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铝合金熔炼炉耐火浇注料的损毁和解决

添加时间:2019年1月14日  浏览次数:

铝加工制品在日常生活中随处可见,比如家用的铝合金门窗,装饮料的易拉罐、做饭用的蒸锅等随处可见。所以铝制品正在悄悄的改变我们的生活,当前我国铝制品的使用量非常大仅次于钢材,以成为应用的第二大金属;而熔炼铝制品的技术也正在迈向大型化、功能化,目前使用的熔炼技术多采用反射炉,通过热源凝聚集中熔炼,然而熔炼炉内衬的所使用的耐火浇注料却被铝液的高渗透性,侵蚀穿透造成设备停运维修。

铝合金熔炼炉使用温度一般在900~1100℃,不需要太高的炉温,因为铝的熔点在660.37℃左右,虽然铝的熔点比较低但是铝液的渗透性很高,基本与水接近,铝液在750℃时熔化的粘度为0.104Pa·s(帕斯卡·秒)与水在20℃的粘度0.1Pa·s差不多,具有极强的渗透性,同时铝液中还存在Mg、Zn、Si、Mn等皆为很活泼的元素,有很强的还原性,并且合金Mg、Zn元素有很高的蒸气压,比铝液更容易渗透到炉衬内部与耐火材料中SiO2、AL2O3发生化学反应,形成变质层,导致耐火浇注料产生结构剥落而损毁,因而常规的磷酸、磷酸盐结合的高铝砖或低水泥高铝浇注料已无法满足铝合金熔炼炉的要求,因而需要开发一种能够防止高活性的铝液渗透的微孔高抗渗性耐火浇注料。

铝熔炼炉

一:铝合金熔炼炉耐火浇注料的损毁

铝合金熔炼炉衬用的耐火浇注料主要铝合金溶液中的AL、Mg、Zn、Mn等还原性强,活泼性高的合金元素以液态或气态的形式通过耐火浇注料内部的气孔、裂纹、晶界向耐火浇注料内部渗透,随之还原了耐火浇注料中的SiO2、F2O3、K2O、Na2O等氧化物,释放金属Si、Fe、K、Na等,使炉衬材料形成变质层,产生剥落,造成耐火材料的损毁,为此根据铝合金溶液渗入耐火浇注料深度的近似公式:

从上述近似公式中可知:要减少铝合金溶液对耐火材料的渗入,防止其对耐火浇注料的损毁,最有效的办法是在耐火材料中加反润湿剂和降低耐火浇注料的气孔率及气孔孔径。

二:铝合金熔炼炉耐火浇注料的解决

在铝合金熔炼炉耐火浇注料所加入的BN(氮化硼)、AIN(氮化铝)、CaF2(氟化钙)、Cr2O3(三氧化二铬)、等做了一些实验最后选择两种复合氧化物加入,其中一种具有化学惰性强,稳定性好,在1000℃时分解物能与AL2O3反应形成尖晶石,产生体积膨胀形成致密的阻挡层,防止铝液或汽体元素的进一步渗入,而另外一种抗氧化能力强、热震稳定性好的固溶体,具有优良的耐铝何金金溶液或气体的渗透和侵蚀的能力,其高温下不熔化并维持高润湿角。两种反润湿剂对铝合金熔炼炉用耐火浇注料的抗渗透性起到的作用非常大,但是其中加入量不能大于3%,加入量过多会影响其强度。

关键词:耐火浇注料   铝合金   
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