Корунд – распространенный огнеупорный материал. Корунд обладает высокой термостойкостью, высокой прочностью, высокой твердостью, электроизоляционными, коррозионными и другими физико-химическими свойствами. Он широко используется в огнеупорной промышленности. Температура плавления корунда достигает 2050 градусов, огнеупорность высококачественных изделий из корунда выше 1900 градусов, температура размягчения шихты около 1850 градусов, предельная рабочая температура составляет 1950 градусов, а длительный срок службы температура 1800 градусов. Однако коэффициент теплового расширения корунда составляет 8,6, что относится к материалам со средней термостойкостью. Твердость корунда равна 9, что лишь ниже, чем у алмаза и некоторых высокотвердых синтетических минералов. Корундовое сырье можно разделить на спеченный корунд и плавленый корунд в зависимости от производственного процесса.
1. Спеченный корунд
Спеченный корунд представляет собой огнеупорный клинкер из кованого и обожженного глинозема (или технического глинозема), спеченного при высокой температуре от 1750 до 1950°С. Спеченный корунд с содержанием Al2Oa более 399 процентов, пористостью менее 4,0 процентов и насыпной плотностью 3,55 г · см ³. Он имеет хороший объем и химическую стабильность при высокой температуре и не подвергается коррозии восстановительной атмосферой, жидким расплавленным стеклом и жидким металлом. Механическая прочность и износостойкость хорошие при комнатной температуре и высокой температуре.
1. Спеченный корундовый боксит
Бокситокорунд в основном используется в абразивной промышленности.
2. Корунд спеченный глиноземом
Широко используется огнеупорная промышленность: она изготавливается из технического глинозема и спекается при высокой температуре. Для облегчения спекания оксид алюминия перед формованием обычно подвергают микроизмельчению. Тонина глинозема оказывает важное влияние на уплотнение спеченного глинозема. К методам формования относятся шаровое прессование, вакуумная экструзия, компактирование и т. д. Насыпная плотность заготовки должна быть максимально улучшена. Поскольку температура ковки составляет около 1750-1950 градусов, для ковки и сжигания часто используются вращающиеся или вертикальные печи. Когда содержание Al2O3 низкое, его также можно выковать в туннельной печи.
3. Таблетчатый корунд
Под микроскопом кристалл имеет плоскую и короткую столбчатую структуру, которая называется таблитчатым корундом и имеет белый цвет. Он может быть получен методом спекания и методом электроплавки. В настоящее время большую часть рынка составляет спеченный таблитчатый корунд. Таблетчатый оксид алюминия, также известный как таблитчатый корунд, представляет собой разновидность перекристаллизации, которая быстро спекается и тщательно спекается при высокой температуре выше 1900 градусов. Микроструктура Al2O3 имеет следующие характеристики: - Кристалл Al2O3 крупный, со средним диаметром 40-200 мкм, а его двумерная морфология плоская и переплетается друг с другом; - кристалл Al2O3 содержит множество круглых замкнутых пор размером 5~15 мкм; Открытых пор немного, обычно 2-3%. Обладает отличной стабильностью объема нагрева и термостойкостью.
2. Плавленый корунд
Электроплавленый корунд получают из прокаленного глинозема или боксита, который плавят в электродуговой печи в восстановительной атмосфере, отделяют от металла и других примесей, а затем конденсируют. В зависимости от используемого сырья и процессов плавки, распространенными разновидностями являются: плавленый белый корунд, плавленый коричневый корунд, плотный плавленый корунд (корунд с низкой пористостью), плавленый корунд на основе боксита (широко известный как корунд с высоким содержанием глинозема, суббелый корунд) и цирконий. корунд.
1. Белый корунд
Он также известен как «плавленый оксид алюминия». Изготавливается из технического глинозема путем плавки при высокой температуре в электродуговой печи. Его содержание Al2O3 составляет не менее 99 процентов, белый блочный материал, а кажущаяся пористость составляет 6-10 процентов. Основной кристаллической фазой является a-Al2O3. Кристаллы имеют длинную полоску и ромбовидную форму, часто скелетные кристаллы. Поскольку сырье очень чистое, в работе электропечи не происходит химической реакции, но температура расплавленной жидкости, скорость охлаждения и т. д. оказывают большое влияние на структуру блока. С точки зрения гомогенизации важно получить как можно более плотный блок. Образуется при затвердевании Na2O в сырье - Al2O3 легко концентрируется в центральной части блока, что оказывает неблагоприятное воздействие на огнеупоры и абразивы. Поэтому необходимо обращать внимание на содержание Na2O в сырье. Кроме того, в блоке присутствует небольшое количество нефелина и стекла.
