铝合金、铝溶液及镁工业用耐火材料,由新密耐火砖厂家科瑞搜集整理。
1.铝熔化炉与合金化炉的损毁主要是:
(1)Al液易渗入耐火材料;
(2)铝与铝合金中的一些合金元素如Mg、Si等对一些氧化物有很强的还原能力,其反应是强放热反应;
(3)合金元素如Mg蒸气压高,其蒸气比Al液更易渗入耐火材料,随之又氧化,这些反应与作用会导致耐火材料变质、结构疏松和损坏,并使铝液中Fe、Si杂质含量增加。因此,提高耐火材质的抗铝液与铝合金熔体的渗透性就显得十分重要。
在铝熔炼炉内,由于Al与合金元素的蒸发、氧化,还会在耐火衬·铝液-炉气三相交界处附近形成高熔点氧化物Al2O3、MgO、SiO2、MA等,并牢牢黏附于耐火材料上,要清除这些黏附物,需采用机械办法与溶剂。在选择耐火材料衬时都要考虑到这些因素。
输送Al液用的管道,以前采用钢质材料内涂抗Al液侵蚀的涂层,然后在管外加热进行保温,甚不方便。
钛酸铝具有线膨胀系数低(0.5×10-6K-1),抗热震性好,热导率低[1.2w/(m·K)],保温性能好等优点,是做Al液输送管道的好材料。
2.镁冶炼用耐火材料:
镁是最轻的金属材料,用途甚广。镁铝合金是航空、航天的好材料。
原镁不能采用Al电解槽办法来制取。因为MgO在一些熔盐熔剂中的溶解度甚低。现在开发出用无水MgCl2与KCl+NaCl熔盐电解来制Mg。阳极上产生Cl2,阴极上产生的金属Mg液轻,会浮在电解质液上面,Cl2与Mg接触又会发生反应生成氯化镁,因此需要隔离开。
现在生产原镁主要是采用硅热还原法,将煅烧后的白云石用Si或硅铁还原出Mg,其反应为:
Si(或Si-Fe)(s)+2(MgO·CaO)(s)→2Mg(g)+2CaO·SiO2(s)
其办法是将煅烧后的白云石粉、Si粉或Si-Fe粉与少量添加剂如CaF2混合压制成团块,装入不锈钢制的蒸馏罐反应器内,从外部加热或内部电加热至1200℃,罐内真空度为13.3~133.3Pa。使产生的Mg蒸气于反应器一端冷凝。外部加热即将不锈钢反应器放在燃烧室中加热,一般称为皮江法(pidgeanprocess),这是我国生产原镁主要采用的方法。
不锈钢蒸馏罐反应器无论是用外部加热或内部电加热,温度都不是很高,耐火材料衬不会遇到什么难题。
另一方法是以白云石与铝矾土为原科用硅或硅铁还原,其反应为:
CaO·MgO(白云石)+Si(或硅铁)+Al2O3·SiO2(矾土)→Mg(g)+CaO-Al2O3-SiO2渣
其产生的炉渣为液态,是在真空电炉中进行还原反应,温度在1600~1700℃,真空度为2.6×103~13×103Pa(20~100mmHg)。电炉顶有石墨电极孔、进料孔与Mg蒸气排出孔。炉底用碳砖,采用单相交流电加热熔化炉渣。