При выплавке алюминия такое оборудование, как вращающиеся печи, электролизеры и плавильные печи, требует использования специальных огнеупорных материалов, способных противостоять таким факторам, как высокие температуры, химическое воздействие и механическое воздействие. Например, во вращающихся печахвысокоглиноземистые кирпичиимагнезиально-хромовые кирпичииспользуются в качестве основных огнеупорных материалов, тогда как в электролизерах необходимо выбирать материалы с хорошими антиоксидантными свойствами, например карбидокремниевые кирпичи на связке нитрида кремния. Для плавильных печей необходимо учитывать такие свойства, как стойкость к эрозии жидкими парами алюминия и магния, стойкость к износу, устойчивость к термическому удару. Поэтому эти факторы необходимо учитывать при выборе огнеупорных материалов.
В мировом производстве цветных металлов годовой объем производства алюминия намного превышает объем производства других цветных металлов. Годовое потребление огнеупорных материалов алюминиевой промышленностью значительно превышает общее количество огнеупорных материалов, потребляемых при выплавке меди, свинца и цинка. Метод производства металлического алюминия предполагает двухэтапный метод фиксации: сначала глинозем получают из боксита мокрым способом; во-вторых, металлический алюминий производят электролизом расплавленных солей с использованием промышленного глинозема в качестве сырья. К высокотемпературным печам, используемым в производственном процессе, относятся вращающиеся печи, электролизеры расплавленных солей, печи для плавки алюминия и т. д.
Промышленные щелочные вещества серьезно разъедают огнеупорные материалы во вращающейся печи. В процессе выплавки алюминия металлический алюминий обладает высокой проникающей способностью даже при более низких температурах. Проникнув в кирпичи, он вступает в реакцию с SiO2, вызывая восстановление элемента Si, разрушая структуру огнеупорного материала, в результате чего футеровка печи образует испорченный слой, становится рыхлым, отслаивается и повреждается. Уравнение реакции: 3SiO2 + 4A1 -2A12O3 + 3SiO2.
Поэтому огнеупорные материалы, содержащие SiO2, не могут быть использованы в качестве конструкционных материалов печей оборудования для выплавки металлического алюминия. Вообще говоря, помимо высокоглиноземистых кирпичей, в алюминиевых промышленных печах обычно используются углеродистые продукты.
В настоящее время при производстве глинозема в нашей стране мы в основном используем два метода: метод спекания и комбинированный метод. В основном это связано с поставками сырья. Обработка бокситов обычно включает сушку и тендеризацию, обжиг гидроксида алюминия и т. д., и большинство заводов для проведения этих процессов используют вращающиеся печи.
Вращающаяся печь — это печь, используемая для обжига глиноземного клинкера. При производстве глинозема сначала пропорционально подготавливают бокситы, кальцинированную соду и известь и помещают их во вращающуюся печь. После обжига при высокой температуре 1200–1300 градусов их выпускают из печи, а затем обрабатывают соответствующим образом для получения гидроксида алюминия и маточного раствора; Глинозем помещают во вращающуюся печь и прокаливают при высокой температуре 1200 градусов. Процесс обжига во вращающейся печи происходит следующим образом: высокотемпературное пламя и материалы движутся в печи в обратном направлении. Из конца печи добавляется суспензия натронно-известкового боксита, содержащая 40% воды, или гидроксид алюминия, содержащий 12–18% воды. После низкотемпературной сушки, обезвоживания, нагрева и высокотемпературного обжига он выгружается из головки печи, а высокотемпературный газ течет из головки печи в печь. Хвостовой поток печи. Поэтому печь разделена на зону предварительного нагрева и зону высокотемпературного обжига. Чтобы избежать прилипания шлама к футеровке печи в процессе нагрева и обжига и улучшить процесс теплопередачи, между огнеупорными кирпичами также устанавливаются цепи, которые при вращении постоянно ударяются о материалы и облицовочные кирпичи, влияя на срок службы печи. футеровка печи. .
Вращающиеся печи, используемые при производстве глинозема, изготовлены из сварных стальных пластинчатых цилиндров, покрытых огнеупорными материалами. Этот вид огнеупорного материала находится в суровых рабочих условиях, а условия труда очень суровые. Он должен обладать следующими характеристиками: высокая устойчивость к щелочной эрозии; способен работать при высоких температурах 1200~1300 градусов в течение длительного времени без повреждений; способен выдерживать воздействие динамических нагрузок; способен противостоять эрозии заряда; Мойка высокотемпературным потоком воздуха. Огнеупорными материалами, используемыми во вращающихся печах, являются в основном высокоглиноземистый кирпич и магнезиально-хромовый кирпич, тогда как в низкотемпературных сушильных печах в качестве футеровки используется глиняный кирпич.
