發(fā)布時間：2021/11/30 17:11:15

熔鋁爐爐殼鋼結(jié)構(gòu)和爐襯 

熔鋁爐的鋼結(jié)構(gòu)一般采用10-12mm厚碳鋼板和型鋼焊接而成，剛度足，氣密性好。爐底配備電磁攪拌裝置的熔鋁爐應(yīng)在爐底相應(yīng)部位采用非磁性不銹鋼厚鋼板。

爐內(nèi)不同部位的爐襯材料不同，熔池采用優(yōu)質(zhì)高鋁磚(LZ-75)、防滲鋁澆注料、隔熱磚砌筑；液面線250-300mm以上的側(cè)墻由優(yōu)質(zhì)粘土磚、耐火混凝土及隔熱磚、硅鈣板組成；爐頂為掛平爐頂，在爐頂鋼架上，每隔300mm用耐熱鋼金屬錨固件。對傾式熔鋁爐熔池上側(cè)墻的爐襯結(jié)構(gòu)可采用不定形耐火材料，通過耐熱鋼錨固件與側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)連接，以時的工作條件。大熔鋁爐門一般是用普碳鋼與型鋼焊接而成，內(nèi)襯耐火澆注料、隔熱輕質(zhì)澆注料，爐門框及爐門四周密封件分別用小段小段、表面機械加工的耐熱鑄件組裝而成。爐門與爐門框之間耐熱鑄件槽中的硅酸鋁纖維編織繩，軟密封爐門與爐門框之間。

熔鋁爐用耐火材料主要包括定形材料和不定形耐火材料。其中定形材料主要為高鋁磚，不定形材料主要為粘土或高鋁耐火澆注料。搗碎材料和塑料。

不定型耐火材料在國內(nèi)工業(yè)爐窯中的應(yīng)用比例已超過20%，而在國外，這一比例已超過40%。

對于一些砌筑難度大、工作環(huán)境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴火口、給料門框、拱門、特殊拱頂?shù)取Ｐ滦湍突鸩牧系臐沧⒘匣蝾A(yù)制件可廣泛用于彌補角爐角部死區(qū)的三角墻等部位。這些非標準的不定型耐火材料的使用，不僅節(jié)省了大量的鋸磚。模具。砌筑時間，由不定型材料組成的襯里部件集成良好，使用壽命長。目前，新型和不定型耐火材料在國內(nèi)熔鋁爐中的應(yīng)用比例還不夠。

采用高鋁磷酸鹽耐火澆注料預(yù)制砌筑的加料口后，加料口的使用壽命比原來的延長2~3倍，

值得一提的是，由于鋁的活性，它可以不斷地與爐襯材料發(fā)揮物理和化學(xué)作用。新型和不定型材料的選擇原則與常規(guī)定型材料一致。優(yōu)先考慮高鋁骨料和摻合料，而不是硅、半硅或普通粘土產(chǎn)品。

熔鋁爐的鋼結(jié)構(gòu)一般采用10-12mm厚碳鋼板和型鋼焊接而成，剛度足，氣密性好。爐底配備電磁攪拌裝置的熔鋁爐應(yīng)在爐底相應(yīng)部位采用非磁性不銹鋼厚鋼板。

不定型耐火材料在國內(nèi)工業(yè)爐窯中的應(yīng)用比例已超過20%，而在國外，這一比例已超過40%。

爐內(nèi)不同部位的爐襯材料不同，熔池采用優(yōu)質(zhì)高鋁磚(LZ-75)、防滲鋁澆注料、隔熱磚砌筑；液面線250-300mm以上的側(cè)墻由優(yōu)質(zhì)粘土磚、耐火混凝土及隔熱磚、硅鈣板組成；爐頂為掛平爐頂，在爐頂鋼架上，每隔300mm用耐熱鋼金屬錨固件。

對傾式熔鋁爐熔池上側(cè)墻的爐襯結(jié)構(gòu)可采用不定形耐火材料，通過耐熱鋼錨固件與側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)連接，以時的工作條件。大熔鋁爐門一般是用普碳鋼與型鋼焊接而成，內(nèi)襯耐火澆注料、隔熱輕質(zhì)澆注料，爐門框及爐門四周密封件分別用小段小段、表面機械加工的耐熱鑄件組裝而成。爐門與爐門框之間耐熱鑄件槽中的硅酸鋁纖維編織繩，軟密封爐門與爐門框之間。

對于一些砌筑難度大、工作環(huán)境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴火口、給料門框、拱門、特殊拱頂?shù)��？蓮V泛應(yīng)用于新型耐火材料澆注料或預(yù)制件補角爐角部死區(qū)等部位。采用這類不定形耐火材料，既可節(jié)約大量的鋸片、模具及砌筑時間，又可使內(nèi)襯部分具有較好的綜合性能和使用壽命。目前，新型和不定型耐火材料在國內(nèi)熔鋁爐中的應(yīng)用比例還不夠。

采用高鋁磷酸鹽耐火澆注料預(yù)制砌筑的加料口后，加料口的使用壽命比原來的延長2~3倍，

提高熔鋁爐耐火澆注料使用壽命的方法主要針對以上三個方面：

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，能有效防止鋁液及其合金滲透；

②耐火材料的耐鋁水侵蝕性。耐火材料具有優(yōu)異的鋁水潤濕性，能有效防止鋁水滲透，防止鋁水和鋁渣粘附。鋁液中的SiO__2和雜質(zhì)易與鋁液中的氧化鎂反應(yīng)，使耐火材料產(chǎn)生體積變化，導(dǎo)致耐火材料開裂，加速鋁水對耐火材料的腐蝕。因此，耐火材料的鋁含量越高，純度越高，與鋁水反應(yīng)的概率越低，耐腐蝕性越好。同時，還可以添加鋇鹽、鉻鹽等外加劑，與鋁水反應(yīng)形成保護層，增加耐火材料的耐腐蝕性；

