熔鑄氧化鋁磚

定義

將耐火原料的配合料在高於該物料的熔融溫度下熔化後，澆鑄在預製的耐火模型中，通過冷卻固化使結晶組織發育長大而形成的製品，稱熔鑄耐火材料。由於熔鑄耐火材料具有結構緻密、機械強度高、耐玻璃侵蝕等一系列優良性能和可以製造比一般燒結磚更大尺寸的製品，所以自年代問世以來進展迅速，至今，品種、產量和質量都不斷得到發展和提高，尤其英、美、德、法、日等一些國家，都建立有工藝設備比較先進的生產線，目前全世界熔鑄耐火材料的年產量在數十萬噸以上。

研究背景

熔鑄耐火材料的最初目的是為了提高玻璃工業熔窯的使用壽命和提高玻璃製品的質量。直到現在，這類製品的主要套用範圍仍然是玻璃製造工業。因為提高玻璃熔窯的生產率及製取高度均勻和高純度的玻璃製品，有賴於玻璃熔化溫度達到的技術手段，因此採用優質耐火材料是至關重要的。這就是熔鑄耐火材料在玻璃熔窯中得到廣泛使用的原因。目前，幾乎用它砌築熔窯的所有部位，當然，視各部位的不同侵蝕程度而選擇質量相適應的品種來配套使用。

製作原理

偏析理論

鑄件凝固過程是溶質再分布的過程，偏析是溶質再分布的必然結果。它可分為巨觀偏析和顯微偏析。巨觀偏析表現在鑄件內外或上下各部位之間化學成分的差異。巨觀偏析主要是凝固過程中液體的流動所造成，要想完全消除巨觀偏析是很困難的，只有最大的限度地減少。顯微偏析多指晶核與晶體成分上的差異，它是可以通過退火來消除或減少的。熔鑄氧化鋁耐火材料是以工業氧化鋁為主要原料，添加少量的工業純鹼、石英砂或微量外加劑組成配合料，經三相電弧爐高溫熔融(2100~2300℃)形成均質熔液，再將其澆鑄至預定的模型中，經過合理退火而成的熔鑄製品。

偏析途徑

造成熔鑄氧化鋁鑄件巨觀偏析可能有兩種途徑，其一，凝固早期所形成的固相或雜質的漂浮或下沉。第二種途徑是在兩相區內的液體在枝晶間隙的流動，這種流動的動力主要是由於凝固收縮和枝晶間的液體由於濃度不同所造成的密度差別。後一種途徑對於形成熔鑄氧化鋁鑄件巨觀偏折來說是關鍵性的。

凝固過程

在凝固過程中隨著成分的改變而改變，如果由於凝固改變液體成分而使密度增加時，會使液體向下移動，反之，當密度減少時會使液體向上流動。可以看出，促使液體流動的動力來自凝固收縮和液體密度的改變這兩個方面。同時，液相的粘度對於液相的流動也起著重要的作用，即粘度越小，越有利於液相的流動。

製作工藝

具體工藝措施如下：要保證鑄件的成分，須使凝固過程中液體的密度差減到最小。適當地增加鑄件或曹口的高度，促進液相的流動。加入孕育劑細化枝晶組織，增加流動阻力，從而減少液體的流動速度。在凝固開始階段，用加速液體對流的辦法，可以細化晶粒。儘可能地加大冷卻速度，縮短固一液兩相區的凝固時間。但是過高的冷卻速度，極易造成製品開裂澆注溫度太高、澆鑄速度太快，均會延緩鑄件冷卻速度，從而使巨觀偏析加劇。

提高效率方法

（1）選用高溫煅燒α－A型和γ－A型工業氧化鋁粉為主要原料；