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磨料生產技術支持

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剛玉質耐火原料及其分類

瀏覽次數: 發布時間:2013/12/13

剛玉是多晶α-氧化鋁材料。氧化鋁是地殼的主要組分之一,具有資源豐富、相對廉價易得的優勢。剛玉具有耐高溫、高強度、高硬度、電絕緣、耐腐蝕等物理化學特性。由此,剛玉成為用途極廣泛的耐火材料。

剛玉為三方晶系礦物,其no=1.768,ne=1.760,ne-no=0.008,相對密度為4.02,硬度為9.剛玉有時含有少量Fe、Mn、Cr和Ti等雜質。剛玉可被這些雜質染成不同的顏色。

剛玉的熔點高達2050℃。優質剛玉制品的耐火度大于1900℃,荷重軟化開始溫度約為1850℃,極限使用溫度1950℃,長期使用溫度1800℃。但是,剛玉的熱膨脹系數為8.6×10-6-1,屬于抗熱震性中等偏下的物質。剛玉的硬度為9,是僅低于金剛石和少數人工合成的高硬礦物。氧化鋁制品具有很高的強度,常溫耐壓強度可達2000MPa;常溫抗折強度可達250MPa以上,1000℃時抗折強度還有150MPa。高密度的氧化鋁制品可以較好地抵御鐵、鋁、鎳、釩等熔融金屬的侵蝕;常溫下,不受硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸的腐蝕,但高溫下,氟化鈉、濃硫酸對氧化鋁有一定侵蝕。氧化鋁對玻璃、爐渣的侵蝕有一定的抵抗力。

剛玉

根據制造方法不同可將剛玉分為兩大類:其一,以礬土為原料直接制造的剛玉原料,如棕剛玉、高鋁剛玉;其二,從礬土中提煉出氧化鋁,再將工業鋁氧制成剛玉原料,如白剛玉、致密剛玉、燒結剛玉等。各種電熔剛玉的性能比較見表:

各種電熔剛玉性能比較
性能 白剛玉 致密剛玉 高鋁剛玉 棕剛玉
原料 工業鋁氧 工業鋁氧 礬土、煤、鐵 礬土、煤、鐵
顏色 白色 灰色 灰色 棕色
體積密度/(g/cm3 3.55 3.81 3.8 3.8
真密度/(g/cm3 3.89 3.99 3.8 3.96
Al2O3/% 99.0 98.7 98.0 96.0
SiO2/% <0.5 0.68 <0.3 <1.2
Fe2O3/% <0.15 0.06 <0.5 <0.5
價格 較高

由上表可知,就純度和價格而論,白剛玉最高,致密剛玉其次,高鋁剛玉再次,棕剛玉最低。白剛玉、致密剛玉都是由工業鋁氧生產的。致密剛玉的純度低于白剛玉,但密度高于白剛玉。高鋁剛玉和棕剛玉都是由礬土生產的。棕剛玉的純度低于高鋁剛玉,但真密度高于高鋁剛玉。

燒結剛玉是以工業鋁氧為原料,經磨細、壓球,再經約1800℃超高溫燒結制出的耐火原料。燒結剛玉的致密度很高,顯氣孔率較低,其體積密度≥3.50g/cm3,顯氣孔率≤4.5%。因此,燒結剛玉具有類似電熔剛玉的性質:高溫下具有良好的體積穩定性,不受還原氣氛的影響,對金屬液和玻璃液的侵蝕有一定抵抗性。下表顯示了燒結剛玉的性能:

燒結剛玉的性能
產地 Al2O3/% R2O/% SiO2/% Fe2O3/% 體積密度/(g/cm3 顯氣孔率/%
美國 ≥99.5 <0.4 0.2 0.05 >3.5 2~3
江蘇 ≥99.0 <0.3 <0.6 <0.5 ≥3.55 <4.5
山東 ≥99.0 <0.4 <0.35 <0.25 >3.5 <4.5

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