③耐火材料的耐磨性主要是提高其強度，能有效提高耐火材料的耐磨性和機械沖擊性。

熔鋁爐耐火材料損壞機理

一、熔鋁爐耐火材料損壞的主要機理如下：

1.鋁液附著在AL2O3-SiO2系耐火材料表面，反應(yīng)如下:AL+SiO2→AL2O3+Si。

使耐火材料變質(zhì)酥脆直至損壞，還原后的si進入鋁液改變鋁的成分；

2.金屬鋁液滲透到耐火材料的孔隙中，增加與耐火材料的接觸面，改變耐火材料的成分。當(dāng)滲透達到一定深度時，伴有AL+SO2反應(yīng)，導(dǎo)致耐火材料結(jié)構(gòu)剝落，損壞熔池；

二、解決辦法及理由。

材料方面

1.高科技澆注料包括：低水泥、超低水泥、無水泥澆注料，其特點為致密(氣孔小)、高強度、低溫、中溫、高溫強度大，強度隨溫度升高而增大；而且，各種溫度下，未成型的澆注料體積穩(wěn)定；

2.通過調(diào)節(jié)超微粉粒徑、蜂種粒度分布及種類，采用分層密堆疊等方法，可使?jié)沧⒘峡紫堵氏陆档?0%以下，而所需切割孔分布只有0.5微米，用常規(guī)磷酸或磷酸鋁作結(jié)合劑時，平均孔隙分布為22微米；一般情況下，鋁液很難穿透小于0.5微米的孔，所以低水泥澆鑄料將取代傳統(tǒng)的磷酸鹽作為結(jié)合劑的耐火材料；

3.由于沒有加入抗鋁液滲透的復(fù)合添加劑，這種低孔隙率和平均孔隙分布小的低水泥澆注料可提高鋁液對耐火材料的潤濕角，提高澆注料的抗鋁液滲透性。

添加劑對鋁液滲透性的影響。

結(jié)構(gòu)方面

1.從爐門到爐內(nèi)加入鋁錠或廢料，容易撞擊爐門和爐門頂部。建議在爐門和爐門頂部使用高強度低水泥澆注料QT-FHA，加入耐熱鋼纖維。QT-FHA是一種高級耐火材料，由含有鎳鉻及其它合金元素的不銹鋼耐熱纖維和合適的防爆劑制成，采用低水泥澆注料制作，具有強度高、韌性好、抗沖性強、震性好、耐剝落、耐腐蝕、耐滲透等特點。環(huán)境使用性能在1200℃以下好。實驗表明，到1000℃時，其強度比普通高鋁澆注料高30~60，沒有鋼纖維。

2.爐頂應(yīng)選擇體積穩(wěn)定性好、高溫結(jié)構(gòu)強度高的澆注料�？紤]到節(jié)能降耗，澆注料的體積密度應(yīng)盡可能小。

3.整個窯采用輕質(zhì)澆注料、輕質(zhì)磚、輕質(zhì)保溫膠泥、硅酸鋁纖維制品等輕質(zhì)保溫材料，以降低能耗，滿足使用要求。

如何根據(jù)熔鋁爐結(jié)構(gòu)選擇耐火材料?

1.材料：

(1)高科技澆注料包括：低水泥、超低水泥、無水泥澆注料，其特點為致密(低孔隙率)、高強度、低溫、中溫、高溫強度大，且強度隨溫度升高而增大；澆注料在各種溫度下體積穩(wěn)定。

(2)調(diào)節(jié)超微粉末加入澆注料的粒徑、粒徑分布、峰植及種類，采取多層緊密堆疊等措施，可使?jié)沧⒘系目紫堵式抵?0%以下，切割制品的平均孔隙分布僅0.5PμM，用常規(guī)磷酸或磷酸鋁作結(jié)合劑的耐火材料，孔隙平均分布為22微米；一般情況下，鋁液難以穿透小于0.5微米的孔隙，所以低水泥澆鑄料將取代諸如磷酸鹽等傳統(tǒng)耐火材料。

(3)在這種低孔隙率、低孔隙分布的低水泥注料中，未加入抗鋁液滲透的復(fù)合添加劑可提高鋁液對耐火材料的潤濕角，從而提高澆注料的抗鋁液滲透性。

2.結(jié)構(gòu)：

(1)從爐門到爐內(nèi)加入鋁錠或廢料，容易撞擊爐門和爐門頂部。建議在爐門和爐門頂部使用高強度低水泥澆注料，加入耐熱鋼纖維。它是一種高檔耐火材料，由含鎳鉻等合金元素的不銹鋼耐熱纖維和適當(dāng)?shù)姆辣瑒┲瞥�。采用特種添加劑，具有強度高、韌性好、抗沖擊、抗熱震、抗剝落、耐腐蝕、耐滲透等特點。環(huán)境使用性能在1200℃以下好。實驗表明，到1000℃時，其強度比普通高鋁澆注料高30~60，沒有鋼纖維。

(2)爐頂必須選擇體積穩(wěn)定性好、高溫結(jié)構(gòu)強度高的澆注料。考慮到節(jié)能降耗，澆注料的體積密度應(yīng)盡可能小。

(3)整個窯爐采用輕質(zhì)澆注料、輕質(zhì)磚、輕質(zhì)保溫膠泥、硅酸鋁纖維制品等輕質(zhì)保溫材料，以降低能耗，滿足使用要求。