鋁加工制品在日常生活中隨處可見,,比如家用的鋁合金門窗,裝飲料的易拉罐,、做飯用的蒸鍋等隨處可見,。所以鋁制品正在悄悄的改變我們的生活,當(dāng)前我國(guó)鋁制品的使用量非常大僅次于鋼材,,以成為應(yīng)用的第二大金屬,;而熔煉鋁制品的技術(shù)也正在邁向大型化、功能化,,目前使用的熔煉技術(shù)多采用反射爐,,通過(guò)熱源凝聚集中熔煉,,然而熔煉爐內(nèi)襯的所使用的耐火澆注料卻被鋁液的高滲透性,侵蝕穿透造成設(shè)備停運(yùn)維修,。
鋁合金熔煉爐使用溫度一般在900~1100℃,,不需要太高的爐溫,因?yàn)殇X的熔點(diǎn)在660.37℃左右,,雖然鋁的熔點(diǎn)比較低但是鋁液的滲透性很高,,基本與水接近,鋁液在750℃時(shí)熔化的粘度為0.104Pa·s(帕斯卡·秒)與水在20℃的粘度0.1Pa·s差不多,,具有極強(qiáng)的滲透性,,同時(shí)鋁液中還存在Mg、Zn,、Si,、Mn等皆為很活潑的元素,有很強(qiáng)的還原性,,并且合金Mg,、Zn元素有很高的蒸氣壓,比鋁液更容易滲透到爐襯內(nèi)部與耐火材料中SiO2,、AL2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,形成變質(zhì)層,導(dǎo)致耐火澆注料產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落而損毀,,因而常規(guī)的磷酸,、磷酸鹽結(jié)合的高鋁磚或低水泥高鋁澆注料已無(wú)法滿足鋁合金熔煉爐的要求,因而需要開發(fā)一種能夠防止高活性的鋁液滲透的微孔高抗?jié)B性耐火澆注料,。
一:鋁合金熔煉爐耐火澆注料的損毀
鋁合金熔煉爐襯用的耐火澆注料主要鋁合金溶液中的AL,、Mg、Zn,、Mn等還原性強(qiáng),,活潑性高的合金元素以液態(tài)或氣態(tài)的形式通過(guò)耐火澆注料內(nèi)部的氣孔、裂紋,、晶界向耐火澆注料內(nèi)部滲透,,隨之還原了耐火澆注料中的SiO2、F2O3,、K2O,、Na2O等氧化物,釋放金屬Si,、Fe,、K、Na等,使?fàn)t襯材料形成變質(zhì)層,,產(chǎn)生剝落,,造成耐火材料的損毀,為此根據(jù)鋁合金溶液滲入耐火澆注料深度的近似公式:
從上述近似公式中可知:要減少鋁合金溶液對(duì)耐火材料的滲入,,防止其對(duì)耐火澆注料的損毀,,最有效的辦法是在耐火材料中加反潤(rùn)濕劑和降低耐火澆注料的氣孔率及氣孔孔徑。
二:鋁合金熔煉爐耐火澆注料的解決
在鋁合金熔煉爐耐火澆注料所加入的BN(氮化硼),、AIN(氮化鋁),、CaF2(氟化鈣)、Cr2O3(三氧化二鉻),、等做了一些實(shí)驗(yàn)最后選擇兩種復(fù)合氧化物加入,,其中一種具有化學(xué)惰性強(qiáng),,穩(wěn)定性好,,在1000℃時(shí)分解物能與AL2O3反應(yīng)形成尖晶石,產(chǎn)生體積膨脹形成致密的阻擋層,,防止鋁液或汽體元素的進(jìn)一步滲入,,而另外一種抗氧化能力強(qiáng)、熱震穩(wěn)定性好的固溶體,,具有優(yōu)良的耐鋁何金金溶液或氣體的滲透和侵蝕的能力,,其高溫下不熔化并維持高潤(rùn)濕角。兩種反潤(rùn)濕劑對(duì)鋁合金熔煉爐用耐火澆注料的抗?jié)B透性起到的作用非常大,,但是其中加入量不能大于3%,,加入量過(guò)多會(huì)影響其強(qiáng)度。