高純鋁冶煉爐用耐火材料的理化性能指標(biāo)

典型的高純鋁冶煉爐用耐火材料，通常都選用高鋁耐火材料、Si3N4結(jié)合SiC質(zhì)耐火材料砌筑。當(dāng)采用高鋁耐火材料時，由于該耐火材料中的SiO2和雜質(zhì)Fe2O3等成分會被還原成Si和Fe而熔人金屬鋁中，結(jié)果則難以獲得高純度金屬鋁。當(dāng)采用Si3N4結(jié)合SiC質(zhì)耐火材料時，雖然可以降低不純物熔入金屬鋁內(nèi)，而獲得較高純度的金屬鋁，但由于Si3N4結(jié)合SiC質(zhì)耐火材料中含有Si成分，因而仍然存在金屬鋁從耐火材料中拾取Si的危險。因此，要制取高純度鋁，則需要一種不會引入雜質(zhì)的耐火材料。根據(jù)化學(xué)原理，在已有的耐火材料產(chǎn)品中，認(rèn)為以制取金屬鋁相同的原料——Al2O3作為原料所生產(chǎn)的剛玉耐火材料即能滿足上述要求。這種剛玉耐火材料主要以燒結(jié)氧化鋁或板狀氧化鋁為原料并配人適當(dāng)數(shù)量的氧化鋁微粉制成，其技術(shù)關(guān)鍵是需要采用純凈基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氧化鋁的自潔結(jié)構(gòu)，以獲得高強(qiáng)度而又不會有雜質(zhì)成分熔入金屬鋁中。

另外，由于鋁廠在鋁冶煉過程中，溫度變化很大，所以用于鋁冶煉爐的內(nèi)襯耐火材料應(yīng)具有在溫度急變的情況下不剝落、抗熱震性能好等特點(diǎn)。由此可見，一種具有不使金屬鋁受到雜質(zhì)成分侵入，而又具有高抗熱震性能的剛玉耐火材料才是生產(chǎn)高純度鋁選用的重要耐火材料。這種剛玉質(zhì)耐火材料中A12O3含量大于94％，耐熱震性高.

當(dāng)采用A磚(A12O3含量為94％)作為冶煉99.99％A1的冶煉爐里襯時，發(fā)現(xiàn)制取的金屬鋁中雜質(zhì)明顯減少，而且比使用Si3N4結(jié)合SiC磚里襯雜質(zhì)更少。進(jìn)一步研究則證明，將94％A12O3的剛玉磚砌筑的冶煉爐用于制取99.999％A1以及99.9999％A1都獲得了成功。可見，這種通過增加基質(zhì)，強(qiáng)化結(jié)合，組織致密的、A12O3含量大于94％的特種剛玉磚是生產(chǎn)高純度金屬鋁用佳耐火材料。