鋁熔煉爐用鋁酸鈣質耐火澆注料知識

鋁熔煉爐內襯耐火材料通常處于1000℃以下的溫度中。這些耐火材料中都添加氟石或者重晶石等助燒結劑和抗潤濕劑，以促進材料的低溫燒結，并提高對鋁液滲透的抵抗能力。然而，當爐子因某種原因導致過熱時，這些添加劑卻能導致耐火材料過早發生蝕損。

為了克服鋁熔煉爐內襯耐火材料過早蝕損問題，便開發了一種以鋁酸鈣為骨料而以鋁酸鈣水泥為結合劑的鋁酸鈣(CaO-Al2O3，簡寫為CAA)質耐火材料通常CAA是以Al2O3和CaO物料比CaO/Al2O3=1或0.7(摩爾比)的原料通過熔融而制得，并破碎成不同粒度。由于CAA是由熔融工藝制得的，所以其顯氣孔率幾乎為零。在CAA材料中，其礦物相主要是CaO-Al2O3，熔點為1600℃。

鋁酸鈣水泥(簡寫為CAC)可通過燒結和電熔工藝制取，其化學成分約為CaO27%、Al2O371%。

CAA質澆注料和普通澆注料于800℃，72h用AZ8GU鋁合金進行的對比坩堝自蝕試驗所獲得的結果表明，CAC結合質澆注料具有優質的抗滲透能力。相反CAC結合板狀氧化鋁質澆注料卻能被鋁合金熔體深深地滲入其結構中，而且有明顯的剛玉(α-Al2O3)生成。試驗結果還表明，鋁液在加有抗潤濕劑的黏土質澆注料中的滲透也很深，即使添加有CAA的黏土澆注料也不例外。

已經明確，鋁熔煉爐中合金熔液和耐火材料之間互相作用主要是熔體向爐襯耐火材料結構中的氣孔內滲透，導致SiO2和/或鋁的氧化物還原，生成剛玉(α-Al2O3)。在富鈉合金或用富鈉堿鹽處理的情況下，形成β-Al2O3，使富鋁耐火材料內襯剝落而過早損毀。由于CAA質材料幾乎不被鋁液滲透，因而幾乎不存在結構剝落而加快耐火內襯損毀的問題。

對比試驗的結果還表明：不加抗潤濕劑的CAA低水泥澆注料的抗滲透性與添加BaSO4(抗潤濕劑)的傳統礬土基低水泥澆注料相同，而且前者的使用溫度可達到1350℃，這便可以確保即使在爐子過熱時也不會導致耐火內襯過早蝕損的發生。說明以CAA為骨料而以CAC為結合劑的CAA質低水泥澆筑料完全能夠與鋁熔煉爐的使用條件相適應。

另外的研究(500℃，100h抗CO的侵蝕試驗)結果則表明，無鐵破碎的CAA在加熱到800℃后具有優良的抗CO侵蝕性能，說明以CAA為骨料而以CAC為結合劑的CAA質澆注料也可使用于石化工業。