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刚玉质耐火材料

作者:admin 发布日期: 2019-10-11 二维码分享

刚玉质耐火材料

刚玉质耐火材料是指Al2O3含量大于90%以上的制品,也称为氧化铝耐火制品。刚玉硬度很高(莫氏硬度9级),熔点也高。这些都与结构中Al-O键的牢固性有密切关系,因此α-Al2O3是构成高温耐火材料和高温电绝缘材料的主要物相。

刚玉具有抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃熔液作用的良好稳定性。它在高温下的氧化性气氛或是在还原性气氛中使用,均能收到良好的效果。

刚玉制品的基本原料是电熔刚玉或烧结刚玉。有些厂家为了改善制品的某些性能,常向刚玉材料中添加一些矿物原料,形成复合材料,如锆刚玉砖、铬刚玉砖、钛刚玉砖等,以改善制品的性能。

再结合烧结刚玉制品

以烧结刚玉为颗粒料,与刚玉细粉配制成泥料、经成型、干燥和烧成的制品称为再结合烧结刚玉制品,亦称为刚玉熟料耐火材料。其生产工艺要点如下:

泥料组成

高纯烧结刚玉制品中,颗粒料和细粉应采用同一成分的纯刚玉熟料。在生产普通烧结刚玉制品时,为了提高其抗热震性和抗渣性,一般允许加入小于10%的第二组分,这样仍保持其Al2O3含量在90%以上,处于刚玉质耐火材料的低值范围内。第二组分主要是莫来石,加入形式有:合成莫来石熟料;或向配料中加入氧化硅、黏土、高岭土、蓝晶石-硅线石精矿粉等,使其在烧成过程中在基质部分合成莫来石。除合成莫来石可以颗粒形式加入外,其他添加物均以小于60μm细粉加入。

采用H3PO4作结合剂,加入量视制品的使用性能而定,波动于1%~6%。为改善成型性能,常加入适量的有机结合剂。细粉的加入量对制品的密度和强度有明显影响,细粉由15%递增到45%,制品的密度和强度有很大的提高,若在细粉中配入约5%左右小于1μmAl2O3超微粉,则对制品的性能的提高具有十分重要的意义。

成型

成型有以下几种方法:

(1)形状复杂、尺寸较大的制品,采用气锤捣打或振动成型;

(2)普通制品采用半干法高压成型;

(3)特殊制品则用特殊设计的模具,采用等静压成型。

烧成

刚玉熟料制品必须在高温下烧成。烧成温度约1650~1800℃,有时达到1850℃。适当提高烧成温度,可以相应提高制品的强度和密度。

再结合电熔刚玉制品

以电熔刚玉熟料为颗粒料,电熔刚玉细粉或烧结刚玉细粉为基质,配合制成再结合电熔刚玉制品。其生产工艺要点如下:

电熔刚玉的拣选

用电熔棕刚玉或白刚玉作为原料时,需将熔块砸碎后拣选,除去棕刚玉块夹带的硅铁合金或其他杂质成分。白刚玉块应拣除成片状结晶的高铝酸钠以及其他低熔物,这些杂质矿物由于密度小,通常浮于刚玉熔块的表层,较易鉴别。

棕刚玉中含有少量有害成分

棕刚玉中含有少量有害成分会使制品烧结不良或开裂,故在使用前就预**行煅烧。未拣的硅铁合金在500~1000℃时氧化成Fe2O3SiO2,含钛矿物氧化成TiO2等均产生较大的体积膨胀,经过预烧,使这些氧化反应所带来的破坏应力消除在预烧过程中,避免在制品烧成时因这些杂质矿物的反应产生膨胀而引起制品开裂。

配料、混合、成型

颗粒料配合应按紧密堆积原则,采用多级配比,减少中间颗粒,增加细粉量,有利于提高制品的密度和烧结。外加一定量的结合剂主要有:磷酸铝、磷酸、磷酸铝铬、纤维素、纸浆废液等,泥料混合需均匀,水分约3%~4%。需高压成型,才能获得致密砖坯。

烧成

电熔刚玉砖的纯度高,难烧结,需在高于1800℃下烧成。常用烧成设备有高温间歇窑或小型高温隧道窑等。

刚玉制品的理化指标见表11-48、表11-49、表11-50、表11-51


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