铝熔炼炉用铝酸钙质耐火浇注料知识

环保窑炉

铝熔炼炉内衬耐火材料通常处于1000℃以下的温度中。这些耐火材料中都添加氟石或者重晶石等助烧结剂和抗润湿剂，以促进材料的低温烧结，并提高对铝液渗透的抵抗能力。然而，当炉子因某种原因导致过热时，这些添加剂却能导致耐火材料过早发生蚀损。

     为了克服铝熔炼炉内衬耐火材料过早蚀损问题，便开发了一种以铝酸钙为骨料而以铝酸钙水泥为结合剂的铝酸钙(CaO-Al2O3，简写为CAA)质耐火材料通常CAA是以Al2O3和CaO物料比CaO/Al2O3=1或0.7(摩尔比)的原料通过熔融而制得，并破碎成不同粒度。由于CAA是由熔融工艺制得的，所以其显气孔率几乎为零。在CAA材料中，其矿物相主要是CaO-Al2O3，熔点为1600℃。
    铝酸钙水泥(简写为CAC)可通过烧结和电熔工艺制取，其化学成分约为CaO27%、Al2O371%。
    CAA质浇注料和普通浇注料于800℃，72h用AZ8GU铝合金进行的对比坩埚自蚀试验所获得的结果表明，CAC结合质浇注料具有优质的抗渗透能力。相反CAC结合板状氧化铝质浇注料却能被铝合金熔体深深地渗入其结构中，而且有明显的刚玉(α-Al2O3)生成。试验结果还表明，铝液在加有抗润湿剂的黏土质浇注料中的渗透也很深，即使添加有CAA的黏土浇注料也不例外。
    已经明确，铝熔炼炉中合金熔液和耐火材料之间互相作用主要是熔体向炉衬耐火材料结构中的气孔内渗透，导致SiO2和/或铝的氧化物还原，生成刚玉(α-Al2O3)。在富钠合金或用富钠碱盐处理的情况下，形成β-Al2O3，使富铝耐火材料内衬剥落而过早损毁。由于CAA质材料几乎不被铝液渗透，因而几乎不存在结构剥落而加快耐火内衬损毁的问题。
    对比试验的结果还表明：不加抗润湿剂的CAA低水泥浇注料的抗渗透性与添加BaSO4(抗润湿剂)的传统矾土基低水泥浇注料相同，而且前者的使用温度可达到1350℃，这便可以确保即使在炉子过热时也不会导致耐火内衬过早蚀损的发生。说明以CAA为骨料而以CAC为结合剂的CAA质低水泥浇筑料完全能够与铝熔炼炉的使用条件相适应。
    另外的研究(500℃，100h抗CO的侵蚀试验)结果则表明，无铁破碎的CAA在加热到800℃后具有优良的抗CO侵蚀性能，说明以CAA为骨料而以CAC为结合剂的CAA质浇注料也可使用于石化工业。