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板状刚玉的性能及在耐火材料的主要应用领域

编辑:保温砖 时间:2020-10-09 浏览:
       导读 :40年以来板状刚玉已广泛应用于钢铁、铸造、石化和陶瓷用高性能耐火材料。板状刚玉因其高的耐火 度、优异的抗热震性、抗蠕变性和耐磨性而成为主导的合成高纯氧化铝骨料。尽管耐火材料的整体消耗量急剧下降 尤其是在钢铁制造上的应用,但是板状刚玉的使用不仅相对增长了,而且是绝对增长了。连铸的引入不定形耐火材料 比例的稳定增加以及优质钢的猛烈趋势都是板状刚玉基耐火材料发展的动力。本文的目的是描述板状刚玉的典型性能 与其他合成高铝骨料相比结果怎样以及它的典型应用。也会介绍板状刚玉与轻质保温砖和无钙结合剂共同使用的最新进 展。
一、性能
       板状刚玉是致密的、完全收缩的、烧结的α-Al2O3由50-400μm的晶粒构成骨料结构。板状刚玉因其晶粒形状像 板子而得名。在稍低于熔融温度下快速煅烧超细α-Al2O3料球制备板状刚玉。热处理后破碎或碾磨18-20mm的料球 得到各种尺寸的板状刚玉。
       对于优异的高温性能来说刚玉中氧化硅、氧化铁和氧化钛的低含量是非常重要的。溶酸铁的超低含量典型值是 小于0.002%对于磷酸盐结合耐火材料是非常重要的。对比烧结板状刚玉和其他合成高铝骨料,例如电熔白刚玉,发现 最大的差别在于具有较细尺寸的杂质含量。这会引起巨大的性能差异,尤其是高温性能。较高的杂质含量以较细的尺 寸引入会大大降低高温体积稳定性和抗蠕变性。对比电熔白刚玉和板状刚玉的气孔率能看到巨大的差异。尽管两种 骨料的总气孔率一样,但晶粒气孔有显著差别。
        电熔晶粒的开口气孔率是烧结晶粒的2-3倍。电熔氧化铝的大部分气孔由大的开口气孔构成,而板状刚玉有超过 一半的气孔是闭口气孔。高比例的闭口气孔对于高的抗热震性是很必要的这是板状刚玉的典型特征。
        板状刚玉表现出高的抗热震性和高的强度。扫描电镜照片显示板状刚玉晶粒表面不像电熔刚玉晶粒的表面那样光 滑,比较粗糙有浅的半球形气孔。这种表面结构促进了它与基质的反应和机械互锁从而提高了耐火材料的强度。

       板状工业的主要性能如下:1、高纯Al2O3浓度99.4%;2、晶体极高的硬度;3、低的开口气孔率和2-3倍高的闭气 孔率;4、高的颗粒堆积密度3.55-3.6g/cm35、高熔点:2000℃6、化学惰性;7、好的抗热震性;8、优异的体积稳定性; 9、微裂纹的存在;10、高的单晶粒强度。
二、板状刚玉的主要应用领域
       板状刚玉的性能在耐火材料领域的有许多应用。板状刚玉的主要应用领域,板状刚玉适用于陶瓷、化学和水结合 基质。板状刚玉可以单独和结合系统使用也可以和煅烧和/或活性氧化铝一起使用。因为板状刚玉即使是细粉也表现出 极高的纯度,所以它可以用来提高较低氧化铝骨料的性能。例如铝矾土和电熔棕刚玉,使用这些骨料的刚玉的中颗粒和细粉。前面已经提到过板状刚玉消耗的增加主要来自于钢铁的连铸。尤其对于滑板、浸渍管和水口 使用板状刚玉是工业标准的要求。
三、板状刚玉/尖晶石的新发展
        日本已经发现向水泥结合板状刚玉耐火材料中加入20-30%的富铝尖晶石能显著提高抗渣侵蚀性。因为富铝尖晶 石在全球非常普遍这一概念引起了板状刚玉更多新的应用。尤其是钢包的不定形衬促使了板状刚玉在未来的使用。尖 晶石能把水泥结合的水泥板状刚玉浇注料在1500℃下的热态抗折强度提高到22N/mm2。要注意到很重要的一点,即 使使用15%的水泥也没有降低高温性能。考虑到水泥含量较低的浇注料的高温抗折强度会降低一个量级不能看出这 些发现会对未来的耐火材料技术产生很大的影响。可能能使用一些浇注料,它的水泥含量较高且热态性能高于超低水 泥浇注料还没有ULCC已知的可重复性的缺点。有趣的是在尖晶石板状刚玉浇注料中加入2%的硅微粉就能使1500℃ 下的热态抗折强度降低到1N/mm2以下。
四、板状刚玉
       因为水泥结合氧化铝系统在富二氧化硅的渣环境下有一些局限性所以开发了纯氧化铝基结合剂的Alphabond系 统。主要化学组分是氧化铝含有杂质CaO;0.1%、SiO2;0.2%.Na2O;0.5%和水≤9%它可以像普通的铝酸钙水泥来待。 这个系统可以单独使用,也可以和硅微粉一起使用。
      结语:新型的水结合系统能使耐火材料工业在水泥结合系统不能表现出最优性能的地方使用氧化铝浇注料。它再 次证明了板状刚玉可以灵活应用于许多不同的领域。

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