1、氧化铝回转窑用耐火材料

目前，由于原料的原因，我国氧化铝生产工艺大多采用烧结法和联合法。回转窑多用于干燥、煅烧铝土矿和焙烧氢氧化铝。近年来，引进的流态化焙烧装置已得到广泛应用，但在一些老工厂，回转窑仍占很大比例。

回转窑是氧化铝熟料的烧结窑。制造氧化铝时，先将铝土矿、纯碱、石灰按比例投入回转窑，在1200~1300℃下煅烧后出窑，再经适当处理制成氢氧化铝和母液；将其放入回转窑中经1200℃高温煅烧而成。回转窑中的煅烧过程是：高温火焰与被加热物料在炉内作相反方向运动。钠钙磷酸铝浆料（含水量40%）或氢氧化铝（含水量12%～18%）从窑尾加入。物料经低温干燥、脱水、加热、高温煅烧后从窑头排出，高温气体从窑头排出。流向窑的末端。因此，窑炉分为预热区和高温蒸煮区。为了防止加热、煅烧过程中料浆粘附在窑衬上，加强传热过程，耐火砌体之间还安装有链条。它们在窑体转动过程中不断撞击物料和衬砖，从而损坏窑衬。对其使用寿命有一定的影响。

生产氧化铝的回转窑的窑体是由钢板焊接而成，内衬耐火材料的筒体。耐火材料在恶劣的环境和恶劣的条件下工作。应具有以下特点：抗碱侵蚀能力强；能在1200~1300℃高温下长期工作而不损坏；能够承受动载荷的冲击；能够抵抗电荷的侵蚀；能承受高温气流的侵蚀。回转窑所用耐火材料主要是高铝砖，而低温干燥窑则内衬粘土砖。

如今，不定形耐火材料已广泛应用于铝工业。回转窑窑口容易因物料的高温磨损和热冲击应力而变形、损坏；氧化铝熟料窑的过渡区，环境温度为400~1000℃，受碱腐蚀和机械损伤（振动、扭曲）严重，炉衬经常脱落。回转窑也采用钢纤维增强浇注料，主要用于预热区、窑口、窑尾、冷却器等部位。

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产过程中的最后一道工序。主要干燥氢氧化铝滤饼中的附着水和结晶水，将部分β型氧化铝转化为α型氧化铝。目前，国内主要氧化铝生产企业的氢氧化铝焙烧已全部或部分采用引进的流态化焙烧装置。流态化焙烧设备分为流态化闪速焙烧炉、循环流化床焙烧炉、悬浮焙烧炉三种。虽然所使用的耐火材料不同，但大量使用的是不定形耐火材料（耐火塑料）。或耐火浇注料），其用量占耐火材料用量的50%～70%。流化床闪速焙烧炉的不定形耐火材料全部采用德国进口，循环流化床焙烧炉的耐火材料全部国产。

氧化铝气体悬浮焙烧炉是用于焙烧氢氧化铝的专用设备。其技术和自动化水平非常高。焙烧过程是在1200℃左右的高温炉体工作温度和高风速的条件下完成的。同时，由于加工后的氧化铝材料硬度较大，流动性好，对氧化铝产品的质量要求非常严格。衬里材料中混入的任何杂质都会直接影响产品的性能。因此，耐火材料必须满足以下条件：耐高温、耐磨、高强度、耐热等，稳定性好、整体性好、密封性强。

电解槽是电解铝生产的核心设备。电解槽通常是一个矩形钢壳，内衬碳砖。电解池内悬浮有碳阳极，碳池底部为阴极。铝电解采用冰晶石、氟化铝、氟化锂等熔融液体作为电解质。 Al2O3在约970℃时熔化并在电场力的作用下电离。电解还原的金属铝熔体沉积在槽底部的阴极和阳极上。释放的氧气与碳阳极反应生成CO2或CO。电化学反应释放的热量使电解槽和铝保持熔融状态。铝液从罐内放出一定时间，并向罐内添加一定量的氧化铝和冰晶石；电解温度为900~1000℃。

