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硅酸铝质干式振捣料

作者:admin 发布日期: 2020-03-23 二维码分享

硅酸铝质干式振捣料是以黏土熟料、或莫来石熟料、或高铝矾土熟料为主要原料,加少量的低温或中温烧结剂配制而成的混合料,这类干式振捣料主要有两种类型:

(1) 防渗保温型,如作铝电解槽槽底的阴极炭块下面的防渗保温料层;

(2) 作工作衬型,如直接用于作中频感应炉内衬。

铝电解槽用干式防渗保温料的配料原则是根据电解槽阴极炭块下面保温层的损坏原因来确定的。电解槽中的电解质是由冰晶石(Na3AlF6)和氟化钠等组成的,它们熔融后形成的溶液黏度很低、极易通过阴极炭块砌缝渗透到底部保温层,使电解槽的保温性能变差,直至槽底被破坏,因此要求保温层也能起防渗作用。

为了达到防渗目的,保温层的料要设计成能与渗透下来的冰晶石熔盐熔液反应生成高黏度的玻璃态状霞石层,以组织熔盐继续下渗,采用适当的硅酸铝质耐火材料可以达到此目的,因为硅酸铝质中的氧化铝与氧化硅能与冰晶石在使用温度下发生反应生成霞石,可堵塞保温层中的孔隙,形成“阻挡层”,从而防止熔盐的继续渗透。根据Al2O3-SiO2-Na2O系相平衡图,只要选择Al2O3含量在40%~50%,SiO2含量在50%~60%的硅酸铝材料作干式防渗保温料,就能满足使用要求。

干式防渗保温料的堆积密度对其抗渗透性和保温效果也有很大的影响,堆积密度大,抗渗效果好,但热导率也增大,不利于炉底的保温。堆积密度小,抗渗效果差,但有利于保温。因此要通过试验确定合理的堆积密度。堆积密度的大小是与颗粒级配有关。根据试验结果表明:骨料(3~0.1mm)与粉料(小于0.1mm)之比在(40~50):(50~60)时,具有.宜的堆积密度和热导率。一般要求捣实后的防渗保温层的体积密度为1.85~2.05g/cm3,热传导系数(200℃)为0.35~0.45W/(m·K)。表17-35为铝电解槽用干式防渗保温料性能。

表17-35  铝电解槽用干式防渗保温料性能

w(Al2O3+SiO2)/%

≧90

耐火度/℃

≧1620

自然堆积密度/g·cm-3

1.55~1.65

振捣后堆积密度/g·cm-3

1.85~2.05


热导率/W·(m·K)-1

200℃

400℃

600℃

0.35~0.45

0.45~0.55

0.55~0.65

抗冰晶石熔盐渗透深度/mm

10~20

工频感应炉用的硅酸铝质干式振捣料有高铝质、莫来石质和黏土质。这类干式振捣料的配制原则不同于防渗保温料,要求振捣后的衬体能达到.紧密堆积,因此其粒度组成要严格控制。一般要求采取多级粒度级配,以防止施工时发生颗粒偏析而造成组织结构不均匀。粒度范围一般为0~6mm。

配制感应炉用硅酸铝质干式振捣料的原材料要求纯度要高,杂质含量(Fe2O3、Na2O和K2O含量)要低。采用的烧结剂种类及其加入量根据使用条件来确定,可采用的烧结剂有硼酸、硼酸钠、钠或钾长石等。表17-36为硅酸铝质干式振捣料的性能与使用范围。高铝质干式振捣料主要用于构筑铸铁或铸钢的感应炉内衬(保温感应炉内衬),莫来石质干式振捣料可用于作熔化铝及铝合金的感应炉内衬和熔化Mn合金感应炉内衬。

表17-36  硅酸铝质干式振捣料性能与用途

名称

材质

化学成分w/%

粒度/mm

烧结温度/℃

使用温度/℃

应用(感应炉内衬)

 

A-80

高铝质

Al2O3

 SiO2

M-80

莫来石质

80

11

0~6

1200

1650

铸铁/钢

M-77

莫来石质

80

17

0~6

800

1400

铝、铝合金

C-35

黏土质

35

60

0~6

800

900

工频感应炉用的硅酸铝质干式振捣料有高铝质、莫来石质和黏土质。这类干式振捣料的配制原则不同于防渗保温料,要求振捣后的衬体能达到.紧密堆积,因此其粒度组成要严格控制。一般要求采取多级粒度级配,以防止施工时发生颗粒偏析而造成组织结构不均匀。粒度范围一般为0~6mm。

配制感应炉用硅酸铝质干式振捣料的原材料要求纯度要高,杂质含量(Fe2O3、Na2O和K2O含量)要低。采用的烧结剂种类及其加入量根据使用条件来确定,可采用的烧结剂有硼酸、硼酸钠、钠或钾长石等。表17-36为硅酸铝质干式振捣料的性能与使用范围。高铝质干式振捣料主要用于构筑铸铁或铸钢的感应炉内衬(保温感应炉内衬),莫来石质干式振捣料可用于作熔化铝及铝合金的感应炉内衬和熔化Mn合金感应炉内衬。


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