前阵子接到山东潍坊一家公司的紧急电话，说他们的铝熔化炉出大事了——炉膛里的铝液直接溢出来，炉壳上部都烧得发红，车间里人心惶惶的。我赶紧带着工具过去，到现场一看，那场面确实有点吓人，炉门一打开，一股热浪裹着刺鼻的气味就冲出来。
客户现场炉口材料状况
这炉子是台500Kg/h的小型炉，内部结构算复杂，耐火材料主要是陶瓷纤维毯做保温层，高铝砖砌耐火层，竖井区域用的是耐火浇注料，炉门框也全是高铝砖。但这会儿炉门框上的耐火砖表面，结了一层厚厚的琉璃状东西，后来才知道是低熔物挂渣，就像家里锅烧糊了结的硬壳，把耐火砖都侵蚀得坑坑洼洼，有的地方都剥落掉块了。
再往炉膛里看，熔池区域全被铝液熔渣填满了，原来的凹型面都看不出来，几乎跟炉门框齐平了。难怪铝液会溢出来，熔池都被渣子占满了，哪还有地方装铝液。炉顶的耐火砖也没好到哪去，大面积剥落，露出里面的陶瓷纤维毯，这样下去不仅保温效果差，能耗上去，还容易出安全事故。
其实铝熔化炉的耐火材料出问题，根源往往就在铝的活性上。铝这东西熔点不算高，但温度到750℃的时候，活性仅次于水，特别容易钻空子。耐火材料不可能完全没有气孔，铝液就顺着这些气孔渗进去，跟里面的SiO₂反应，生成Si和AL₂O₃，体积一收缩，材料就开裂了。还有铝锭里的Mg元素，高温下变成蒸汽，也会钻进气孔里跟耐火材料反应，双重破坏之下，耐火材料能撑得住才怪。
记得之前跟炉语者胡申岳聊过这事，他处理过不少类似的情况。有次苏州一家厂的炉子，也是耐火材料被侵蚀得厉害，老板一开始以为是材料质量不行，换了好几批高铝砖还是没用。后来胡师傅去了，一看就说问题出在材料选择上，原来用的高铝砖SiO₂和Fe₂O₃含量太高，跟铝液反应太剧烈。后来换成AL₂O₃含量高的刚玉质耐火材料，再把烧结程度提高，降低显气孔率，问题就解决了
我自己早年也踩过坑，给南京江宁一家厂换耐火材料，图便宜选了批显气孔率高的高铝砖，结果不到半年就出问题了。铝液渗透进去，耐火砖全裂了，不仅耽误生产，重新砌筑花了三万多，还赔了客户的停工损失。从那以后我就记住了，选耐火材料，抗渗性和耐侵蚀性是王道，不能只看价格。
解决这类问题，首先得选对材料，尽量用SiO₂、Fe₂O₃含量低，AL₂O₃含量高的高铝质或刚玉质耐火材料，就像给炉子穿了件更耐造的"盔甲"。然后要提高原料的烧结程度，让耐火材料表面更致密，显气孔率低了，铝液和Mg蒸汽就不容易渗进去。还有就是用那种空隙率低、孔径小的致密耐火材料，进一步阻断渗透通道，减少深层反应。
潍坊这家厂后来就是按这个思路整改的，换了高纯度的刚玉质耐火砖，重新砌筑了炉膛和炉门框，熔池区域也清理干净，做了防渗处理。整改完之后试生产，不仅铝液溢出的问题解决了，炉体表面温度也降了不少，燃气消耗每小时省了差不多0.5立方米，算下来一年能省不少钱。
其实耐火材料维护也很重要，平时要多观察，发现有挂渣及时清理，定期检查耐火层有没有开裂剥落，别等小问题拖成大故障。就像家里的水管，刚开始滴漏不处理，到最后可能就得换整根水管，费时费力还费钱。
