35t熔鋁爐蓄熱式燃燒器蓄熱箱耐-耐火磚知識與新聞-耐火磚高鋁磚剛玉磚澆注料河南耐火材料廠-宏泰耐材

　　湖南某大型鋁業公司35t矩形熔鋁爐單側布置一對蓄熱式燃燒器，采用0#柴油為燃料，通過爐氣抽吸循環，使得爐溫均勻，在爐內和燃燒器內形成一個循環穩定的爐氣場。爐膛工作溫度為900～1150℃，鋁液出爐溫度控制在720～760℃。其工藝路線：電解鋁液+固體廢料(含氯、氟的鉀鹽、鈉鹽的造渣劑)→攪拌扒渣(錳劑、鐵劑、銅劑、鉻劑等金屬合金劑)→攪拌扒渣(精煉劑)→攪拌扒渣→機械攪拌扒渣→出鋁。

　　蓄熱式燃燒器蓄熱箱耐火材料采用的是牌號為75～28的高鋁水泥結合輕質鋁硅系耐火澆注料，是由莫來石輕質耐火骨料、鋁酸鈣水泥、硅微粉等配制而成。蓄熱箱耐火材料使用3個月后，出現層狀脫落，厚度大約為5～8mm；使用5個月后，出現嚴重的結構性層狀脫落，厚度大約為20～30mm。脫落的耐火材料表面有沉積反應物，且蓄熱體在使用5～8d時表面就被煙氣中的沉積物覆蓋，需要清理1次。

　　1 損毀機制分析

? ? 首先對沉積在熔鋁爐用耐火材料表面的反應物和沉積在蓄熱體表面的煙塵沉積物取樣，并進行了XRD分析，結果見圖1和圖2。

　　由圖1可知，沉積在耐火材料表面的反應物主要由Na6Ca2Al6Si6O24(S04)(天青石)、Na2s04(無水芒硝)、K3Na(SO4)2(鉀芒硝)、α-Al2O3(剛玉)組成。由圖2可知，沉積在蓄熱體表面的煙塵主要由NaCl(石鹽)、K3Na(S04)3(鉀芒硝)、KCI(鉀鹽)組成。

　　分析認為，蓄熱箱耐火材料的損壞是由兩方面的綜合效應所致：

　　(1)在熔煉過程中，加人0.15％～0.20％(加)造渣劑、0.1％～0.15％(伽)合金調整劑以及精煉劑等輔料，產生大量含有H+、Na+、K+、Cl-、F-、s6+的煙氣附著在耐火材料表面，并從耐火材料氣孔中滲入，與高鋁水泥結合輕質多孔的鋁硅系蓄熱箱體耐火材料中的ca2+、Al3+、Si4+以及02-等發生復雜的化學反應，生成了大量的低熔點Na6ca2Al6Si6O24(SO4)(天青石)、Na2SO4(無水芒硝)、K3Na(SO4)2(鉀芒硝)，破壞了組織結構，使其疏松變質損壞。

　　(2)由于大量使用助劑，加之強烈的機械攪拌，使其充分反應產生大量的煙氣，阻塞了蓄熱體的縫隙，影響了換熱和爐壓，因此，必須要對蓄熱體進行頻繁清理(每周約1次)。這樣的操作又使蓄熱箱耐火材料遭受嚴重的熱震損壞和機械損壞，再加之耐火材料本身的強度有限，使得變質層與原質層剝離，形成層狀剝落，并隨著時間的延長而加劇。

　　2 改進的方案及效果

? ? 通過以上分析，認為在基本不改變熔鋁爐用耐火材料的體積密度、導熱性的前提下，需要提高耐火材料的強度。

　　因此，選用了原料純度較高，引入ca2+、Si4+較少的低水泥輕質氧化鋁空心球耐火澆注料。其主要性能指標見表1。另外，通過微粉使用量和粒度結構的調整，有效提高了材料強度，確保在清理蓄熱體時可以抵抗一定的機械損壞。