鋁熔化爐作為鋁制品加工行業(yè)的主要設(shè)備，從熔化容量上分為多種型號，500Kg/h屬于小型鋁熔化爐。內(nèi)部砌筑不同材質(zhì)的耐火材料，投料豎井采用耐火澆注料，爐膛內(nèi)部砌筑陶瓷纖維毯及高鋁磚。此次需要重新砌筑一方面是因為該鋁熔化爐已經(jīng)使用超過3年，內(nèi)襯耐火材料已過終限。第二方面主要為了分析高鋁磚在內(nèi)部侵蝕的原因，結(jié)果表明鋁液對耐火材料的侵蝕其實就是鋁液與耐火材料中各礦物元素互相侵蝕與滲透的結(jié)果，總結(jié)了鋁熔化爐運行中出現(xiàn)的問題和改進措施以供參考。

一：鋁熔煉爐內(nèi)襯耐火材料需要修復的問題部位

山東濰坊某公司主要以生產(chǎn)鋁制膜殼如發(fā)動機外殼等產(chǎn)品，該公司在2016年新建3臺500Kg/h的鋁熔化爐一直生產(chǎn)運行正常，直至近期發(fā)現(xiàn)其中一臺熔化爐的爐膛內(nèi)，有鋁液向外溢出，爐殼上部發(fā)紅，故采取停爐。后來聯(lián)系我公司后委派專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場查看整個熔化爐的問題所在，現(xiàn)將規(guī)整問題總結(jié)如下：

①鋁熔化爐內(nèi)部的整個耐火材料分為三種材質(zhì)第一種保溫隔熱層的陶瓷纖維毯，第二種耐火層使用了高鋁磚，第三種在豎井部位使用的耐火澆注料，爐門框都采用了高鋁磚砌筑。首先我們到現(xiàn)場后打開爐門發(fā)現(xiàn)爐門框上的耐火磚出現(xiàn)大面積的琉璃狀低熔物，此類低熔物呈掛渣形式鋪面在耐火磚的表面，內(nèi)部耐火磚已經(jīng)被侵蝕剝落并且掉塊。

②爐膛內(nèi)部的耐火材料層從整體上判斷是采用了高鋁磚做有縫砌筑，包括爐頂與熔池下面的防滲層都是采用了高鋁磚砌筑，緊貼爐殼地方是用了陶瓷纖維毯做隔熱保溫。發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)部的熔池區(qū)域已經(jīng)被鋁液熔渣所填滿，基本已經(jīng)看不出熔池的凹型面，已經(jīng)與爐門框形成平行線，所以分析鋁液溢出的主要原因就是熔池內(nèi)部已經(jīng)被熔渣填滿，鋁液不能有限的儲存在內(nèi)部，然而爐頂?shù)哪突鸫u也都出現(xiàn)的大面的掉渣掉塊。

③該鋁熔煉爐的投料方式是屬于半自動的，人工將鋁錠放入到提升機內(nèi)，然后通過提升機將鋁錠提起到投料口，通過豎井直段進入熔煉爐內(nèi)部，豎井是長方體四周使用耐火澆注料砌筑，由于使用年限長豎井內(nèi)部的耐火澆注料在平時生產(chǎn)期間被鋁錠及熱沖擊已經(jīng)破壞出比較大也比較多的橫向縱向裂紋，已經(jīng)不能使用。

二：分析耐火材料層出現(xiàn)破壞性問題的原因

鋁熔煉的技術(shù)及設(shè)備早以成熟，爐襯中使用的耐火材料襯每個廠家的選擇都不一樣，但是大體上還是要從，能夠起到防止鋁液的抗?jié)B性、鋁液滲透中的化學侵蝕變化、鋁錠投入時熱沖擊帶來的物理破壞等方面選材，鋁的熔點很低但是活性很高在750℃時僅次于水的活性極易通過耐火材料的氣孔滲入進去產(chǎn)生破壞，所以首先要做好爐襯的防滲透，如果鋁液滲透入耐火材料層后，會與耐火材料中的化學元素SiO2反應(yīng)生成Si和AL2O3，伴隨著體積收縮，造成耐火材料開裂損毀。再比如鋁錠中的合金元素Mg（沸點1107℃）在高溫下變成蒸汽，容易滲入到材料氣孔內(nèi)與耐火材料中的SiO2或AL2O3反應(yīng)，生成MgO和Si或鎂鋁尖晶石和AL，并伴隨體積變化分別為-57%、+17%，都會對耐火材料造成破壞。

鋁熔煉爐工作時，空氣、鋁合金溶液以及耐火材料形成的氣-液-固三相界面處容易生成AL2O3，形成剛玉瘤。就如爐門及爐頂上面的黏附物，剛玉瘤與爐襯結(jié)合緊密。所以為減少鋁溶液與爐襯表面的化學反應(yīng)，可選擇SiO2、Fe2O3含量低，AL2O3含量高的高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)耐火材料：另外可以提高原料的燒結(jié)程度，降低爐襯表面的顯氣孔，減少溶液的的滲入通道，為減弱深層化學反應(yīng)和物理滲透，可采用空隙率低、孔徑小的致密耐火材料。