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1、,综述用淤材挥!∀口少#∃刃炼铝工业’用耐火材料及其发展动向陈肇友,%冶金部洛阳耐火材料研究院洛阳#&∋()当今炼铝工业对衬火材朴的要求与发展动向。+、摘要闲述了介绍了∗刃生产铝电解糟%包括阴极、阳极、侧场材杆与碳质楷底的但档层材抖、铝锭或度铭熔融与合金化炉用衬火材),。杆以及钦酸铝材抖的应用关健词炼铝工业用衬火材抖钦酸铭,,在世界有色金属生产中铝的年产量居∗.。生产用耐火材料,。第一位远远超过其它有色金属铝工业每年,+、/、、生产∗∋有电熔法酸法与碱法三种消耗的耐火材料量比铜铅锌冶炼消耗的耐,。电熔法是将铝矾土与炭
2、装入电炉熔炼炭将火材料总量还多得多+、3+。铝矾土中的0∋12.等还原成45一12熔世界上年产铝约,∋∋∋万吨铝产量最多,,+。,体使之与∗.分离但这种方法耗电量,#,万吨的国家是美国年产其次是原苏、、、,、、。大成本高产量有限产品不能满足电解铝联然后是加拿大澳大利亚巴西与我国世。,,的要求因此这种方法多用来制取刚玉磨界上年消耗铝最多的国家也是美国消耗量。,,料我国现在用这种方法生产亚白刚玉耐火为#,∋万吨其次是日本,#∋万吨德国(。,万吨。日本与德国每年需要的金属铝全从国原料酸法由于用过的酸再生困难等也很少。+。·。用现在生
3、产∗6刃的主要方法是碱法外进口+碱法生产∗6必主要有拜尔法与碱石灰从铝矾土的储量以及天然能源的资源来。%(,烧结法拜尔法只需将得到的∗6.7)沉说我国在世界铝工业开发及其所用耐火材,,.7+。淀在∋∋∃,∋∋,8窑中焙烧使∗6%)脱料的领域里都应起更大的作用但是在耐火,(。,.,、,。水即成∗而碱石灰法则需两次缎烧即材料方面我们研究报道甚少重视不够其、、,+,先将铝矾土碳酸钠石灰混匀于,∋∋∃原因可能是炼铝工业炉操作温度低一般认,、、(∋∋℃−国内把碳素材料划在烧结成熟料然后细磨浸出分离出为耐火材料问题不大+−+++。,∗6
4、%∀7)再将∗9%.7)焙烧脱水成∗9.耐火材料行业之外对铝电解槽用耐火材料,+,未加注意−日本在耐火材料研究、开发方面对因此拜尔法生产∗6必消耗的耐火材料少,+,,,每吨∗.约需消耗:;<耐火材料而碱石我国影响较大而日本又不生产原铝对这方,+。,。灰法生产一吨∗.则需约,∋;<耐火材料面研究较少未能引起我们的注意,,炼铝工业用耐火材料至今尚未见到较系烧结熟料的回转窑由于碱高烧成带用、,磷酸盐结合高铝砖或铝酸钙水泥结合浇注统较全面的阐述本文将从以下四个方面进。行介绍。料−其余部位为耐碱粘土质材料焙烧回转窑,多用三等高铝砖或粘土砖国
5、外炉衬寿命为/。本文是0年在全国有色金属冶炼用耐火材料研讨会上的报告汤梦火材群双=&。,。,,0年焙烧窑由于产物∗∋活性大易与耐与阳极析出的氧反应冰晶石熔体能良好润,。,火材料反应形成三次莫来石造成砖衬剥落湿不致形成气膜的惰性电极就成了炼铝工。业中的一重大科研课题,铝电解槽用耐火材料·惰性阳极材料的研究报道文献不少但,。铝电解槽通常为矩形钢壳内衬碳砖电至今尚未见到工业化与商品化。可以作为惰,。!,解槽中悬有一炭阳极其炭质槽底为阴极电+隆阳极的材料根据已有的研究资料大致有。解还原出来的金属铝熔体沉积于槽底阴极一,刁一Β、、
6、Χ,金属陶瓷如>5.>5凡∋8硼化错4.基3。阳极放出的氧与炭阳极反应生成8.与8.。4Χ.3为阴,材料离子空位在0∋℃以下稳电化学反应放出的热量使电解质与铝保持熔,,一,(定热膨胀系数低在冰晶石∗∋熔体中溶。/融状态隔一定时间从槽内放出铝液并向槽,Χ3解度很小加入少量添加剂能显著降低4∀。内加入一定量的氧化铝与冰晶石电解温度,。材料的电阻率是一有希望的惰性阳极材料。为∋∋一∋∋∋℃下面从四个方面介绍铝电,/(宝吕电解槽的侧墙材料。解槽用耐火材料铝电解槽侧墙过去一直沿用炭砖。侧墙/,飞铝电解槽阴极材料,,炭砖的破损影响了电解槽
7、的正常操作降低+对铝电解槽阴极材料的主要要求是要了电解槽的寿命。为了使侧墙不氧化,又具有,、具有良好的导电性,49并能在高温下抗冰晶石较大电阻侧墙正朝着部分或全部采用8。?>1和铝液的侵蚀铝电解槽槽底阴极一般。+,质材料的方向发展这些45Δ质材料有∗仇。、、采用炭质材料或高铝结合498材料氮化硅结合45Δ材料,、?现在的一些研究结果表明槽底炭质材氧氮化硅结合:52材料456.Χ结合498材料,料的破坏主要是由于>?。的渗入其次是冰和自结合45Δ材料目前较为一致的看法是。,晶石>?的渗透随着炭阴。研究结果还表明用氮化硅结合的碳化硅材料
8、。,+,极石墨化程度的提高而减少因此电解槽底:5Δ材料虽然能与。或Δ∋反应生成阴极材料正由原来的无定形炭砖改为采用,,,。半0∋但形成的0∋薄膜能阻止其继续氧化。,,,石墨化炭砖或石墨化炭砖此外从热力学计算可知在∋
