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耐火材料行業動態

怎么辨別白剛玉,棕剛玉,致密剛玉,亞白剛玉,燒結剛玉,高鋁剛

原料簡述
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,剛玉成為用途極為廣泛的耐火材料。
剛玉為三方晶系礦物,no= 1.768,ne = 1.760,no一ne= 0.008,相對密 度為4.02,硬度為9。剛玉有時含少量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°C。優質剛玉制品的耐火度大于1900°C,荷重軟化開始溫度約1850°C,極限使用溫度1950°C,長期使用溫度1800°C。但是,剛玉的熱膨脹系數為8.6,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。
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。
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°C的超高溫燒 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。
棕剛玉
1.原料特性
棕剛玉是以礬土,無煙煤和鐵屑為原料,在電弧爐中熔煉,經熔煉,脫硅,除鐵,減鈦,冷卻制得的剛玉原料。
冶煉棕剛玉時,礬土熔化后因密度較小,漂浮在熔液的上層;鐵屑熔化后因密度較大,沉降到熔液的下部。同時,無煙煤中的炭將礬土中SiO2,Fe2O3,TiO2還原成金屬。這些金屬與由鐵屑形成的金屬熔體混合,形成密度較大的硅鐵合金,沉降都爐底。隨后,剛玉熔液被冷卻,結晶后形成剛玉晶體。由于含有雜質,用此法方獲得的剛玉成棕色而被稱為棕剛玉。棕剛玉的氧化鋁含量可達到97%以上,研磨能力0.1(金剛石的研磨能力為1),有一定的韌性,抗破碎能力較強,加之價格便宜,在耐火材料和磨料具上得到了廣泛應用。
2.技術指標
GB/T2478-1996(普通磨料 棕剛玉)規定了棕剛玉的技術條件。
 高鋁剛玉
高鋁剛玉又名亞白剛玉,實質上是對棕剛玉工藝進行改進制造出的產品。高鋁剛玉的純度較高,價格較低,為耐火材料提供了一種新的選擇。但是,高鋁剛玉生產流程復雜,工藝參數可變范圍狹窄。如果控制不當,高鋁剛玉的質量比其他剛玉原料更容易受到影響。
制造高鋁剛玉的要點:其一是要進行深度還原,最大限度地除去雜質,且僅僅形成少量的Al4C3等碳化物;其二,還原完畢,進行氧化,向熔池吹氧,或加入Fe2O3, Si02等氧化劑,破壞形成的碳化物。
高鋁剛玉的優勢主要體現在性價比上。高鋁剛玉的氧化鋁含量可以達到98%以上,但價格和棕剛玉差不多。高鋁剛玉的價格比棕剛玉高約12%,只相當于白剛玉價格的約55%。
白剛玉
白剛玉以工業鋁氧為原料,經髙溫熔煉而成,其Al2O3含量>98%,呈白色,晶粒大,主晶相呈長條形或菱形,顯氣孔率為6%〜10%。由于氣孔較多,白剛玉呈現脆而硬的性質,研磨能力為0.12,稍高于棕剛玉(0.10),用于制作高檔耐火材料,也是主要的磨料品種之一。
GB/T 2479—1996《普通磨料白剛玉》規定了白剛玉的技術條件。
從表6-16可知,GB/T2479-1996對白剛玉中有害物質Na2O含量的限制過寬。表6-16中,Na2O含量最低的才0.5%,最高的達0.9%。所以,采購時一定要注意選擇制造廠家,簽約時規定Na2O的含量,交貨時檢測Na2O的指標。
致密剛玉
1.原料特性
致密剛玉是以工業鋁氧為原料,添加少量外加劑制成的電熔剛玉。致密剛玉有兩個特點:1雜質總量稍高;2用還原性氣氛生產。
致密剛玉呈灰白色,氧化鋁含量≥98%,體積密度≥3.8g/cm3,顯氣孔率≤4%。致密剛玉的SiO2含量高于白剛玉,但NaO的含量明顯低于白剛玉,詳見兩種剛玉的技術指標對比。
2.技術指標
我國黑色冶金標準YB/T1-1997規定了致密電熔剛玉的技術條件,見表6-17。

燒結剛玉
燒結剛玉是以工業鋁氧為原料,經磨細壓成料球或坯體,在1750〜1900°C 燒結而成的粒狀剛玉材料。一般要求,燒結剛玉的Al2O3含量>99.3%,真密度>3.98/gCm3,體積密度>3.4g/Cm3,顯氣孔率<5%。
“板狀剛玉”因其剛玉晶體在顯微鏡二維截面圖形下看類似板狀而得名。但如果復原成三維圖像,剛玉晶體則不一定是板狀。其實,“板狀剛玉”只是一種 經高溫燒結的高純剛玉原料。“板狀剛玉”中,α-Al203晶體充分發育,晶粒尺寸40〜200um,晶內有很多5〜15um封閉的氣孔。在性能上,“板狀剛玉”具有優于電熔剛玉的抗熱震性。

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