电解槽底部的工作层一般用炭块砌筑。但由于碳与钠反应生成新的化合物，导致砖衬结构疏松，强度降低，炭块中出现裂纹。然后电解液和铝液沿着裂纹进入，铝在高温下与碳发生反应，与碳松散结合，导致裂纹扩大，最终导致电解槽外壳变形，内衬严重腐蚀，缩短使用寿命。因此，电解槽底部的阴极材料正在由原来的非晶碳砖改为半石墨化碳砖或石墨化碳砖。

铝电解槽侧壁衬里损坏的主要原因有：钢壳与砖衬之间吸入空气造成材料氧化；冰晶石、NaF、铝液在高温下的腐蚀；熔体流动引起的侵蚀；温度波动和热膨胀引起热应力。

铝电解槽侧壁一直采用非晶碳块、石墨碳块等材料制成，这类材料最致命的缺点是抗氧化性差、强度低。为了防止侧壁氧化并具有更大的电阻，侧壁正在向部分或全部使用SiC材料的方向发展。最好使用与氮化硅结合的碳化硅砖。氮化硅结合碳化硅砖具有优良的高温力学性能和良好的导热性，内部易形成凝结渣；它们具有高电阻率，减少了侧壁上的电流损耗；材质不易氧化；它不会与液态铝和冰晶相互作用。它会与石头等熔体发生反应；机械强度高，还可大大减少衬砖厚度，增大电解槽容积，稳定运行。例如，原来使用碳砖时，侧壁厚度约为200~400毫米，但使用氮化硅结合碳化硅砖时，侧壁厚度仅为75毫米。

2.罐底下的阻隔层

在电解铝生产中，Na和NaF的蒸气和液体可以穿过槽底部的阴极材料，进入下面的隔热层。当NaF等进入绝热层时，导热系数增大，电解槽的热效率降低，运行条件​​恶化，直至电解槽损坏。正极材料下方的“阻隔层”是夹在正极耐火材料和隔热材料之间的一层能阻止电解液渗透、具有优异隔热性能的材料。一种新的“屏障”材料废铝熔炼炉，即干式防渗材料，现在得到了很好的利用。

3、熔炼炉、保温炉用耐火材料

原铝锭和废铝的熔化和合金化常用的熔炼炉多为燃气或油式固定式或倾动式反射炉，也有采用电阻反射炉和感应坩埚炉的。虽然熔炼炉内铝液和铝合金的温度只有700~800℃，但铝和铝合金中的镁、硅、铜等活性很强，很容易与耐火材料中的某些成分发生反应废铝熔炼炉，形成耐火材料。损害。铝熔炼炉的主要腐蚀损伤机制有：

液态铝易进入耐火材料；

铝及其合金中的合金元素具有很强的还原某些氧化物的能力，产生的氧化还原反应是强放热反应；一些合金元素如镁具有较高的蒸气压，它们的蒸气比液态铝更容易再生。进入耐火材料，进入耐火材料后又被氧化，最终导致耐火材料发生质变、结构疏松和损坏；

大型熔铝炉在冶炼过程中，由于铝锭和合金的不断添加，铝锭和合金块对炉口、炉底和炉壁的冲击和磨损非常严重；

铝锭和合金块的添加、铝液的流出、炉内温度波动等都会对耐火炉衬造成热震损坏。

铝冶炼反射炉使用的耐火材料要求能抵抗液态铝和镁蒸气的进入，并具有优良的耐磨性和耐热冲击性。炼铝用反射炉与铝液接触的炉衬一般采用Al2O3含量为80%～85%的高铝砖砌筑；冶炼高纯金属铝时，采用莫来石砖或刚玉砖。氮化硅粘结的碳化硅砖用于容易腐蚀和磨损的区域，例如炉膛斜坡和使用过的铝材料。铝流槽、铝出口等部件被铝液侵蚀严重。一般采用自粘或氮化硅结合碳化硅砖，也有用交错石英砖作衬里。作为铝制出口堵塞物，最好采用真空浇注耐火纤维。不与液态铝接触的炉衬一般采用粘土砖、粘土耐火浇注料或耐火塑料。铝流槽的内衬一般采用碳化硅砖，也可采用预制熔凝泡沫硅砖。

如今，随着熔铝炉的大型化和强化回火的要求，高强度铝防渗透浇注料以其优异的抵抗铝液和镁蒸气进入的能力，以及优异的抗腐蚀能力而受到好评。耐磨性和耐热冲击性。应用。 （来源：荣盛耐火材料）