高強(qiáng)度剛玉耐火材料制品有哪些

 

工業(yè)氧化鋁不能直接生產(chǎn)耐火材料。應(yīng)通過煅燒或電熔再結(jié)晶，將γ-Al2o3轉(zhuǎn)化為α-Al2o3（剛玉），使其燒結(jié)致密。因此，剛玉按生產(chǎn)方法分為輕燒（1350~1550℃）剛玉（又稱輕燒α-Al2o3）、燒結(jié)（1750~1950℃）剛玉和電熔剛玉。根據(jù)晶體形態(tài)，剛玉分為板狀或片狀剛玉、柱狀剛玉、粒狀剛玉、單晶剛玉、微晶剛玉、β-剛玉、α-剛玉（前者與生產(chǎn)方法有關(guān)，β-剛玉和α-剛玉與Na2O含量有關(guān)）。根據(jù)外觀顏色，分為白剛玉、棕剛玉、紅剛玉（紅寶石、藍(lán)剛玉（藍(lán)寶石）、青剛玉、黑剛玉、白藍(lán)剛玉（白藍(lán)寶石）、紫剛玉、透明剛玉和黃剛玉。根據(jù)少量其他物質(zhì)成分，分為鉻剛玉、鋯剛玉、鎳剛玉、釩剛玉等。

 

氧化鋁產(chǎn)品強(qiáng)度高，室溫耐壓強(qiáng)度高；室溫抗折強(qiáng)度可達(dá)250mpa以上，100ctc抗折強(qiáng)度可達(dá)150mpa。高密度氧化鋁產(chǎn)品能更好地抵抗鐵、鋁、鎳、釩等熔融金屬的侵蝕；室溫下不受硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸的腐蝕，但高溫下，氟化鈉和濃硫酸對(duì)氧化鋁有一定的侵蝕作用。氧化鋁對(duì)玻璃和爐渣的侵蝕有一定的抵抗力。

 

電熔剛玉磚

原料為電熔剛玉砂，燒結(jié)成型。剛玉磚的主要礦物成分是剛玉晶相，具有異的耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等物理性能。廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)、鋼廠等領(lǐng)域。

氧化鋁含量大于90%，以剛玉為主晶相的耐火材料制品。室溫耐壓強(qiáng)度高（可達(dá)340mpa）。高負(fù)荷軟化開始溫度（大于1700℃）。良好的化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)酸性或堿性渣、金屬和玻璃液具有較強(qiáng)的抵抗力。熱震穩(wěn)定性與其組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。致密產(chǎn)品具有良好的耐腐蝕性，但熱震穩(wěn)定性較差。它分為燒結(jié)剛玉磚和電熔剛玉磚。燒結(jié)氧化鋁和電熔剛玉可用作原料或Al2o3/SiO2比高的明礬熟料。也可用磷酸或其他粘合劑制成不燒剛玉磚。主要用于煉鐵高爐、高爐熱風(fēng)爐、煉鋼爐外精煉爐、滑動(dòng)水器、玻璃熔爐、石化工業(yè)爐等。

 

Sialon結(jié)合剛玉磚

Sialon與剛玉磚結(jié)合使用的主要原料為電熔致密剛玉、電熔白剛玉、工業(yè)硅粉、金屬鋁粉、燒結(jié)氧化鋁微粉。成分中的骨料為致密剛玉和白剛玉，臨界粒度為5mm；基質(zhì)部分為白剛玉粉、燒結(jié)氧化微粉（平均粒徑為3m）、工業(yè)硅粉、金屬鋁粉和少量添加劑，按生產(chǎn)配方預(yù)混。

 

鉻剛玉磚

鉻剛玉磚(chromecorundumbrick)含有Cr2o3的剛玉耐火磚。在高溫下，Cr2o3與Al2o3形成連續(xù)固溶體。因此，鉻剛玉磚的高溫性能于純玉磚。石化工業(yè)氣化爐中使用的鉻剛玉磚應(yīng)為低硅、低鐵、低堿、高純度，密度和強(qiáng)度高。鉻剛玉磚應(yīng)用較多，Cr2o3含量在9%~15%之間。

 

剛玉耐磨澆注料

是指在室溫和特定溫度下具有良好耐磨性的澆筑材料。耐磨性是測(cè)試澆筑材料性能直觀的性能指標(biāo)。與其他不定形耐火材料相比，結(jié)合劑和水含量高，流動(dòng)性好，因此澆筑材料應(yīng)用范圍廣，可根據(jù)使用條件選擇所使用的材料和結(jié)合劑。剛玉耐磨澆筑材料的施工方法與其他澆筑材料大致相同，可直接用于模具澆筑，也可直接用于制造商的預(yù)制塊。剛玉耐磨澆筑材料應(yīng)用廣泛，因此剛玉耐磨澆筑材料的銷售非常大，剛玉耐磨澆筑材料對(duì)配方的要求很高，顆粒級(jí)配須合理，添加劑的類型和劑量對(duì)澆筑材料的影響也很明顯。澆筑材料的施工和烘爐應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行，以保證剛玉耐磨澆筑材料的使用壽命。

 

剛玉碳化硅澆筑材料是以電熔棕色剛玉和碳化硅為主要材料，加入純鋁酸鹽水泥組合劑、剛玉細(xì)粉、防爆纖維、防縮劑等外加劑。碳化硅是一種導(dǎo)熱率高、熱膨脹系數(shù)小、鋼液或鐵渣難以侵蝕、抗氧化性強(qiáng)、硬度高、耐磨系數(shù)高的耐磨材料。

