Химические свойства алюминия активны и могут вступать в реакцию с CO2, H2O, O2 и т. Д. В топочном газе, вызывая потерю алюминия. Алюминиевый сплав легко вступает в реакцию с компонентами в огнеупорной футеровки при высоких температурах, чтобы генерировать новые продукты и производят определенное изменение объема, который изменяет структуру огнеупорного материала, изменяет химические и физические свойства материала, а также приводит к повреждению огнеупора материал.
Контакт и проникновение между расплавленным алюминием и огнеупорными материалами являются предпосылками химической реакции между ними. Следовательно, есть два способа улучшить коррозионную стойкость огнеупорных материалов: один – нанести покрытие на поверхность огнеупора; другой – уменьшить пористость, уменьшить диаметр пор или увеличить смазку расплава и материала. углы для предотвращения проникновения.
Для повышения коррозионной стойкости и смачиваемости огнеупорных материалов обычно принимают следующие меры:
(1) Дизайн минерального состава
При выборе сырья основным сырьем являются компоненты, которые имеют небольшой угол смачивания с алюминиевым раствором или химически не реагируют друг с другом, такие как Al2O3, SiC, Al4C3 и т. Д., При этом уменьшая минеральные компоненты в матрицы, которые реагируют с расплавом алюминия, такие как кварц и муллит, равны. Вообще говоря, когда угол смачивания огнеупорного материала и алюминиевый расплав больше, чем 90 °, два в не смачивающем состоянии. Угол смачивания между большинством оксидов и расплавом алюминия невелик, и с повышением температуры или времени угол смачивания будет еще больше уменьшаться, в то время как карбиды, бориды и нитриды не легко взаимодействуют с алюминием. Исследования показали, что угол смачивания чистой алюминиевой жидкостью и материала Al2O3 при 700 ℃ составляет 97 °, угол смачивания стеклоуглеродом составляет 92 °, а угол смачивания монокристаллическим и поликристаллическим графитом составляет 126 °, а угол смачивания монокристалл SiC составляет 79 °. То есть при рабочей температуре печи для плавления алюминия расплав алюминия не смачивается материалами Al2O3 и графитовыми материалами, а смачивается материалами SiC. Атмосфера плавления алюминия в печи для плавления алюминия является окислительной атмосферой. В то же время, если в качестве средства, препятствующего смачиванию, используется графит, он склонен к выходу из строя из-за окисления. Таким образом, увеличение содержания Al2O3 в огнеупорах является относительно наиболее целесообразным.
Расплав алюминиевого сплава обладает сильной способностью проникать внутрь и подвергаться коррозии. Только изменение минерального состава не может существенно улучшить коррозионную стойкость материала.
(2) Оптимизация материальной организационной структуры
Уменьшение кажущейся пористости материала и уменьшение диаметра пор материала может уменьшить канал проникновения расплава алюминия и повысить сопротивление расплава проникновению в огнеупорный материал. Правильная сортировка частиц, введение микропорошка и внедрение эффективных технологий диспергирования могут уменьшить кажущуюся пористость материала. На практике принцип плотной упаковки Андреассена обычно используется в качестве теоретического руководства для огнеупорных бетонов, максимально приближенных к наилучшей градации частиц; соответствующее количество микропорошка α-Al2O3 и микропорошка SiO2 добавляют в отливку и заливают в нее. в середине матрицы после спекания. В небольших пустотах кажущаяся пористость материала уменьшается, но микропорошок и сверхтонкий порошок легко агломерируются, поэтому обычно добавляют высокоэффективный диспергатор, чтобы сделать микропорошок полностью однородным в материале.
(3) Выбор жидкого смачивающего средства против алюминия
Добавление антиалюминиевого смачивающего агента может снизить смачиваемость между алюминиевым расплавом и огнеупорным материалом или уменьшить кажущуюся пористость материала, тем самым предотвращая реакцию между алюминиевым расплавом и материалом.Основная функция антиалюминиевого смачивающего агента Механизм состоит в том, что он вступает в реакцию с компонентами материала или заполняет зазор, или имеет большой угол смачивания расплавленным алюминием. Исследователи в этой части работы добились значительного прогресса. Относительно хорошие антиалюминиевые смачивающие вещества в основном включают : BaSO4, Na3AlF6, CaSO4, CaF2, Cr2O3, Si3N4, AlF3, P2O5, TiB2, SrTiO3 и др.
(4) сформировать покрытие на поверхности материала
Присутствие покрытия может изолировать или значительно уменьшить контакт между материалом и расплавом, но покрытие должно иметь характеристики устойчивости к высоким температурам и не смачиваться расплавом. Приготовление нитридов, боридов и других компонентов может привести к прочная связь с материалом Комбинированное покрытие – хороший способ, но эта часть исследований редко изучается, потому что использование конкретных материалов и улучшенных технологий может удовлетворить потребности использования.
