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熔鋁爐和保溫爐是鋁合金熔鑄生產(chǎn)中最主要的生產(chǎn)設(shè)備。影響鋁合金熔煉保溫爐內(nèi)襯壽命的因素比較多，主要有耐火材料、筑爐質(zhì)量、裝爐和清爐操作、鋁液對耐火材料的侵蝕、鋁液中堿金屬和堿土金屬Na、K、Mg等對耐火材料的侵蝕以及耐火材料磨損等。 一 ：耐火材料損毀 目前，國內(nèi)多達(dá)數(shù)熔鋁爐保溫爐內(nèi)襯以高鋁磚為主要熔池材料。在熔煉筑爐時(shí)，有的熔鑄長采用包工包料的交鑰匙工程，有的則采用由熔鑄廠提供筑爐材料，有施工方負(fù)責(zé)筑爐才做。前者保證熔煉/保溫爐使用壽命，可以采購高鋁質(zhì)的筑爐材料，然而，如果用前一種方式，施工方位了降低筑爐成本，獲取更大的利潤空間，很可能采購不符合筑爐要求的材料，再加之如果熔鑄廠方對筑爐材料質(zhì)量監(jiān)督不力。不合格的耐火材料必然導(dǎo)致熔煉保溫爐使用壽命的縮短。 二：耐火材料筑爐 在耐火材料質(zhì)量得到保證的前提下，筑爐質(zhì)量對于熔鋁保溫爐內(nèi)襯壽命有著重要的影響。如若澆注料加水量過大、砌筑磚縫過大或灰漿飽和度等控制不當(dāng)，在烘爐過程中就會導(dǎo)致爐襯開裂，或在鋁合金熔煉過程中導(dǎo)致爐襯漏鋁，從而縮短爐襯使用壽命。 三 裝爐和清爐 在鋁合金熔煉時(shí)，要將部分固體料（充容鋁錠、工藝廢料和中間合金錠）加入到熔煉爐中。然而無論是用加料車投料還是人工投料，固體爐料都不可避免地要與爐襯耐火材料發(fā)生碰撞，長期的膨脹必然會造成爐襯材料的損傷，從而影響爐襯耐火材料的使用壽命。 當(dāng)熔鋁爐運(yùn)行一段時(shí)間后，爐底和爐墻上回黏附許多爐渣和其他雜志，使熔池有效容量減小。為了保證鋁合金熔煉效率，須對熔池進(jìn)行清理。目前對熔煉保溫爐的清理主要依靠人工清理。人工清理時(shí)，停爐后必須降溫至環(huán)境溫度，然而，清理溫度過低時(shí)，以三氧化二鋁為主要成分的爐渣與耐火材料黏附力很大，要么清理不下來，要么在除掉爐渣的同時(shí)，煉銅局部爐襯材料一起被清理下來，從而導(dǎo)致由于清理工作對爐襯耐火材料造成損壞，從而影響內(nèi)襯材料的使用壽命。
四 鋁液對耐火材料內(nèi)襯的侵蝕 雖然反射爐使用溫度為800~1000℃，遠(yuǎn)比鋼鐵行業(yè)使用溫度低很多，但是由于鋁是活潑金屬，在750℃的熔煉溫度下，鋁的粘度為0.104Pa·S，與20℃時(shí)水的粘度（0.10Pa·S）相當(dāng)接近，因此金屬鋁及鋁合金的流動(dòng)性幾號，容易向爐襯內(nèi)部滲透。當(dāng)鋁液滲入耐火材料后，即與耐火材料中的SiO2、Fe2O3等氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，造成耐火材料的損毀，同時(shí)反應(yīng)生成的Si和Fe也對鋁液體造成了污染： 2AL + 3/2SiO2 → AL2O3 +3 /2Si 2AL +Fe2O3→ AL2O3+2Fe 五 鋁合金中合金元素對耐火材料的侵蝕 熔鋁保溫爐砌筑完成后，由于烘爐過程中耐火材料中吸附水、結(jié)晶水和化學(xué)水的逸出，從而使得在耐火材料表面形成許多微觀通道。在眾多鋁合金中,Mg 、Mn、Zn等元素也很活潑，在很容易與耐火材料中的一些成分反應(yīng)，尤其是Mg，有很高的蒸汽壓，其蒸氣壓比鋁液更容易沿著微觀通道滲入耐火材料，還原耐火材料中的AL2O3 、SiO2、和Fe2O3： 3Mg+AL2O3 → 3MgO+ 2AL 2Mg（氣）+SiO2 → 2MgO + Si Mg（氣）+Fe2O3→ 3MgO + 2Fe 由此可以看出，在熔煉AL-Mg 系時(shí)，對爐襯的侵蝕也很嚴(yán)重。 六 堿金屬對耐火材料的侵蝕 在鋁合金熔煉過程中，主要爐料是重熔鋁錠，但是在重熔鋁錠中Na 含量約為30PPm，電解鋁液中的Na含量比重熔鋁錠高一些，通常在40~50PPm。此外，通常使用的精煉劑、覆蓋劑和清渣劑的主要成分為NaCL 和KCL ，也是Na和 K 的重要來源。鋁合金熔體中的Na 和K 對耐火材料的壽命有著重要的影響。由于Na 和K 的沸點(diǎn)極低，分別僅為882.9和760℃ 。而鋁合金熔煉和保溫精煉期間，爐膛溫度達(dá)800~1000℃，最高可達(dá)1200℃，在這個(gè)溫度范圍，溶解于合金熔體中的堿金屬鈉和鉀部分蒸發(fā)，形成鉀、鈉蒸汽、這樣在反射熔煉爐內(nèi)，就會存在許多CO2、CO 、Na 和 K ，這些氣體和蒸汽通過耐火材料組織發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生新的膨脹相如鉀霞石（含鉀）和霞石（含鈉），兩者均會對耐火材料結(jié)構(gòu)造成損害，從而加速熔煉爐耐火材料內(nèi)襯的失效。 此外，Na 、K 、Si等進(jìn)入鋁液中，會降低鋁熔體的熔點(diǎn)和粘度，增加其流動(dòng)性，從而增加鋁液對耐火材料的侵潤性和滲透性，加速耐火材料的失效。 |
