铝电解采用冰晶石（六氟合铝酸钠)、氟化铝、氟化锂等熔液为电解质，将AL2O3加入电解槽，通电熔化。
虽然Al2O3熔点为2050，但在氟化盐熔体中可降至970左右。在电场力的作用下，Al2O3电离，Al在阴聚集，可用真空泵吸入铝水罐送去进一步处理和铸锭，阳放出的氧与炭反应生成CO2或CO。电化学反应放出的热量使电解质与铝保持熔融状态。
所以，电解槽内衬实际上既是导电材料（如槽底炭砖），又是高温耐火材料。
电解槽对耐火材料的要求：
①能抵抗熔融氟化物的侵蚀；
②有良好的导电能力；
③少量或不含SiO2，以避免SiO2被金属铝还原；
④同时要求气孔率低和致密度高，以防铝液渗漏；
铝电解槽是铝电解生产的核心设备，其内部环境高温、高腐蚀、高冲击。因此，耐火材料的选择和应用是关键因素，直接影响铝电解槽的使用寿命和电解效率。以下是铝电解槽对耐火材料的主要要求：
1. 高耐化学腐蚀性
铝电解槽中熔融的铝电解质（主要为冰晶石和氧化铝的混合物）具有强烈的化学腐蚀性。耐火材料需要能抵抗电解质及其分解产物的侵蚀，尤其是在高温下与氟化物、氧化铝、熔融铝、铝合金和碳化物等化学物质的接触中保持稳定。
铝电解槽对耐火材料的化学侵蚀：主要来自电解质中的氟化物、氧化铝和熔融铝，这些物质可以与耐火材料中的硅、氧等元素发生反应，导致材料损耗和性能退化。
2. 高耐热性
铝电解过程中电解质的温度一般在960℃到970℃之间，部分区域温度更高。因此，耐火材料要能在高温下长期稳定使用而不发生软化、熔融或变形。
高熔点和高软化温度：能够在电解槽工作温度范围内保持强度和稳定性，常用的耐火材料如氧化铝（Al2O3）基材料、碳质材料、镁铝尖晶石等。
3. 高热稳定性和热冲击性
电解槽运行过程中，温度波动和热冲击不可避免。耐火材料需要具备优良的抗热震性，能够承受急冷急热的热应力而不开裂。
热膨胀系数：低热膨胀系数的材料在温度变化中会有较小的尺寸变化，从而减少开裂的可能性。
4. 良好的机械强度和结构完整性
电解槽中的耐火材料需要承受静载荷和电解质的压力，以及电解槽开启、维护过程中的机械冲击。因此，材料需要具有足够的机械强度，能够抵抗磨损、冲击和压力而不破损。
抗压强度和抗弯强度：这些性能参数是确保耐火材料能在机械应力下保持完整性的关键。
5. 优异的导电性
在铝电解过程中，电流通过电解质和电ji进行电解反应，因此，部分耐火材料需要具备良好的导电性能，以确保电解效率。
导电碳砖：常用于电解槽的阴ji部分，能够良好地传导电流，减少电阻损耗。
6. 低气孔率和高密度
低气孔率有助于提高材料的密度，从而增强其抗化学腐蚀和机械强度。高密度材料能更好地抵抗熔融铝和电解质的渗透。
气孔率和密度控制：材料的制造过程中需要严格控制气孔率，优化烧结工艺以提高密度。
7. 良好的可加工性
耐火材料需要能够被加工成复杂的形状和尺寸，以适应电解槽的结构要求。同时，应具备良好的可修复性，便于电解槽在运行中或维护时进行更换或修补。
尺寸和形状精度：确保耐火材料能够准确地装配到电解槽中，避免出现缝隙或错位。
典型应用材料
阴ji材料
碳砖：通常使用高密度、高强度的碳砖，具有良好的导电性和抗化学腐蚀性。
SiC砖：硅碳砖具备良好的抗氧化性能和较高的导热性。
侧墙材料
半石墨砖：适用于中低温区域，能承受较大的热应力。
氧化铝砖：提供优异的耐腐蚀性能，适合高温区域。
绝热层材料
轻质耐火砖：用于电解槽外层，提供隔热效果，减少热量损失。
陶瓷纤维板：提供良好的绝热性能，适用于电解槽顶部和侧壁。
铝电解槽对耐火材料的要求十分严格，主要包括高耐化学腐蚀性、高耐热性、高热稳定性、良好的机械强度、优异的导电性、低气孔率、高密度以及良好的可加工性。选择合适的耐火材料能够显著提高铝电解槽的运行效率和使用寿命，减少停工时间和维护成本。
