有色金屬鋁行業用耐火材料

有色金屬鋁行業用耐火材料

耐火材料消耗量占比大的是鋼鐵行業，在有色冶煉中，耐材消耗量占比大的要看有色冶煉中的鋁行業。

金屬鋁采用濕法鋁礬土礦制取氧化鋁，然后采用熔鹽電解法制取金屬鋁。生產金屬鋁鋁使用的窯爐有回轉窯，流態化閃速焙燒爐、懸浮焙燒爐、循環流化床焙燒爐、熔鹽電解槽、熔鋁爐、罐式焙燒爐、碳素焙燒爐等。

熔煉鋁的溫度不是很高，但是鋁液的侵蝕、滲透力特別強，對耐火材料組織結構破壞非常嚴重。

耐火材料損毀主要有以下三個原因。

1、由于鋁水滲透性強，在使用過程中會滲透到耐火材料的孔隙或小裂縫中，導致耐火材料結構逐漸松動剝落，最終損壞耐火材料；此外，鋁及其合金容易與耐火材料中的雜質發生物理和化學反應。反應過程中產生的物質會影響鋁產品的質量。

2、鋁液與耐火材料反應并粘附在耐火材料上，形成表面結瘤、鼓包和沉淀物，不易清除。一般來說，如果用機械方法清洗，會損壞耐火材料。

3、熔鋁爐在生產過程中加料、拔渣等機械操作，撞擊爐案、爐墻、爐底，磨損嚴重，也是熔鋁爐耐火材料損壞的重要原因。

解決以上三個方面：

1、提高耐火材料的密度，降低耐火材料的孔隙率。耐火材料本身密度高，氣孔率低，能有效防止鋁液及其合金滲透；

2、耐鋁水耐腐蝕材料。耐火材料具有優異的耐鋁水潤濕性，能有效防止鋁水滲透，防止鋁水和鋁渣粘附。耐火材料中的SiO₂。雜質容易與鋁液中的Al和Mg發生反應，導致耐火材料體積變化，使耐火材料形成裂紋，加速鋁水對耐火材料的侵蝕。因此，耐火材料的鋁含量越高，純度越高，與鋁水反應的概率越低，耐腐蝕性越好。同時，還可以添加鋇鹽、鉻鹽等外加劑，與鋁水反應形成保護層，提高耐火材料的耐腐蝕性；

3、耐火材料的耐磨性。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。

氧化鋁回轉窯內襯結構

窯頭罩、窯法蘭為耐火澆注料、分解帶、預熱帶、燒成帶、冷卻帶為定型窯襯砌耐火磚砌筑、后揚料板區域、窯尾罩、煙道為耐火澆注料。耐火磚和耐火澆注料之間設有擋磚圈。擋磚圈由20mm厚的鋼板制成.

熔鋁爐不定型耐火材料。
對于一些砌體難度大、工作環境特殊、工藝繁瑣的部位，如噴嘴、進料門框、拱門、特殊拱頂等，可廣泛使用新型耐火材料的澆筑材料或預制件，以彌補角爐角死區的三角墻。采用這些非標準、不成型的耐火材料，不僅節省了大量鋸磚、成型、砌筑時間，而且由不成型材料組成的襯砌部件具有良好的集成性和長壽命。目前，新型和不成型耐火材料在國內熔鋁爐中的應用比例還不夠.采用高鋁磷酸鹽耐火澆筑材料預制砌筑的進料口后，進料口的使用壽命是原來的2~3倍。值得一提的是，由于鋁的活潑特性，它可以不斷地與爐襯材料發揮物理和化學作用。新型和不定型材料的選擇原則與傳統的定型材料相同。高鋁骨料和外加劑應優先考慮，而不是硅、半硅或普通粘土產品。

鋁電解槽

鋁電解槽內襯的基本結構可分為整體搗固型、半整體搗固型和砌體型。

1、整體搗固型。襯里的所有碳素都是用塑性炭糊在當地搗固而成，下部是氧化鋁作為保溫和耐火材料，或耐火磚和輕質耐火磚。

2、半整體搗固型。底部炭素體為陰極炭塊砌筑，側面用塑性炭糊搗固，下部保溫耐火材料與整體搗固型相似。

3、砌體類型。砌體底部采用碳塊砌筑，側面采用碳塊或碳化硅等材料制成，下部采用重耐火磚、輕耐火磚等耐火、保溫、防滲材料。根據底部碳塊及其周圍間隙處理方法的不同，砌體類型分為兩種類型：搗固粘結兩種類型。前一種類型是在底部碳塊砌筑時與側塊之間留下間隙，然后用糊搗固；后一種類型沒有間隙，塊用碳膠粘合。

除耐火磚接縫和尺寸要求外，還應檢查砌體質量是否按工業爐砌體的基本規則進行砌體，砌體耐火材料是否合格。

砌體磚泥漿的飽滿度應及時用塞尺檢查。塞尺寬度為15mm，厚度等于被檢查磚縫的厚度。如果相應的塞尺深度不超過20m，則認為磚縫合格。檢查塞尺厚度時，每5m²表面用塞尺檢查10個位置，比規定磚縫厚度大80%的磚縫不得超過下表規定的位置。