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剛玉磚是氧化鋁的含量大于90%、以剛玉為主晶相的耐火材料制品。剛玉磚具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能,耐侵蝕、耐磨性良好,對酸性或堿性渣、金屬以及玻璃液等均有較強的抵抗能力。熱震穩定性與其zu zhi結構有關(guān),致密制品的耐侵蝕性能良好,但熱震穩定性較差。
原料:天然含水鋁氧化物有三水鋁石、一水鋁石等,這些水合物經(jīng)加熱脫水后可獲得氧化鋁。再經(jīng)加熱至1450℃轉化為剛玉。由于天然剛玉和天然純水鋁石在自然界儲量很少。因此以工業(yè)氧化鋁作為制造剛玉的原料。所制得的工業(yè)氧化鋁主要為α-Al2O3。有γ-Al2O3轉化為α-Al2O3時(shí)體積收縮率為13%,為使α-Al2O3晶粒發(fā)育完好,原料需經(jīng)高溫處理。經(jīng)高溫燒后α-Al2O3晶?砷L(cháng)大25~40倍。
制作工藝:剛玉磚分為熔鑄剛玉磚、電熔剛玉磚、燒結剛玉磚。熔鑄剛玉磚是將工業(yè)氧化鋁及少量純堿和石英粉在電弧爐內熔融,再經(jīng)鑄型、退貨等工序,較后機械加工成所需的形狀、尺寸。電熔剛玉磚是用粉碎好的電熔剛玉顆粒及細粉,加入少量粘土及結合劑,經(jīng)充分混練后用壓磚機成型。磚坯烘干后于1700~1800℃燒成。
性能:剛玉磚具有一系列優(yōu)良性能,機械強度高,硬度大。此外,還具有良好的耐磨、舒緩反應,耐腐蝕和電絕緣性能。剛玉磚的理化性能見(jiàn)下表:
項目
| 高純剛玉磚 DL-98 | 普通剛玉磚 DL-95 | 普通剛玉磚 DL-90 | 莫來(lái)石剛玉磚 MDL-80 | 鉻剛玉磚 GDL-85 |
Al2O3%≥ | 98.5 | 95 | 90 | 80 | 85 |
SiO2%≤ | 0.3 | 3.0 | 9.0 | 18 | 0.2 |
Fe2O3%≤ | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.2 |
R2O%≤ | 0.3 | 0.6 | 0.6 | 0.4 | 0.5 |
體積密度g/cm3≥ | 3.0 | 2.9 | 2.9 | 2.7 | 3.1 |
常溫耐壓強度MPa≥ | 75 | 100 | 100 | 60 | 80 |
耐火度℃≥ | 1790 | 1790 | 1790 | 1790 | 1790 |
荷重軟化點(diǎn)℃0.2MPaKD≥ | 1700 | 1650 | 1650 | 1700 | 1700 |
重燒線(xiàn)變化(%)1600×3h≤ | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
熱穩定性 次1100℃水冷次≥ | 6 | 10 | 10 | 20 | 15 |
用途:剛玉多孔透氣塞在爐外精煉如AVD/VOD爐上應用,可連續吹氬60~90min,鋼水溫度在1700~1800℃,使用壽命為1~4次,平均蝕損速率為8~13mm/爐次。石油化工合成氨二轉化爐采用低硅剛玉磚,在1700℃以上高溫高壓強還原氣氛下能常年堅持使用。玻璃工業(yè)高溫池窯出料槽使用剛玉磚可延長(cháng)壽命。在梭式窯可使用Al2O3>95%以上的剛玉磚做內襯或燃燒室內襯。
對剛玉磚的質(zhì)量要求,從導致?lián)p毀的關(guān)鍵因素分析,首先應降低剛玉磚中SiO2含量,其次是良好的工藝措施,保證具有較低的高溫蠕變率。無(wú)論是剛玉還是莫來(lái)石,其抗堿蒸汽或堿聚凝物侵蝕作用都不理想。只要有少量SiO2存在,600~900℃會(huì )形成β-Al2O3,引起6%~20%體積膨脹二導致材料損毀。
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