有色金属铝行业用耐火材料

有色金属铝行业用耐火材料

耐火材料消耗量占比大的是钢铁行业，在有色冶炼中，耐材消耗量占比大的要看有色冶炼中的铝行业。

金属铝采用湿法铝矾土矿制取氧化铝，然后采用熔盐电解法制取金属铝。生产金属铝铝使用的窑炉有回转窑，流态化闪速焙烧炉、悬浮焙烧炉、循环流化床焙烧炉、熔盐电解槽、熔铝炉、罐式焙烧炉、碳素焙烧炉等。

熔炼铝的温度不是很高，但是铝液的侵蚀、渗透力特别强，对耐火材料组织结构破坏非常严重。

耐火材料损毁主要有以下三个原因。

1、由于铝水渗透性强，在使用过程中会渗透到耐火材料的孔隙或小裂缝中，导致耐火材料结构逐渐松动剥落，最终损坏耐火材料；此外，铝及其合金容易与耐火材料中的杂质发生物理和化学反应。反应过程中产生的物质会影响铝产品的质量。

2、铝液与耐火材料反应并粘附在耐火材料上，形成表面结瘤、鼓包和沉淀物，不易清除。一般来说，如果用机械方法清洗，会损坏耐火材料。

3、熔铝炉在生产过程中加料、拔渣等机械操作，撞击炉案、炉墙、炉底，磨损严重，也是熔铝炉耐火材料损坏的重要原因。

解决以上三个方面：

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，气孔率低，能有效防止铝液及其合金渗透；

2、耐铝水耐腐蚀材料。耐火材料具有优异的耐铝水润湿性，能有效防止铝水渗透，防止铝水和铝渣粘附。耐火材料中的SiO₂。杂质容易与铝液中的Al和Mg发生反应，导致耐火材料体积变化，使耐火材料形成裂纹，加速铝水对耐火材料的侵蚀。因此，耐火材料的铝含量越高，纯度越高，与铝水反应的概率越低，耐腐蚀性越好。同时，还可以添加钡盐、铬盐等外加剂，与铝水反应形成保护层，提高耐火材料的耐腐蚀性；

3、耐火材料的耐磨性。耐火材料的耐磨性主要是提高其强度，能有效提高耐火材料的耐磨性和机械冲击性。

氧化铝回转窑内衬结构

窑头罩、窑法兰为耐火浇注料、分解带、预热带、烧成带、冷却带为定型窑衬砌耐火砖砌筑、后扬料板区域、窑尾罩、烟道为耐火浇注料。耐火砖和耐火浇注料之间设有挡砖圈。挡砖圈由20mm厚的钢板制成.

熔铝炉不定型耐火材料。
对于一些砌体难度大、工作环境特殊、工艺繁琐的部位，如喷嘴、进料门框、拱门、特殊拱顶等，可广泛使用新型耐火材料的浇筑材料或预制件，以弥补角炉角死区的三角墙。采用这些非标准、不成型的耐火材料，不仅节省了大量锯砖、成型、砌筑时间，而且由不成型材料组成的衬砌部件具有良好的集成性和长寿命。目前，新型和不成型耐火材料在国内熔铝炉中的应用比例还不够.采用高铝磷酸盐耐火浇筑材料预制砌筑的进料口后，进料口的使用寿命是原来的2~3倍。值得一提的是，由于铝的活泼特性，它可以不断地与炉衬材料发挥物理和化学作用。新型和不定型材料的选择原则与传统的定型材料相同。高铝骨料和外加剂应优先考虑，而不是硅、半硅或普通粘土产品。

铝电解槽

铝电解槽内衬的基本结构可分为整体捣固型、半整体捣固型和砌体型。

1、整体捣固型。衬里的所有碳素都是用塑性炭糊在当地捣固而成，下部是氧化铝作为保温和耐火材料，或耐火砖和轻质耐火砖。

2、半整体捣固型。底部炭素体为阴极炭块砌筑，侧面用塑性炭糊捣固，下部保温耐火材料与整体捣固型相似。

3、砌体类型。砌体底部采用碳块砌筑，侧面采用碳块或碳化硅等材料制成，下部采用重耐火砖、轻耐火砖等耐火、保温、防渗材料。根据底部碳块及其周围间隙处理方法的不同，砌体类型分为两种类型：捣固粘结两种类型。前一种类型是在底部碳块砌筑时与侧块之间留下间隙，然后用糊捣固；后一种类型没有间隙，块用碳胶粘合。

除耐火砖接缝和尺寸要求外，还应检查砌体质量是否按工业炉砌体的基本规则进行砌体，砌体耐火材料是否合格。

砌体砖泥浆的饱满度应及时用塞尺检查。塞尺宽度为15mm，厚度等于被检查砖缝的厚度。如果相应的塞尺深度不超过20m，则认为砖缝合格。检查塞尺厚度时，每5m²表面用塞尺检查10个位置，比规定砖缝厚度大80%的砖缝不得超过下表规定的位置。