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熔鋁爐用耐火材料分析

作者:寰洋實業  發布日期:2020-03-05

  典型的鋁冶煉爐里襯用耐火材料,通常都選用高鋁質耐火材料、Si3N4結合SiC質耐火材料砌筑。當采用高鋁質耐火材料時,由于該耐火材料中的SiO2和雜質Fe2O3等成分會被還原成Si和Fe而熔入金屬鋁中,結果則難以獲得高純度金屬鋁。

當采用Si3N4結合SiC質耐火材料時,雖然可以降低不純物熔入金屬鋁內,而獲得較高純度的金屬鋁,但由于Si3N4結合SiC質耐火材料中含有Si成分,因而仍然存在金屬鋁從耐火材料中拾取Si的危險。

因此,要制取極高純度鋁,則需要一種不會引入雜質的耐火材料。

根據化學原理,在已有的耐火材料產品中,認為以制取金屬鋁相同的原料——Al2O3作為原料所生產的剛玉質耐火材料即能滿足上述要求。這種剛玉質耐火材料主要以燒結氧化鋁或板狀氧化鋁為原料并配入適當數量的氧化鋁微粉制成,其技術關鍵是需要采用純凈基質,實現氧化鋁的自潔結構,以獲得高強度而又不會有雜質成分熔入金屬鋁中。

另外,由于鋁廠在鋁冶煉過程中,溫度變化很大,所以用于鋁冶煉爐的內襯耐火材料應具有在溫度急變的情況下不剝落、抗熱震性能好等特點。由此可見,一種具有不使金屬鋁受到雜質成分侵入,而又具有高抗熱震性能的剛玉質耐火材料才是生產高純度鋁選用的重要耐火材料。這種剛玉質耐火材料中Al2O3含量大于94%,耐熱震性高,其性能指標如表所示。

剛玉質耐火磚的理化性能指標

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當采用A磚(Al2O3含量為94%)作為冶煉99.99%Al的冶煉爐里襯時,發現制取的金屬鋁中雜質明顯減少,而且比使用Si3N4結合SiC磚里襯雜質更少。進一步研究則證明,將94%Al2O3的剛玉磚砌筑的冶煉爐用于制取99.999%Al以及99.9999%Al都獲得了成功??梢?,這種通過增加基質,強化結合,組織致密的、A12O3含量大于94%的特種剛玉磚是生產高純度金屬鋁用耐火材料。


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