2. Компактный корунд
Плотный плавленый корунд получают из технического глинозема путем плавки в электропечи с добавками. Плавление должно строго контролироваться, чтобы контролировать чрезмерное образование карбида. Плотный плавленый корунд имеет серый, серо-черный или серо-белый цвет, содержание Al2O3 составляет более 98 процентов, кажущаяся пористость обычно составляет менее 4 процентов, а насыпная плотность составляет более 3,8 г · см 3 . Основная кристаллическая фаза представляет собой -Al2O3, вторичная кристаллическая фаза FeTiO3, CaAl12O9, Ca3Si8O9, TiN, Ti4O7 и небольшое количество стеклофазы. Содержание С в компактном корунде должно быть меньше или равно 0,14 процента и должно быть максимально снижено - Al2O3 образуется для повышения прочности и коррозионной стойкости частиц корунда. Когда карбид (Al4C3, Al4O4C, Al2C) содержится в плавленом корунде, карбид может реагировать с водой при комнатной температуре:
Аль4C3плюс 12 часов2О→4Al(ОН)3плюс 3 канала4↑
Это вызывает образование порошка из расплавленных частиц корунда. При подготовке неформованных огнеупоров корпус конструкции может стать рыхлым, вздутым или даже сильно растрескаться. Плотный плавленый корунд часто используют в качестве заполнителя в огнеупорных изделиях, расширяется его применение в аморфных огнеупорах.
3. Корунд полубелый
Суббелый корунд также называют плавленым корундом на основе фанту или высокоглиноземистым корундом. Изготавливается плавлением легкообожженного боксита особого или первого сорта в электродуговой печи с восстановителем, отстойником и т.п. По внешнему виду и физико-химическим показателям близок к плотному корунду. Его получают путем электроплавления бокситов специального или первого сорта в восстановительной атмосфере и контролируемых условиях. Во время плавки добавляют восстановитель (углерод), осадитель (железные опилки) и обезуглероживатель (железная чешуя). На средних и ранних стадиях плавки TiO2 восстанавливается и удаляется с избыточным восстановителем. На более поздних стадиях плавки добавляется обезуглероживание или продувка кислородом для удаления избыточного углерода с целью получения белого корунда. По своим физико-химическим показателям он близок к плотному плавленому корунду, и цвет у него такой же. Как правило, содержание Al2O3 составляет более 97 процентов, а кажущаяся пористость менее 4 процентов; Кристаллы корунда обычно зернистые, размером 1-15 мм; Основными минералами-примесями являются гексаалюминат кальция (СА6), рутил, титанат алюминия и их твердые растворы. Однако в минеральном составе присутствуют более высокие соединения титана, а коэффициент термического расширения выше, чем у уплотненного плавленого корунда. Применяется для неформованных огнеупорных материалов, кирпича для доменных печей и кирпича Al2O3-SiC-C.
4. Корунд коричневый
Коричневый корунд получают путем плавления природного высокоглиноземистого легкообожженного материала и углеродного материала с небольшим количеством железных опилок в электродуговой печи. Коричневый корунд коричневого цвета, как правило, Al2O3 Больше или равно 94,5 процента, SiO2 Меньше или равно 3,5 процента, TiO2 Меньше или равно 3,5 процента, Fe2O3 Меньше или равно 1 проценту. Минеральный состав в основном а-Al2O3. Центральная часть кристаллической формы представляет собой ромбовидные, толстые пластинчатые и треснутые частицы. Вокруг много кристаллов расплава оксида кремния и оксида кальция, которые имеют форму длинных пластин, а наиболее крупные зерна имеют скелетообразную пластинчатую форму. Поскольку примеси удалены не полностью, коричневый корунд также содержит рутил и другие вторичные фазы, а также стеклофазу, ферросплав и твердый раствор. Оттенок коричневого корунда в значительной степени зависит от остаточного оксида титана в продукте. Коричневый корунд в основном используется в качестве абразива. В последние годы стали использовать литейные материалы для чугунных желобов крупных и средних доменных печей, безводные заполнители для доменного дутья и сырье для производства рядового корундового кирпича (в том числе высокоглиноземистого карбидокремниевого кирпича).
