熔鋁(lv)(lv)爐(lu)是將鋁(lv)(lv)錠或者(zhe)廢鋁(lv)(lv)熔化以生產(chan)高純(chun)鋁(lv)(lv)或鋁(lv)(lv)合金(jin)的(de)熱工設備。具有容(rong)量大、熱效率較(jiao)高、操作(zuo)較(jiao)易等特點而受到廣泛應用(yong)(yong)(yong)。作(zuo)為鋁(lv)(lv)加工的(de)重(zhong)要熱工設備，熔爐(lu)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命直接影響生產(chan)成本和產(chan)品質量，而其耐火(huo)材料內襯的(de)好壞直接影響熔爐(lu)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命。在(zai)熔爐(lu)的(de)渣線(xian)以下(xia)和爐(lu)底部(bu)位多使(shi)用(yong)(yong)(yong)高鋁(lv)(lv)磚砌筑。
以往選用熔(rong)鋁爐內襯(chen)(chen)高鋁磚(zhuan)時多關(guan)注制品的常(chang)規指標，對制品的侵(qin)蝕性沒有足夠重視。結(jie)果在實際使用時，指標優秀的制品出現被侵(qin)蝕嚴重的現象(xiang)，選用了(le)國外熔(rong)鋁爐內襯(chen)(chen)高鋁磚(zhuan)和國內高鋁磚(zhuan)做(zuo)了(le)對比(bi)，編號分別為1#，2#。它們的化(hua)學組成見表1。2#試(shi)樣的AL2O3含量大(da)于1#試樣(yang)的AL2O3含(han)量，SiO2含量(liang)小于1#試樣的(de)SiO2含量(liang)。
對1#、2#試(shi)樣(yang)做物理性能檢測，見表2。試樣(yang)的體(ti)積密度(du)和永久線變(bian)化相近，但AL2O3含(han)量高的2#試樣的顯(xian)氣孔率大于1#試樣的(de)顯(xian)氣孔率(lv)，耐壓強(qiang)度也明顯(xian)低(di)于1#試樣(yang)。
將815℃熔(rong)融(rong)的鋁(lv)水(shui)用(yong)勺子舀(yao)入815℃高鋁磚的杯槽(cao)中，金屬液面要(yao)在高鋁磚的頂面下(xia)約3 mm，然(ran)后在815℃的爐溫下保溫72 h。在最(zui)初(chu)的(de)3 h內每(mei)隔0.5 h熔池(chi)要(yao)用耙(pa)子扒去在鋁(lv)液(ye)和耐材(cai)界(jie)面上(shang)形成(cheng)的氧化(hua)物薄膜，扒渣時要(yao)小(xiao)心不要(yao)把(ba)鋁(lv)液(ye)濺(jian)到(dao)槽外或(huo)上(shang)沿。耙(pa)子用鋼制(zhi)作，表面涂以(yi)石(shi)墨、氮化(hua)硼或(huo)其(qi)它防護(hu)層。72 h后，將(jiang)(jiang)鋁液表(biao)面形成(cheng)的(de)氧化(hua)物(wu)清除(chu)，并取鋁液試樣(yang)用(yong)于分析，剩余鋁液倒掉，并將(jiang)(jiang)杯(bei)槽(cao)用(yong)纖維擦干凈。然后，槽(cao)杯(bei)在空(kong)氣中(zhong)(zhong)冷卻，沿短軸中(zhong)(zhong)心線切開，觀察金屬的(de)侵蝕(shi)和滲(shen)透情(qing)況。
對試驗后(hou)的(de)鋁液做化(hua)學分(fen)析，1#試樣中(zhong)Si增(zeng)加了0.12％、Fe減(jian)少(shao)了0.01％，2#試樣中Si增加了3.112％、Fe增加了0.05％。2#試樣(yang)試驗后鋁液中的(de)si、Fe多于(yu)1#試樣，說明鋁(lv)液與2#試樣的(de)反應程度大于與1#試樣的反應。將試驗中(zhong)的1#、2#試樣切開(kai)，1# 試樣表(biao)現出了較(jiao)好的(de)抗鋁液(ye)侵蝕(shi)性，在凹槽表(biao)面有少(shao)量的(de)反應和粘(zhan)連，2#則具(ju)有較(jiao)差的(de)抗鋁(lv)液侵蝕(shi)性，凹槽表(biao)面發生較(jiao)大(da)的(de)反應且鋁(lv)液深(shen)入到磚的(de)內部，同(tong)時(shi)還(huan)有部分粘(zhan)連。
從理(li)化性能上看，1#、2#試(shi)樣(yang)指標相(xiang)差并(bing)不是太大，甚至作為(wei)與鋁液反應(ying)的主要物質SiO2，2#試樣的含量(liang)小于(yu)1#試樣的含量(liang)，這說(shuo)明SiO2量的多少不完全決定最終鋁液中的Si物質的(de)量，它不是影響(xiang)抗侵(qin)蝕性的(de)主要因(yin)素(su)。因(yin)此，我(wo)們(men)又結(jie)合1#、2#試樣顯氣孔率(lv)和耐壓強度具有明顯差異的情況，對1#、2#試樣做了孔徑分析(xi)。1#試樣氣孔直徑(jing)分布在(zai)O.1μm到10μm之間的約(yue)占總(zong)氣孔的76％，2#試樣占總氣孔的(de)45％。在10μm以上的氣孔中1#試(shi)樣(yang)大(da)約占21％，2#試樣大(da)約占(zhan)43％。1#試樣(yang)大量的(de)微細氣(qi)孔(kong)降低了透氣(qi)度，抑制(zhi)了鋁(lv)液向磚(zhuan)內部的(de)滲透。而2#試樣(yang)由于氣孔(kong)較(jiao)大，鋁液容易滲透磚(zhuan)的(de)內部(bu)，造成磚(zhuan)的(de)侵蝕較(jiao)為嚴重。
對1#試樣(yang)做顯微結(jie)構分析，顆粒為(wei)特(te)級礬(fan)土，試樣(yang)基質以(yi)礬(fan)土細粉為(wei)主(zhu)，結(jie)合相為(wei)網絡狀莫來石(shi)，內部充滿白(bai)色含Ba、P物。基質中礬(fan)土細粉邊緣與Ba、P反應。顆粒與基(ji)質問結合良(liang)好。對于Ba化合物的(de)存(cun)在，我們認(ren)為(wei)是在耐火材料中(zhong)起(qi)到抗潤濕(shi)劑的(de)作(zuo)用。由于Ba化合物不(bu)與鋁液(ye)(ye)潤(run)濕，耐火材(cai)料和液(ye)(ye)態(tai)鋁的潤(run)濕也就不(bu)會發生(sheng)，這樣就防(fang)止(zhi)了(le)鋁液(ye)(ye)向(xiang)磚的滲透，SiO2的(de)還(huan)原反應(ying)也就不會發生。