长寿命,可从以下几个方面来选择合适的耐火材料:
1、选择含有抗粘剂的耐火材料。 抗粘剂主要通过两个方面产生效果:A、抗粘剂与铝水的润湿角大,与铝水也不发生反应;B、也含有抗粘剂的耐火材料 在烧结后具有非常低的气孔率,低气孔率 就会阻止铝水的渗透。下图是同样氧化铝含量的两个材料、不含抗粘剂和含有抗粘剂材料的坩埚抗侵蚀试验结果,可以明显看到抗粘剂的效果;
2、减少耐火材料中二氧化硅,尤其是游离二氧化硅的含量。材料中二氧化硅的比例越高, 越容易造成刚玉瘤渗透;中铸开发生产的ALU-FLO 94AR和ALU-FLO 87AR都具有非常低的二氧化硅,推荐使用在要求苛刻的环境或者是进一步延长炉衬的寿命; 
3、使用低水泥低水分浇注料。传统浇注料因为含有较多的CaO、加水量大,因此材料致密度差,气孔多,铝水容易渗透,熔炼过程使用的盐类如CL盐和F盐会和水泥中的CaO反应,破坏材料结构。中铸耐火所有与铝水接触的材料均为低水泥浇注料,最大限度的提高材料的致密度,减少气孔率,提高材料抗铝水渗透能力。
 
耐热材料
 
铝炉炉衬在使用过程中常由于炉壁大量裂纹、炉衬剥落,侧墙整体膨胀造成炉子钢结构变形或者使用后期炉壁温度过高,散热严重。这一切都与炉壁耐火材料出现刚玉瘤结渣有关,其主要发生的化学反应为:
 3(Al2O3 - SiO2 ) + 8Al →6Si + 13Al2O3 
铝与炉衬耐火材料中氧化硅发生反应,还原出Si,造成铝水增硅,同时使炉壁耐火材料的氧化铝比例增加,该反应为膨胀反应,会破毁炉衬耐火材料结构(如图所示)。
 
耐热材料
炉顶和上炉墙材料Alcoa 抗碱侵蚀实验 K2CO3 + NaCO3 @ 900oC 保温5小时
碳酸盐碱类主要和炉衬的氧化铝氧化硅生成低熔点物相,从而降低使用寿命,而且碳酸盐进一步与水泥水化相反应 :
 Na2CO3+ CAH10→ CaCO3+Na2O.Al2O3+ 10H2O
中铸耐火在上炉墙和炉底部位选择低杂质含量(低Fe2O3, 低Na2O),低水泥和超低水泥浇注料,并且采用微粉技术和新型的减水剂技术,使材料具有非常致密的机体结构,中铸耐火用于上炉墙材料ULTRA-FLO 71和ALU-FLO 80都具有很好的抗碱侵蚀性能。
 
耐热材料
ULTRA-FLO 61材料的抗碱侵蚀实验
 
低水泥浇注料搅拌和施工
搅拌用水必须达到饮用水标准,酸碱度为6~7。严格控制加水量,材料加水量要准确称量
浇;注料的搅拌温度应介于15ºC和30ºC之间,最理想温度是21ºC。施工在低于建议温度下进行时,应采取外部加热措施,将施工环境温度提高;
搅拌时间控制在5~10 分钟内,建议不超过10分钟。搅拌混合好的材料在30 分钟内必须浇注完毕;
低水分浇注料的振动很关键。振动棒应在浇注料中上下移动,振动将结束时,应缓慢将振动棒抽出;
浇注完成以后的材料根据材料硬化情况可以在18-24小时后起模,但材料必须已经完全硬化。脱模时应注意不要损坏材料表面;
脱模后应在室温下养生24-72小时,再进行烧结。
 
耐热材料
 
耐热材料
 
低水泥浇注料烘烤和烧结
任何时候尤其是未烧结的炉衬,必须保证环境温度在5℃以上,防止炉衬受冻;
必须自炉衬施工完成自然干燥72小时后开始烧结炉衬;
初期烧结时(340度保温结束以前),使用辅助热源加热,建议不要使用反射炉自带烧嘴,防止局部材料升温过快;
任何时候温度升温控制都以最高温度为主,但应避免将热电偶直接接触或过于靠近热源;在每个保温阶段开始时,各热电偶温差应小于100度,否则再延长保温时间;
在烧结过程中如出现带压蒸汽排出,应停止升温,并在这一温度下保温,直到带压蒸汽消失后,在继续烧结过程;
建议炉衬烧结结束后,直接投入使用,不要频繁冷炉,任何炉衬在频繁的冷炉升温过程中都可能出现裂纹。请注意,炉温升到生产温度以后,联矿建议炉温不要马上降下来,一直保持正常操作温度至少一个月,以使热应力有所释放。
炉衬需要冷却时,先出干净铝水和扒完渣后,以不大于50度/小时速度冷却到100度以内,再打开炉门。冷炉需要重新升温时,请参照冷炉重新起熔工艺,在740度保温结束后再加入铝水。
 
耐热材料
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