Корунд - поширений вогнетривкий матеріал. Корунд має високу термостійкість, високу міцність, високу твердість, електроізоляцію, корозійну стійкість та інші фізико-хімічні властивості. Він широко використовується у вогнетривкій промисловості. Точка плавлення корунду досягає 2050 градусів, вогнетривкість високоякісних корундових виробів вище 1900 градусів, температура розм'якшення шихти становить близько 1850 градусів, кінцева робоча температура становить 1950 градусів, а довгострокова служба температура 1800 градусів. Однак коефіцієнт теплового розширення корунду становить 8,6, що відноситься до матеріалів із середньою стійкістю до теплового удару. Твердість корунду становить 9, що лише нижче, ніж у алмазу та деяких дуже твердих синтетичних мінералів. Корундову сировину можна розділити на спечений корунд і плавлений корунд відповідно до процесу виробництва.
1. Спечений корунд
Спечений корунд — це вогнетривкий клінкер, виготовлений із кованого та випаленого глинозему (або промислового глинозему), спеченого при високій температурі від 1750 до 1950 градусів C. Спечений корунд із вмістом аль2оа понад 399 відсотків, пористістю менше 4,0 відсотків і насипну щільність 3,55 г · см³. Він має гарний об’єм і хімічну стабільність при високій температурі, не піддається корозії відновною атмосферою, рідким розплавленим склом і рідким металом. Механічна міцність і зносостійкість хороші при кімнатній і високій температурі.
1. Спечений корундовий боксит
Бокситовий спечений корунд в основному використовується в абразивній промисловості.
2. Глиноземний спечений корунд
Зазвичай використовується вогнетривка промисловість: її виготовляють з промислового глинозему і спікають при високій температурі. Щоб полегшити спікання, глинозем зазвичай мікроподрібнюють перед формуванням. Тонкість глинозему має важливий вплив на ущільнення спеченого глинозему. Методи формування включають пресування кулькою, вакуумну екструзію, пресування тощо. Насипну щільність заготовки слід максимально покращити. Оскільки температура кування становить близько 1750 ~ 1950 градусів, для кування та спалювання часто використовуються обертові або вертикальні печі. Коли вміст Al2O3 низький, його також можна кувати в тунельній печі.
3. Пластиковий корунд
Під мікроскопом кристал має плоску і коротку стовпчасту структуру, яка називається пластинчастим корундом і має білий колір. Його можна виготовити методом спікання та методом електричного плавлення. В даний час більшу частину ринку займає спечений пластинчастий корунд. Табличний оксид алюмінію, також відомий як пластинчастий корунд, є різновидом рекристалізації, який швидко спікається та ретельно спікається при високій температурі вище 1900 градусів. Мікроструктура Al2O3 має такі характеристики: - Кристал Al2O3 грубий із середнім діаметром 40-200 мкм, а його двовимірна морфологія плоска та переплетена одна з одною; - кристал Al2O3 містить багато круглих закритих пор розміром 5~15 мкм; Відкритих пор мало, зазвичай 2-3 відсотки. Він має відмінну стабільність об'єму при нагріванні та стійкість до термічного удару.
2. Плавлений корунд
Електричний плавлений корунд виготовляють із кальцинованого глинозему або бокситу, який розплавляють у електродуговій печі у відновній атмосфері, відокремлюють від металу та інших домішок і потім конденсують. Відповідно до різних сировинних матеріалів і процесів плавлення, поширеними різновидами є: плавлений білий корунд, плавлений коричневий корунд, щільний плавлений корунд (корунд з низькою пористістю), плавлений корунд на основі бокситів (широко відомий як корунд з високим вмістом алюмінію, напівбілий корунд) і цирконій. корунд.
1. Білий корунд
Він також відомий як «плавлений оксид алюмінію». Виготовляється з промислового глинозему шляхом плавлення при високій температурі в електродуговій печі. Його вміст Al2O3 становить не менше 99 відсотків, білий, блочний матеріал, а видима пористість становить 6 відсотків ~ 10 відсотків. Основною кристалічною фазою є a-Al2O3. Кристали мають довгу смужку та форму ромба, часто скелетні кристали. Оскільки сировина є дуже чистою, під час роботи електричної печі немає хімічної реакції, але температура розплавленої рідини, швидкість охолодження тощо мають великий вплив на структуру блоку. З точки зору гомогенізації важливо отримати максимально щільний блок. Утворюється при затвердінні Na2O в сировині - Al2O3 легко концентрується в центральній частині блоку, що матиме негативний вплив на вогнетриви та абразиви. Тому необхідно звернути увагу на вміст Na2O в сировині. Крім того, в блоці є невелика кількість нефеліну і скла.
