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電熔磚的工藝原理
發(fā)布時(shí)間:2019-03-12 瀏覽量:2564

電熔磚就是將氧化鋁礬土等原料在電爐中熔融后冷卻固化的產(chǎn)物,其有工藝簡(jiǎn)單、流程短、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點(diǎn)。因電熔剛玉品種的不同,熔炬過(guò)程中可加入不同的還原劑。接近剛玉熔點(diǎn)(2100℃)時(shí)的氧化鋁熔體的結(jié)構(gòu)與剛玉磚類似,這種熔體冷卻時(shí)結(jié)晶成為剛玉磚。剛玉磚熔化時(shí),熔體的摩爾體積增大23.5%,熔化熱為109.2KJ/mol,隨著熔體溫度的升高,其密度降低。

通常說(shuō)的“熔融氧化鋁”一般是指電熔白剛玉。它是以工業(yè)氧化名或煅燒氧化鋁為原料,在電弧爐內(nèi)高溫?cái)?shù)字化而成,其Al2O3含量一般大于98.5%,呈白色,晶體巨大,多孔,顯氣孔率6%——10——,主晶相為a- Al2O3,晶體為長(zhǎng)條形和菱形,是制作高檔耐火材料的重要原料,也廣泛應(yīng)用于磨料行業(yè)。

雖然工業(yè)氧化鋁的Al2O3含量為98.5%以上,但還有少量的Na2O、SiO2和微量的Fe2O3。電熔過(guò)程雖然對(duì)制取白剛玉有一定凈化提純作用,但不能將這些雜質(zhì)完全排除。其中,Na2O與Al2O3在熔融狀態(tài)下生成β- Al2O3的熔點(diǎn)低、密度小,因此,熔塊冷卻結(jié)晶時(shí)偏析于熔塊的上中部。雖然通過(guò)碎選可以剔除,但仍然會(huì)有少量殘存在剛玉熔體中,嚴(yán)重影響剛玉的耐火性能,因此,對(duì)工業(yè)氧化鋁中Na2O的含量必須嚴(yán)格控制。

為了消除或減弱Na2O的危害性,加入石英砂或者氟化鋁。前者使β- Al2O3成為霞石,后者促進(jìn)Na2O揮發(fā)。

致密電熔剛玉是以工業(yè)氧化鋁為原料,加入外加劑后在電弧爐中熔融而成。其外觀呈灰色、灰黑色或灰白色,Al2O3不小于98%,顯氣孔率較電熔白剛玉低,一般不大于4%,體積密度不小于3.8g/cm3。致密電熔剛玉磚是一種新型的高級(jí)耐火材料,耐酸、耐堿、高溫下體積穩(wěn)定,具有顆料致密、氣孔率低等特點(diǎn)。

由于操作和精煉時(shí)間不合適,在工業(yè)氧化鋁熔煉時(shí)則可能使Al2O3過(guò)還原,生成碳化物。碳化物是剛玉磚熔塊中的有害雜質(zhì),遇水或在潮濕的邊個(gè)氣中存放會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)放出甲烷(CH4),而使剛玉顆粒粉化;與酸作用又會(huì)發(fā)生酸解。所以,用含有碳化物的剛玉原料制成的澆注料或搗打料在燒烤時(shí)就會(huì)開裂。

電熔亞白剛玉又稱礬土基電熔剛玉磚或高鋁剛玉磚。它是在還原氣氛和控制條件下,由輕燒的特級(jí)或一級(jí)鋁礬土松體料在電弧爐內(nèi)熔融時(shí)加入還原劑、沉降劑以及脫碳劑,脫除SiO2、Fe2O3和TiO2等雜質(zhì),熔煉后得到的一種剛玉材料。其理化指標(biāo)與致密電熔剛玉磚相當(dāng),顏色也相近,Al2O3含量一般在98.0%以上,顯氣孔率小于4%;剛玉結(jié)晶一般為粒狀,尺寸1——15mm;主要雜質(zhì)礦物為六鋁酸鈣(CA6)、金紅石、鈦酸鋁及其固溶體;是僅次于電熔白剛玉磚和電熔致密剛玉磚的新型耐火材料。

電熔剛玉磚的生產(chǎn)在近十多年來(lái)增加了近一倍,除了石油化工、化肥等工業(yè)對(duì)剛玉磚的需求增大外,鋼鐵工業(yè)連鑄用長(zhǎng)水口、中間包整體塞棒和浸入式水品口等也轉(zhuǎn)向使用Al2O3-C質(zhì)耐火材料,其中的氧化鋁質(zhì)原料大都采用電熔剛玉,高檔的不定形耐火材料也用大量的電熔剛玉做骨料和粉料。

電熔剛玉磚是作為一種高檔耐火材料,具有很高的耐火度,耐腐蝕性,抗渣性,抗沖刷性和高溫強(qiáng)度,廣泛應(yīng)用于各種冶金設(shè)備和高溫爐子,各種涂抹料,搗打料也均以電熔剛玉作為原料加入,以提高其性能。熔鑄剛玉制品的生產(chǎn),尤其是熔鑄剛玉磚生產(chǎn)應(yīng)用更為廣泛。但熔鑄剛玉磚的和產(chǎn)工藝:熔煉—制品澆鑄—冷卻退火—機(jī)械加工,這其中的各個(gè)工藝過(guò)程都會(huì)對(duì)產(chǎn)中質(zhì)量造成很大的影響,直接會(huì)影響高溫?zé)峁ぴO(shè)備的使用壽命。因此,電熔剛玉以及熔鑄剛玉磚的生產(chǎn)工藝需要進(jìn)一步發(fā)展和完善,朝著機(jī)械化生產(chǎn)的方向邁進(jìn)。


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