熔铝炉内衬用哪些耐火材料？

熔铝炉不同部位的有不同的炉衬材料。熔池由高铝砖(LZ-75)、抗渗铝浇筑材料和保温砖砌成；液面线250-300mm以上的侧墙由粘土砖、耐火混凝土和保温砖、硅钙板组成；炉顶为挂平炉顶，每隔300mm左右用耐热钢金属锚固件挂在炉顶型钢上。

铝及铝合金熔炼炉(简称熔炼炉)是铝加工熔铸行业最常用的设备，其熔炼过程也是铝加工行业能耗和材料消耗大的生产环节。熔化速率和吨铝消耗是熔铝炉的两个基本能力指标。

用于熔铝炉的耐火材料主要包括定型材料和非定型耐火材料。其中，定型材料主要为高铝砖，不定型材料主要为粘土或高铝耐火浇注料、捣碎材料和塑料。

金属铝一般采用冰晶-氧化铝熔盐电解法生产，主要设备为铝电解槽，内衬由碳砖、耐火砖、保温砖等材料砌成。在电解铝生产过程中，槽衬被冰晶石侵蚀。Na和NaF的蒸汽和铝液体通过碳砖接缝渗入内壁的耐火砖。保温砖通过槽底的碳阴极渗入保温层，降低了铝电解槽的使用寿命。为此，开发了侧壁防渗浇注料和槽底干防渗材料。

如何根据熔铝炉结构选择耐火材料

1.材料：

（1）高科技浇注料包括：低水泥、超低水泥、无水泥浇注料，其特点是致密性（低孔率）、高强度、低温、中温、高温强度较大，强度随温度升高而增加；此外，浇注料在各种温度下体积稳定。

（2）通过调整浇注料中超微粉的粒径、粒度分布和种类，采取多级紧密堆积等措施，将浇注料的孔隙率降至10%以下，切割产品的平均孔隙分布仅为0.5PμM，而传统磷酸或磷酸铝作为结合剂的耐火材料的平均孔隙分布为22μM；一般来说，铝液很难穿透小于0.5μM的孔隙，因此低水泥浇注料将取代传统的磷酸盐作为结合剂的耐火材料。

（3）在这种低孔率、平均孔分布小的低水泥注料中不添加抗铝渗透复合添加剂，可增加耐火材料的润湿角，增强浇注料的抗铝渗透性非常明显。

2.结构：

（1）从炉门向炉内加入铝锭或废料，容易撞击炉门和炉门顶部。建议在炉门和炉门顶部使用高强度低水泥浇注料，加入镍铬等合金元素的不锈钢耐热纤维和适当的防爆剂。高档耐火材料由特殊外加剂制成，具有强度高、韧性好、耐冲击、耐热震、耐剥落、耐腐蚀、耐渗透等特点。在1200℃以下的环境中表现良好。实验表明，在1000℃下，其强度比普通高铝浇注料高30~60℃，无钢纤维。

（2）炉顶应选用体积稳定性好、高温结构强度高的浇注料。考虑到节能降耗，浇注料的体积密度应尽可能小。

（3）全窑采用轻质浇注料、轻质砖、轻质保温水泥、硅酸铝纤维制品等轻质保温材料，降低能耗，满足使用要求。

在国内工业窑炉中，不定型耐火材料的应用比例已超过20%，而在国外，这一比例已超过40%。

对于一些砌筑难度大、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注料或预制件，以弥补角炉角死区的三角墙等部位。这些非标准和不规则耐火材料的使用，不仅节省了大量的锯砖、造型和砌筑时间，而且由不规则材料组成的衬砌部件集成性好，使用寿命长。目前，新型和不规则耐火材料在国内铝炉中的应用比例还不够。

采用高铝磷酸盐耐火浇注料预制砌筑的加料口后，加料口寿命比原来延长2~3倍，

值得一提的是，由于铝的活性，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一致。应优先考虑高铝骨料和外加剂，而不是硅。半硅或普通粘土类型的产品。

熔铝炉的炉衬设计

目前，国内大多数熔铝炉的衬里材料仍以高铝砖为主要衬里材料，材料选择和采购方便。施工方案成熟，易于烘烤，成本低。这是大多数用户使用高铝砖的主要因素。但从使用情况来看，高铝砖的耐腐蚀性仍存在很大的不足，特别是渣线的侵蚀现象更为严重。实际上，传统高铝砖砌体的平均衬里寿命只有3年左右。

全浇注炉衬结构是熔铝炉衬技术的发展趋势。近年来，我国在这方面的应用逐渐增多，并取得了一些成功的应用实例。在熔铝炉耐火材料的选择和使用中，应考虑以下因素：

2.1炉衬材料应具有较高的使用温度和较强的抗气流冲刷能力。

2.2应能适应不同种类的合金生产，能承受各种精炼剂对耐火材料的侵蚀。

2.3应具有良好的不积渣性能。

2.4能适应各种复杂的回炉材料和各种废铝对高铝砖的侵蚀性。