2. Компактний корунд
Щільний плавлений корунд отримують з промислового глинозему шляхом плавлення в електропечі з добавками. Плавлення має суворо контролювати надлишкове утворення карбіду. Щільний плавлений корунд має сірий, сіро-чорний або сіро-білий вигляд, Al2O3 становить понад 98 відсотків, уявна пористість зазвичай становить менше 4 відсотків, а об’ємна щільність перевищує 3,8 г · см 3. Основна кристалічна фаза — -Al2O3, вторинна кристалічна фаза FeTiO3, CaAl12O9, Ca3Si8O9, TiN, Ti4O7 і невелика кількість скляної фази. Вміст C у компактному корунді має бути менше або дорівнювати 0.14 відсоткам і має бути зменшений якомога більше - Al2O3 утворюється для підвищення міцності та корозійної стійкості частинок корунду. Коли карбід (Al4C3, Al4O4C, Al2C), що міститься в розплавленому корунді, карбід може реагувати з водою кімнатної температури:
Ал4C3плюс 12H2O→4Al(OH)3плюс 3CH4↑
Це викликає утворення порошку з розплавлених частинок корунду. Підготовка неформованих вогнетривів може спричинити ослаблення, здуття або навіть серйозні тріщини конструкції. Щільний плавлений корунд часто використовують як заповнювач вогнетривких виробів, розширюється його застосування в аморфних вогнетривах.
3. Підбілий корунд
Підбілий корунд також називають плавленим корундом на основі фанту або корундом з високим вмістом глинозему. Виготовляється шляхом плавлення сипучого матеріалу спеціального сорту або бокситу першого сорту в електродуговій печі з відновником, осаджувачем тощо. Зовнішній вигляд і фізико-хімічні показники близькі до щільного корунду. Його готують шляхом електроплавлення бокситів спеціального або першого сорту у відновній атмосфері та контрольованих умовах. Під час плавлення додають відновник (вуглець), осаджувач (залізні ошурки) і декарбюризатор (залізну окалину). На середніх і ранніх стадіях плавлення TiO2 відновлюється і видаляється за допомогою надлишку відновника. На пізніх стадіях плавки додають декарбюризатор або продування киснем, щоб видалити надлишок вуглецю, щоб отримати білий корунд. Його фізико-хімічні показники подібні до показників щільного плавленого корунду, колір також подібний. Як правило, вміст Al2O3 становить понад 97 відсотків, а видима пористість становить менше 4 відсотків; Кристал корунду зазвичай зернистий, розміром 1-15 мм; Основними домішковими мінералами є гексаалюмінат кальцію (СА6), рутил, титанат алюмінію та їх тверді розчини. Однак у мінеральному складі присутні вищі сполуки титану, а коефіцієнт теплового розширення вище, ніж у ущільненого плавленого корунду. Застосовується для неформованих вогнетривких матеріалів, цегли гарячого дуття та цегли Al2O3-SiC-C.
4. Коричневий корунд
Коричневий корунд виготовляється шляхом плавлення природного легкообпаленого матеріалу з високим вмістом оксиду алюмінію та вуглецевого матеріалу з невеликою кількістю залізних ошурків у електродуговій печі. Коричневий корунд має коричневий колір, як правило, Al2O3 більше або дорівнює 94,5 відсотка, SiO2 менше або дорівнює 3,5 відсотка, TiO2 менше або дорівнює 3,5 відсотка, Fe2O3 менше або дорівнює 1 відсотку. Мінеральний склад переважно a-Al2O3. Центральна частина кристалічної форми має форму ромба, товсту пластинку та тріснуті частинки. Навколо багато розплавлених кристалів оксиду кремнію та оксиду кальцію, які мають довгу пластинчасту форму, а найгрубіші зерна мають скелетоподібні пластини. Оскільки домішки не були повністю видалені, коричневий корунд також містить рутил та інші вторинні фази, а також скляну фазу, феросплав і твердий розчин. Відтінок коричневого корунду значною мірою залежить від залишкового оксиду титану в продукті. Коричневий корунд в основному використовується як абразив. Останніми роками використовувалися заготовки для чавунних канавок великих і середніх доменних печей, агрегати без води для дуття чавуну та сировина для виготовлення звичайної корундової цегли (включаючи цеглу з карбіду кремнію з високим вмістом алюмінію).
