1 熔煉爐/保溫爐在鋁合金熔鑄生產中的作用
熔煉爐和保溫爐是鋁合金熔鑄生產中最主要的生產設備。首先,要將由電解槽中吸出的高溫電解鋁液通過真空抬包運送到熔鑄車間,然后轉注到熔煉爐中,以一定的固液比配料熔煉所需要的鋁合金。在熔煉過程中,通過電能或燃氣或燃油產生的熱量加熱爐料。熔化完成后,根據熔煉爐的容積大小,采用人工或機械或電磁攪拌裝置對鋁合金熔體進行攪拌,使熔體溫度和化學成分均勻化。然后通常用含氯精煉劑對鋁熔體進行預精煉,取樣分析化學成分,合格后轉入保溫爐中進行爐內精煉,除渣、除氣和除堿金屬,并再次取樣分析,確認化學成分符合配要求后,進行DC半連續扁錠鑄造或鋁合金鑄軋生產。鋁合金熔鑄生產的基本工藝流程如圖1所示。
圖1 鋁合金熔鑄生產的基本工藝流程
Figure 1 The basic technological flow of aluminium alloy melting and casting
以容量為25t的熔煉/保溫爐組為例,縱觀整個鋁合金熔鑄生產過程,在鋁合金扁錠DC鑄造中,鋁合金熔體在熔煉爐/保溫爐中的總停留時間要超過12小時;在鋁合金鑄軋生產中,鋁合金熔體在熔煉爐/保溫爐中的總停留時間則要超過25小時。由此可以看出,熔煉爐和保溫爐對于鋁合金熔鑄生產的重要性。
2 影響鋁合金熔煉爐/保溫爐耐火材料壽命的因素分析
影響鋁合金熔煉爐/保溫爐內襯壽命的因素比較多,主要有耐火材料質量、筑爐質量、裝爐和清爐操作、鋁液對耐火材料的侵蝕、鋁液中堿金屬和堿土金屬Na、K、Mg等對耐火材料的侵蝕以及耐火材料磨損等。
2.1 耐火材料質量
目前,國內大多數熔鋁爐/保溫爐內襯以高鋁磚為主要熔池材料[1]。在熔鋁爐筑爐時,有的熔鑄廠采用包工包料的交鑰匙工程,有的則采用由熔鑄廠提供筑爐材料,由施工方負責筑爐操作。前者為保證熔煉爐/保溫爐使用壽命,可以采購高品質的筑爐材料,然而,如果采用后一種方式,施工方為了降低逐鹿成本、獲取更大的利潤空間,很可能采購不符合筑爐要求的筑爐材料,再加之如果熔鑄廠方對筑爐材料質量監督不力,就會將不合格的耐火材料用于熔煉爐/保溫爐。不合格的耐火材料必然導致熔/保爐使用壽命的縮短。
2.2 筑爐質量
在耐火材料質量得到
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