Feuerfeste Materialien für die Auskleidung von Aluminiumschmelzöfen werden üblicherweise bei Temperaturen unter 1000 Grad gehalten. Diesen feuerfesten Materialien werden Flussspat oder Schwerspat sowie andere Sinterhilfsmittel und Antibenetzungsmittel zugesetzt, um das Sintern der Materialien bei niedriger Temperatur zu fördern und den Widerstand gegen das Eindringen von Aluminiumflüssigkeit zu verbessern. Wenn der Ofen jedoch aus irgendeinem Grund überhitzt ist, können diese Zusätze zu vorzeitiger Korrosion der feuerfesten Materialien führen. Um das Problem der vorzeitigen Korrosion von feuerfesten Materialien für Aluminium-Schmelzofenauskleidungen zu überwinden, werden feuerfeste (CaO-Al2O3)-Calciumaluminat-Gussstücke mit Calciumaluminat als Zuschlagstoff verwendetCalciumaluminatzementals Bindemittel entwickelt. Normalerweise wird CAA durch Schmelzen von Rohstoffen mit einem Materialverhältnis von Al2O3 zu CaO CaO/Al2O3=1 oder 0,7 (Molverhältnis) und Zerkleinern in verschiedene Partikelgrößen hergestellt. Da CAA im Schmelzverfahren hergestellt wird, ist seine scheinbare Porosität nahezu Null. In CAA-Materialien besteht die Mineralphase hauptsächlich aus CaO-Al2O3 mit einem Schmelzpunkt von 1600 Grad.
Calciumaluminatzement (abgekürzt CAC) kann durch Sintern und elektrische Schmelzverfahren hergestellt werden und seine chemische Zusammensetzung beträgt etwa 27 % CaO, 371 % Al2O. Die Ergebnisse des vergleichenden Tiegel-Selbstätztests von CAA-Gussstücken und gewöhnlichen Gussstücken bei 800 Grad und 72 Stunden mit der Aluminiumlegierung AZ8GU zeigen, dass CAC-gebundene Gussstücke über eine hervorragende Durchdringungsfestigkeit verfügen. Im Gegensatz dazu kann die Aluminiumlegierungsschmelze bei CAC-gebundenen plattenförmigen Aluminiumoxidgussteilen tief in ihre Struktur eindringen und es kommt zu einer offensichtlichen Korundbildung (-Al2O3). Die Testergebnisse zeigen auch, dass die Aluminiumflüssigkeit tief in den Tonguss mit Antibenetzungsmittel eindringt, sogar in den Tonguss mit CAA-Zusatz.
Es wurde bestätigt, dass die Wechselwirkung zwischen der Legierungsschmelze und dem feuerfesten Material im Aluminiumschmelzofen hauptsächlich darin besteht, dass die Schmelze in die Poren der feuerfesten Struktur der Ofenauskleidung eindringt, was zur Reduktion von SiO2 und/oder Aluminiumoxiden führt um Korund (-Al2O3) zu bilden. Bei natriumreichen Legierungen bzw. natriumreichen Alkalisalzen entsteht -Al2O3, was dazu führt, dass sich die aluminiumreiche Feuerfestauskleidung ablöst und vorzeitig beschädigt wird. Da CAA-Materialien nahezu nicht von Aluminiumflüssigkeit durchdrungen werden, besteht fast kein Problem einer strukturellen Ablösung und einer beschleunigten Beschädigung der feuerfesten Auskleidung.
Die Ergebnisse des Vergleichstests zeigen auch, dass die Permeabilität von feuerfesten CAA-Gussstücken mit niedrigem Zementgehalt und ohne Antibenetzungsmittel die gleiche ist wie die von herkömmlichen Gussstücken mit niedrigem Zementgehalt auf Aluminiumoxidbasis und BaSO4 (Antibenetzungsmittel), und ersteres kann kann bei einer Temperatur von bis zu 1350 Grad verwendet werden, wodurch sichergestellt wird, dass es auch bei Überhitzung des Ofens nicht zu vorzeitiger Korrosion der feuerfesten Auskleidung kommt. Dies zeigt, dass CAA-arme Gießmassen mit CAA als Zuschlagstoff und Calciumaluminatzement als Bindemittel vollständig mit den Einsatzbedingungen von Aluminiumschmelzöfen kompatibel sind. Die Ergebnisse anderer Studien (500 Grad, 100-Stunden-CO-Erosionsbeständigkeitstest) zeigen, dass eisenfreies CAA nach dem Erhitzen auf 800 Grad eine ausgezeichnete CO-Erosionsbeständigkeit aufweist, was darauf hindeutet, dass auch CAA-Gussstücke mit CAA als Zuschlagstoff und CAC als Bindemittel verwendet werden können Petrochemische Industrie.
