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做刚玉制品,必须要了解刚玉质耐火原料的这些指标和性能

2019-11-26

        刚玉是多晶α-氧化铝材料。氧化铝是地壳的主要组分之一,具有资源丰富、相对廉价易得的优势。电熔白刚玉具有耐高温、高强度、高硬度、电绝缘、耐腐蚀等物 理化学特性。由此,刚玉成为用途极为广泛的耐火材料。

        刚玉为三方晶系矿物,n₀= 1.768,ne= 1.760,n₀一ne= 0.008,相对密 度为4.02,硬度为9。刚玉有时含少量Fe、Mn、Cr和Ti等杂质。刚玉可被这些杂质染成不同的颜色。

        刚玉的熔点高达2050℃。优质刚玉制品的耐火度大于1900℃,荷重软化开始温度约1850℃,极限使用温度1950℃,长期使用温度1800℃。但是,刚玉的热膨胀系数为8.6,属于抗热震性中等偏下的物质。刚玉的硬度为9, 是仅低于金刚石和少数人工合成的高硬矿物。氧化铝制品具有很高的强度,常温耐压强度可达2000MPa;常温抗折强度可达250MPa以上,1000℃时抗折强度还有150MPa。高密度的氧化铝制品可以较好地抵御铁、铝、镍、钒等熔融金属的侵蚀;常温下,不受硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的腐蚀,但高温下,氟化钠、 浓硫酸对氧化铝有一定侵蚀。氧化铝对玻璃、炉渣的侵蚀有一定的抵抗力。

电熔白刚玉价格

        根据制造方法不同可将刚玉分为两大类:其一,以矾土为原料直接制造的刚玉原料,如棕刚玉、高铝刚玉;其二,从矾土中提炼出氧化铝,再将工业铝氧制成刚玉原料,如白刚玉、致密刚玉、烧结刚玉等。

就纯度和价格而论,白刚玉高,致密刚玉其次,高铝刚玉再次,棕刚玉低。白刚玉、致密刚玉都是由工业铝氧生产的。致密刚玉的纯度低于白刚玉,但密度高于白刚玉。高铝刚玉和棕刚玉都是由矾土生产的。棕刚玉的纯度低于高铝刚玉,但真密度高于高铝刚玉。

烧结刚玉是以工业铝氧为原料,经磨细、压球,再经约1800℃的超高温烧 结制出的耐火原料。烧结刚玉的致密度很高,显气孔率较低,其体积密度>3.50g/cm³,显气孔率

        棕刚玉

        1.原料特性

        棕刚玉是以矾土,无烟煤和铁屑为原料,在电弧炉中熔炼,经熔炼,脱硅,除铁,减钛,冷却制得的刚玉原料。

冶炼棕刚玉时,矾土熔化后因密度较小,漂浮在熔液的上层;铁屑熔化后因密度较大,沉降到熔液的下部。同时,无烟煤中的炭将矾土中SiO₂,Fe₂O₃,TiO₂还原成金属。这些金属与由铁屑形成的金属熔体混合,形成密度较大的硅铁合金,沉降都炉底。随后,刚玉熔液被冷却,结晶后形成刚玉晶体。由于含有杂质,用此法方获得的刚玉成棕色而被称为棕刚玉。棕刚玉的氧化铝含量可达到97%以上,研磨能力0.1(金刚石的研磨能力为1),有一定的韧性,抗破碎能力较强,加之价格便宜,在耐火材料和磨料具上得到了广泛应用。

        高铝刚玉

高铝刚玉又名亚白刚玉,实质上是对棕刚玉工艺进行改进制造出的产品。高铝刚玉的纯度较高,价格较低,为耐火材料提供了一种新的选择。但是,高铝刚玉生产流程复杂,工艺参数可变范围狭窄。如果控制不当,高铝刚玉的质量比其他刚玉原料更容易受到影响。

制造高铝刚玉的要点:其一是要进行深度还原,最大限度地除去杂质,且仅仅形成少量的Al₄C₃等碳化物;其二,还原完毕,进行氧化,向熔池吹氧,或加入Fe₂O₃, SiO₂等氧化剂,破坏形成的碳化物。

        高铝刚玉的优势主要体现在性价比上。高铝刚玉的氧化铝含量可以达到98%以上,但价格和棕刚玉差不多。高铝刚玉的价格比棕刚玉高约12%,只相当于白刚玉价格的约55%。

        白刚玉

        白刚玉以工业铝氧为原料,经髙温熔炼而成,其Al₂O₃含量>98%,呈白色,晶粒大,主晶相呈长条形或菱形,显气孔率为6%〜10%。由于气孔较多,白刚玉呈现脆而硬的性质,研磨能力为0.12,稍高于棕刚玉(0.10),用于制作高档耐火材料,也是主要的磨料品种之一。

        GB/T2479-2008对白刚玉中有害物质Na₂O含量的限制过宽。表4中,Na₂O含量0.35%,达0.9%。所以,采购时一定要注意选择制造厂家,签约时规定Na2O的含量,交货时检测Na2O的指标。

        致密刚玉

        1.原料特性

        致密刚玉是以工业铝氧为原料,添加少量外加剂制成的电熔刚玉。致密刚玉有两个特点:1杂质总量稍高;2用还原性气氛生产。

致密刚玉呈灰白色,氧化铝含量≥98%,体积密度≥3.8g/cm³,显气孔率≤4%。致密刚玉的SiO₂含量高于白刚玉,但NaO的含量明显低于白刚玉,详见两种刚玉的技术指标对比。

        烧结刚玉

        烧结刚玉是以工业铝氧为原料,经磨细压成料球或坯体,在1750〜1900℃烧结而成的粒状刚玉材料。一般要求,烧结刚玉的Al₂O₃含量>99.3%,真密度>3.98g/cm³,体积密度>3.4g/cm³,显气孔率

“板状刚玉”因其刚玉晶体在显微镜二维截面图形下看类似板状而得名。但如果复原成三维图像,刚玉晶体则不一定是板状。其实,“板状刚玉”只是一种 经高温烧结的高纯刚玉原料。“板状刚玉”中,α-Al₂₃晶体充分发育,晶粒尺寸40〜200um,晶内有很多5〜15um封闭的气孔。在性能上,“板状刚玉”具有优于电熔刚玉的抗热震性。


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