某公司所采用的熔鋁爐為圓形頂開蓋加料式反射爐，以前耐火內(nèi)襯由高鋁磚砌筑。由于鋁渣的侵蝕和急冷急熱的雙重作用，再加之裝料時(shí)的機(jī)械碰撞，使用壽命一般在1200~1400熔次之間(其中在700爐次左右還要進(jìn)行一次中修)。通過對爐墻、渣線部位和爐口的結(jié)構(gòu)及耐火材料改進(jìn)后，在不進(jìn)行中修的前提下，熔鋁爐壽命就能達(dá)到2500熔次以上。如果在停產(chǎn)時(shí)，對渣線和爐口部位進(jìn)行局部修理，壽命就能達(dá)到三年以上，熔次數(shù)超過3500爐。通過這樣的改進(jìn)，既提高了主機(jī)設(shè)備開機(jī)率，又節(jié)省了檢修費(fèi)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
爐墻部位的改進(jìn)
爐墻原有結(jié)構(gòu)的及存在問題
改造前圓爐爐墻一直延續(xù)鐵殼+20mm纖維氈+230mm硅藻土保溫磚+230mm高鋁磚的結(jié)構(gòu)。
該結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是在上部爐墻損壞較輕時(shí)，渣線部位就遭到嚴(yán)重?fù)p壞，使用壽命短，修理時(shí)渣線部位又無法單獨(dú)修補(bǔ)，需停爐進(jìn)行中修，將液面上部爐墻全部拆除，重新砌筑，這既耽誤了主機(jī)生產(chǎn)，又增加了檢修費(fèi)用。
爐墻改進(jìn)方法
參照其它單位的成功檢修，將渣線以上爐墻的用高低水泥澆注料整體澆注，中間用不銹鋼錨固鉤加固。該類澆注料耐火強(qiáng)度高。抗沖擊、抗沖刷性能好，適用于惡劣的工作環(huán)境。其性能參數(shù)見表1。
表1 高強(qiáng)低水泥性澆注料能參數(shù)
保溫層使用耐火纖維澆注料，該材料具有導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、保溫性好、爐襯整體密封性好的特點(diǎn)，并且施工簡單，采用投射涂抹法即可。整個(gè)施工過程時(shí)間短，比傳統(tǒng)的磚砌法可節(jié)約3d時(shí)間。烘爐也無需延長時(shí)間，不會(huì)發(fā)生裂紋和爆裂現(xiàn)象，改進(jìn)后爐墻結(jié)構(gòu)見圖2。
渣線部位的改進(jìn)
渣線部位的損壞原因
由于鋁及鋁合金中含有鎂、硅、錳、鐵等活潑元素，在熔化時(shí)很容易與高鋁磚中一些組分反應(yīng)：
4Al+3SiO2=2Al2O3+3Si
3Mg+Al2O3=3MgO+2Al
2Al+3R2O=Al2O3+6R
這些反應(yīng)與作用導(dǎo)致耐火材料結(jié)構(gòu)疏松和損壞，再加上爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的沖刷作用，在爐墻與鋁液表面接觸的渣線部位，會(huì)逐漸受到浸蝕，逐漸出現(xiàn)弧面凹陷。隨時(shí)間推移，凹陷越來越深，破壞了爐墻的強(qiáng)度和不滲漏性，最終達(dá)到無法使用。
渣線部位改進(jìn)措施
通過比較，最后選用了抗鋁渣耐磨澆注料制成的異型渣線磚。渣線磚比澆注爐墻厚70mm，這樣渣線部位就會(huì)凸出爐墻，在一定時(shí)間內(nèi)，這部分就能在一定程度上來抵擋浸蝕，達(dá)到延長渣線部位壽命的目的。另外，該材料加入了鋁液不浸潤的成分，如：碳化硅、氮化硅、硫酸鋇等。同時(shí)還提高原料純度，降低SO2、K2O、Na2O含量。在制磚過程中，使用壓力成型，保證磚的幾何尺寸，降低氣孔率，提高致密性。使用此磚后能達(dá)到滿意的效果。
渣線部位局部修補(bǔ)
隨著圓爐的使用，渣線部位仍然會(huì)慢慢被侵蝕，凹面變深，當(dāng)達(dá)到一定深度不能繼續(xù)工作時(shí)，可將渣線磚拆除。因?yàn)樯喜繝t墻是整體澆注的，并帶有錨固鉤，所以不會(huì)像磚砌的那樣發(fā)生塌落。清理干凈后，可用修補(bǔ)澆注料進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)后的爐墻能繼續(xù)使用1000熔次以上，延長整個(gè)圓爐的使用壽命。
爐口部位的改進(jìn)
由于裝料時(shí)，料斗或鋁錠會(huì)經(jīng)常碰撞爐口。使用磚砌的爐墻頂會(huì)經(jīng)常被整塊撞掉，時(shí)間不長就會(huì)殘缺不全，需要經(jīng)常修補(bǔ)。否則，就會(huì)燒壞爐蓋和爐殼。在此部位使用的耐熱增強(qiáng)鋼纖維澆注料就很好地解決了這一問題。該澆注料的Al2O3含量大于80%，內(nèi)含耐熱鋼纖維，具有抗壓強(qiáng)度高，耐磨損，抗沖刷，抗熱震及防機(jī)械碰撞性好的特點(diǎn)，使用壽命較長。具體性能參數(shù)見表2。
表2 耐熱增強(qiáng)鋼纖維澆注料性能參數(shù)
使用效果及經(jīng)濟(jì)效益
使用效果
熔鋁爐經(jīng)過改進(jìn)后，效果非常明顯。經(jīng)過近二年的使用，除對爐門扒渣坡進(jìn)行過一次小修補(bǔ)，其它部位都很完好。渣線磚凸出部分還未完全蝕掉。整個(gè)爐體保溫性能也有顯著提高，爐殼平均溫度從以前的90多℃降至現(xiàn)在不足80℃。
經(jīng)濟(jì)效益分析
經(jīng)過改進(jìn)后，雖然單次大修材料費(fèi)用增加4萬元左右，但壽命是以前的2.5倍。按三年內(nèi)每臺(tái)熔鋁爐節(jié)省一次大修和一次中修費(fèi)用計(jì)算，就節(jié)約檢修費(fèi)用26萬元(大修、中修材料費(fèi)及人工費(fèi)分別按20萬元和10萬元計(jì))。該公司有6臺(tái)同類型熔鋁爐，每年就節(jié)約檢修費(fèi)用52萬元。
檢修次數(shù)減少了，相應(yīng)提高了主機(jī)開機(jī)率。每臺(tái)圓爐三年節(jié)約檢修時(shí)間50天，6臺(tái)爐每年就增加生產(chǎn)日100天，每年可多生產(chǎn)鑄軋板3500t，為公司創(chuàng)造效益超過百萬元。
結(jié)束語
冶金爐窯內(nèi)襯采用不定形耐火材料整體澆注時(shí)燒結(jié)爐窯發(fā)展的大趨勢，用特種耐火材料代替普通耐火磚也是材料行業(yè)發(fā)展的必然。充分發(fā)揮技術(shù)人員的聰明才智，通過不斷的技術(shù)革新，舊設(shè)備也會(huì)煥發(fā)青春活力，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