 

鉻剛玉耐火澆筑材料是在高純度剛玉的基礎(chǔ)上，加入適量的工業(yè)氧化鉻，采用低水泥技術(shù)。其主要產(chǎn)品為透氣磚和出水磚，廣泛應(yīng)用于煉鋼行業(yè)，使用效果好，社會(huì)效益顯著。

高純度鉻鎂剛玉耐火澆筑材料是在高純度剛玉和鎂耐火澆筑材料的基礎(chǔ)上開發(fā)的。在鉻鎂耐火澆筑材料中，有時(shí)還添加鋯英石粉，以提高其耐熱沖擊性。該材料主要用于透氣磚、水磚、座磚、RH吸管襯里、鋼包渣線等部位，使用效果也較好。

磷酸剛玉耐火澆注材料具有強(qiáng)度高、荷重軟化溫度高、抗渣性能好等特點(diǎn)。一般使用溫度為1500~1800℃，主要用于熱工窯的關(guān)鍵部位。

磷酸剛玉耐火澆注料的常用配合比為剛玉顆粒5~3mm38~45%，3~0.15mm25~32%，剛玉粉末（0.09mm）10~20%，工業(yè)氧化鋁細(xì)粉末10~15%，磷酸濃度50~60%，加7~9%。此外，氧化鋁水泥或氫氧化鋁也可與3~5%的軟粘土混合作為燒結(jié)劑。澆注料混合成型后，自然保養(yǎng)。其性能：體積密度2.85~2.95g/cm3，110℃干燥耐壓強(qiáng)度大于30mpa，1400℃后耐壓強(qiáng)度為35~60mpa，有時(shí)達(dá)到100mpa，1400℃后燃燒變化±0.4%，4%變形的荷載軟化溫度大于1600℃，有時(shí)達(dá)到1700℃。耐火澆注料的主要成分是α-al2o3。當(dāng)添加氧化鋁水泥作為促凝劑時(shí)，如前所述；

高純低硅剛玉澆筑材料主要采用電熔白剛玉和氧化鋁超微粉，以CA-70水泥或CA-80水泥為組合劑，并添加外加劑制備。具有純度高、使用溫度高（可達(dá)1800℃）、密度好、冷熱強(qiáng)度高、耐磨性好、熱震性能越、高溫體積穩(wěn)定性好、耐剝落、耐滲透、耐腐蝕等良性能。廣泛應(yīng)用于大中型功率電爐蓋三角形、LF精煉鋼包蓋、石化乙烯工程造氣爐、石化合成氨氣化爐、氨分解爐、噴煤管、硫化床、發(fā)電鍋爐、回轉(zhuǎn)窯、冷卻機(jī)等工業(yè)窯。

 

 

 

鉻剛玉澆注料

鉻剛玉澆注料是熔爐的主要爐襯產(chǎn)品之一。在實(shí)際熔爐中，Cr2o3含量為10%的鉻剛玉澆注料用于輕微腐蝕部位，Cr2o3含量為20%~30%的鉻剛玉澆注料用于嚴(yán)重腐蝕部位，Cr2o3含量為60%的鉻剛玉澆注料用于腐蝕特別嚴(yán)重的渣口。

應(yīng)當(dāng)指出的是，在熔融爐的高鉻Cr2o3-氧化鋁耐火材料中加入約5%的單斜Zro2，以提高材料的耐熱性和使用壽命。由于熔融爐的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，考慮到成本和施工性能，熔融爐多采用鉻剛玉澆筑材料。

 

影響剛玉耐火澆注料性能的因素。

氧化鋁超微粉和鋁酸鹽水泥是影響剛玉耐火澆注性能的主要因素。其自身的質(zhì)量和摻量決定了剛玉澆注材料的性能。

 

1.氧化鋁超微粉。

氧化鋁超微粉純度高，粒徑小(D50=3μm左右)，活性大。它是制備耐火澆注材料的重要組成部分，對(duì)其性能有許多共同點(diǎn)，可供參考。

也就是說，氧化鋁超微粉的佳用量一般為3%~6%。此時(shí)添加的超微粉可以填充筑材料的孔隙中，沒有缺陷和剩余，導(dǎo)致涂層的游離水釋放，潤濕顆粒表面，具有良好的觸變性。在剪切力的作用下，澆筑材料具有良好的流動(dòng)性，其流動(dòng)值為114~134mm。

 

2.鋁酸鹽水泥。

高純度剛玉耐火澆筑材料一般采用電熔剛玉和氧化鋁作為耐火骨粉，以Ca-70水泥或Ca-80水泥為組合劑，并添加外加劑制備。隨著Ca-70水泥用量的增加，混合物的流動(dòng)值增加，冷凝時(shí)間縮短，甚至不到30min，不能滿足施工的技術(shù)要求。干燥和1000℃燒傷后的抗折強(qiáng)度也增加了。1500℃燒傷后，抗折強(qiáng)度降低，體積密度降低，孔隙率增加。由于A-AI2O3與水泥在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)生了大量的CA6、CA2等礦物晶體，隨著體積的擴(kuò)大，基質(zhì)產(chǎn)生了更多的缺陷。同時(shí)，水泥用量大，缺陷多，體積密度和孔隙率明顯降低。

 

簡而言之，在保證耐火澆品種和用量應(yīng)在保證耐火澆注料施工性、室溫強(qiáng)度和高溫三性（即反應(yīng)性、燒結(jié)性和膨脹性）的前提下合理選擇。用量為3%~6%。一般來說，越少越好，以保證剛玉澆注料的高純度。

 

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