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6063铝合金熔炼炉对耐火材料的使用影响

添加时间:2019年4月19日  浏览次数:

随着铝合金被越来越广泛地应用于各个领域,我国铝合金冶炼工艺逐渐进步,铝合金产品的质量也逐步提升,对铝合金冶炼用耐火材料也提出了更高的要求。大型铝合金熔炼炉由于其节能、高效,在铝合金的铸造生产中被普遍使用,炉衬大多使用 Al2O3-SiO2 质浇注料整体浇注。高温下铝合金特有的化学、物理性能以及对质量的高要求,并不能直接采用易污染铝合金的普通耐火材料作炉衬。而目前国内对熔铝炉用耐火材料的研究比较少。因此,研究铝合金在冶炼过程中与炉衬之间的相互作用,寻找合适的熔铝炉用耐火材料,对提高铝合金的产量、质量和降低生产成本具有重要意义。

铝合金熔炼炉

铝合金熔炼炉工作时,(6063#)铸造温度为 720-740℃,燃烧室部位最高温度约为 1200℃,在 750℃下金属铝熔液的粘度为 0.104Pa·s,与 20℃时水的粘度 0.1Pa·s 接近,因而对炉衬材料具有极强的润湿性和渗透性。铝是比较活泼的金属,容易与耐火材料中的 SiO2 反应生成 Si 和 Al2O3,伴随体积收缩,造成耐火材料开裂损毁。某些合金元素,如 Mg(沸点 1107℃)在高温下变成蒸气,容易渗入到材料气孔内并与耐火材料中的 SiO2 或 Al2O3 反应,生成 MgO 和 Si或镁铝尖晶石和 Al,并伴随体积变化分别为-57%、+17%。生成的单质 Si 会污染铝液,导致合金成分改变,铝液中 Si 的增加会造成铝熔点降低,当金属铝中Si 含量为 11.7%时,铝熔点由 660℃降到 557℃,从而加速铝合金熔液向耐火材料的渗透。

铝合金在熔炼过程中,炉衬材料尚未烧结,尚未达到最佳性能,欲延长其使用寿命,关键技术是:降低炉衬材料的孔径,以减小熔液的渗入通道;选用适当的复合添加剂,促进烧结,降低熔液对耐火材料的润湿性。因此,研究了不同 Al2O3 含量的原料对 Al2O3-SiO2 质浇注料性能的影响,在此基础上,选用综合性能优异的 M85 矾土熟料作为主原料,研究了 K2CO3、BaSO4、H3BO3等添加剂和铝溶胶结合剂对熔铝炉用浇注料性能(尤其是抗侵蚀性能)的影响。

关键词:铝合金熔炼炉   耐火材料   
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