金属铝是目前应用最广泛的有色金属之一。它的生产方法为固定的两步制取法。第步,用湿法从铝矾土矿中制取工业氧化铝;第二步,以工业氧化铝为原料,采用熔盐电解法制取金属铝。生产过程所使用高温炉窑有回转窑、熔盐电解槽、熔铝护等。
铝工业炉的耐火材料消耗量很大。其原因在于,在制取A2O3时,物料中碱性物质对回转窑耐火材料的侵蚀特别严重。在熔炼铝的过程中,即便在较低温度下,金属铝仍具有很强的渗透能力,一旦渗入砖内,将与砖中SiO2。发生反应,把Si还原出来,破坏了耐火材料的组织结构,使炉衬产生变质层,疏松、剥落而损毁。其反应式为:SiO2+Al—Al2O3+Si
因此,含SiO2的耐火材料均不宜作为金属铝熔炼设备的筑炉材料。所以一般铝工业炉用耐火材料,除高铝砖外,常用碳质制品。
一、回转窑用耐火材料
氧化铝生产用回转窑窑体为钢板焊接而成的筒体,内衬耐火材料。耐火材料工作环境恶劣、条件苛刻。它应当具有如下一些特性:抗碱侵蚀能力强;能长期处于1200~1300℃高温下工作,而不损毁;能承受动载荷的冲击;能抵抗炉料的侵蚀;能耐高温气流的冲蚀。回转窑内烟烧过程为:高温火焰和被加热物料在炉内作逆向运动。碱石灰铝矾土生料浆(含水40%)或氢氧化铝(含水12~18%)由窑尾加入,经低温干燥脱水、加热、高温燃烧,从窑头岀料,而高温气体由窑头向窑尾流动。因此,窑内划分为预热带和高温锻烧带。为防止浆料在加热煅烧过程中粘结窑衬和强化传热过程,在耐火材料砌体间还设置有链条;在窑体作旋转运动过程中,不断地打击物料和衬砖,对窑衬的使用寿命有一定的影响
回转窑的耐火材料应用情况:高温煅烧带工作衬,般采用高铝砖砌筑。预热带采用致密粘土砖砌筑。砖与钢壳之间可衬5~10m的耐火纤维毡。窑头和窑尾的密封罩,一般内衬以致密粘土砖。
二、铝电解槽用耐火材料
金属铝目前只能通过A2O3氟盐电解质熔盐电解法制取。电解槽既是电解装置,又为高温冶金设备。电解槽的形式很多,但基本构造是一致的。应用最广的是密闭式自焙阳极电解。炉体的基本结构如下：
铝电解采用冰晶石(NaAE)、氟化铝(AF)、氟化锂(LiF)等熔液为电解质,将A2O2加入电解槽,通电熔化,虽然Al2O3熔点为2050℃,但在氟化盐熔体中可降至970℃左右。在电场力的作用下,Al2O3电离,A在阴极聚集,可用真空泵吸入铝水罐送去进一步处理和铸锭。电解槽内衬实际上既是导电材料(如槽底炭砖)又是高温耐火材料。
根据上述过程,电解槽用耐火材料应具有耐高温,能抗熔融氟化物的侵蚀,有良好的导电能力,少量或不含SiO2,以避免SO2被金属铝还原;同时要求气孔率低和致密度高,以防铝液渗漏。因此,一般电解槽内衬采用致密优质炭砖砌筑,非工作层为高铝砖砌筑,绝热层多采用轻质高铝砖和耐火纤维制品,并用钢制壳体固定。
目前国外开始采用导电能力高,抗侵蚀性能更优的石墨制品和碳化硅制品砌筑电解槽工作衬。不仅降低电能消耗,而且护衬减薄,扩大了电解槽的容量,提高了电解槽的生产能力,使用寿命可达3~5年。
三、铝水罐用耐火材料
铝水罐是盛铝液的高温容器。其构造图如下所示。
铝水罐用耐火材料要求能耐铝水的侵蚀,能承受急冷急热的作用和保温性能好。非工作层一般采用体积密度为1.1g/cm的轻质烧注料或轻质高铝砖,现在为了加强保温效果,减轻罐体重量,采用氧化铝空心球耐火浇注料。工作衬一般采用含SiO2低的高铝砖砌筑。现在有的罐底内衬采用刚玉质耐火浇注料,出铝口周围采用碳化硅砖、刚玉砖或熔融石英砖砌筑。
目前铝工业炉窑大量使用不定形耐火材料,对节能和提高使用寿命都有显著效果。
铝工业炉用耐火材料主要是以抗侵蚀、耐冲刷、抗渗透、耐急冷急热为主，具体选用哪种材料砌筑请电话咨询：15003888501 z6尊龙凯时作为厂家为您推荐合适的耐高温材料。