熔铝炉炉衬破损的主要原因分析-凯发体育网

多年来，许多研究人员和工厂技术人员对铝熔炼炉炉衬的损坏机理做了大量的研究、分析和探讨，取得了很多成果。其中，从熔炼炉熔池中刚玉瘤的成因出发，认为炉衬的损坏主要是由于铝与炉衬之间的侵蚀反应，即形成以al2o3、mgal2o4、al和少量si为主的刚玉矿化剂(俗称刚玉瘤)，引起耐火炉衬体积膨胀，并对炉衬保持内胀，加剧炉衬开裂，造成恶性循环。严重时，冶炼炉体钢结构变形，加速了炉的报废。
对铝熔炼炉用耐火材料的现状和发展也进行了分析和研究。指出钠、钾、硅等。进入熔融铝会降低熔融铝的熔点和粘度，从而促使熔融铝渗透到耐火材料中，对耐火材料的内衬造成破坏。此外，对使用新型耐火材料提高铝熔炼炉使用寿命进行了研究，从炉渣腐蚀、温差剧烈变化、气相沉积、机械冲击和磨损等方面分析了对炉衬使用寿命的影响。然而，在许多研究中，虽然偶尔会提到钠对炉衬耐火材料的影响，但并没有作为一个关键点进行讨论。
由于碱金属和碱土金属的存在，熔铝炉的耐火炉衬会受到严重侵蚀。下面重点分析碱金属和碱土金属元素对熔铝炉耐火炉衬的腐蚀机理。
1.碱土金属镁对耐火炉衬的侵蚀
合金中的熔剂和镁成分是熔炼炉熔池中碱土金属镁的主要来源。镁的化学活性很高，对二氧化硅、三氧化二铁等有很强的还原能力。在耐火材料中，会通过以下反应对衬里造成侵蚀：
3mg al2o3 3mgo 2al (1)
3mg fe2o3 3mgo 2fe (2)
2mg二氧化硅 2mgo硅(3)
此外，镁具有高蒸气压，这使得蒸汽比铝更容易沿着耐火材料的微观通道渗透到耐火材料中，并与炉衬中的组分al2o 3、二氧化硅和fe2o3反应，从而侵蚀炉衬。此外，炉衬中被镁取代的铁和硅也会污染合金熔体，影响合金化学成分的准确性。
mgo(g) o2 2mgo (4)
2mgo al2o3 mgal2o (5)
可以看出，熔化铝合金时，炉衬会受到严重侵蚀。
二是碱金属钠、钾腐蚀耐火炉衬
钠和钾的来源主要包括以下几个方面：电解铝液、重熔铝锭和精炼剂、铝熔体熔化、精炼和覆盖所用的覆盖剂和除渣剂。据报道，重熔铝锭中的钠含量约为30 10-6，与熔化铝锭相比，电解铝液中的钠含量通常在40 10-6 ~ 50 10-6之间。合金添加剂中熔剂、铝合金精炼剂、覆盖剂和造渣剂的主要成分是氯化物和氟化物盐(氯化钠、kcl、氟化钠、kf等)。)的碱金属和碱土金属，它们也是钠和钾的重要来源.它们都严重影响耐火材料的寿命。钠和钾的沸点极低，分别为882.9和760。在铝合金熔炼过程中，熔铝炉炉膛的工作温度高达800 ~ 1000，最高温度可达1200。在这个温度范围内，溶解在铝熔体中的碱金属和碱土金属钠、钾和镁部分蒸发，形成镁、钠和钾蒸气。这样，熔炼炉的炉膛中有许多co2、一氧化碳、钠(气体)、钾(气体)和镁(气体)。这些气体和蒸汽通过微观通道渗入耐火材料内部，并与耐火材料结构反应形成新的膨胀相，如钾霞石(含钾)和霞石(含钠)，这两种物质都会破坏耐火材料结构并加速耐火材料内衬