ประเภทและการประยุกต์ใช้วัตถุดิบคอรันดัม

คอรันดัมเป็นวัสดุทนไฟทั่วไป คอรันดัมมีความต้านทานอุณหภูมิสูง ความแข็งแรงสูง ความแข็งสูง ฉนวนไฟฟ้า ทนต่อการกัดกร่อน และคุณสมบัติทางกายภาพ และเคมีอื่น ๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ จุดหลอมเหลวของคอรันดัมสูงถึง 2050 องศา การหักเหของผลิตภัณฑ์คอรันดัมคุณภาพสูงอยู่เหนือ 1900 องศา อุณหภูมิอ่อนตัวของประจุประมาณ 1850 องศา อุณหภูมิการบริการสูงสุดคือ 1950 องศา และบริการระยะยาว อุณหภูมิ 1800 องศา อย่างไรก็ตาม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของคอรันดัมคือ 8.6 ซึ่งเป็นวัสดุที่ทนต่อแรงกระแทกด้วยความร้อนปานกลาง ความแข็งของคอรันดัมคือ 9 ซึ่งต่ำกว่าเพชรและแร่ธาตุสังเคราะห์ที่มีความแข็งสูงเท่านั้น วัตถุดิบคอรันดัมสามารถแบ่งออกเป็นคอรันดัมเผาและคอรันดัมหลอมละลายตามกระบวนการผลิต

1. คอรันดัมเผา

คอรันดัมเผาเป็นปูนเม็ดทนไฟที่ทำจากอลูมินาหลอมและเผา (หรืออลูมินาอุตสาหกรรม) เผาที่อุณหภูมิสูง 1750 ถึง 1950 องศาเซลเซียส คอรันดัมเผาที่มีปริมาณ al2oa มากกว่า 399 เปอร์เซ็นต์ ความพรุนน้อยกว่า 4.0 เปอร์เซ็นต์ และความหนาแน่นรวม 3.55g · cm ³ มีปริมาตรและความเสถียรทางเคมีที่ดีที่อุณหภูมิสูง และไม่สึกกร่อนจากการลดบรรยากาศ แก้วหลอมเหลว และโลหะเหลว ความแข็งแรงทางกลและความต้านทานการสึกหรอดีที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิสูง

1. แร่อะลูมิเนียมคอรันดัมเผา

คอรันดัมเผาแร่อะลูมิเนียมส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมการขัดถู

2. อลูมินาคอรันดัมเผา

อุตสาหกรรมวัสดุทนไฟมักใช้: ทำจากอลูมินาอุตสาหกรรมและเผาที่อุณหภูมิสูง เพื่ออำนวยความสะดวกในการเผาผนึก อลูมินามักจะถูกบดขยี้ขนาดเล็กก่อนขึ้นรูป ความวิจิตรของอลูมินามีอิทธิพลสำคัญต่อการความหนาแน่นของอลูมินาเผา วิธีการขึ้นรูปประกอบด้วยลูกกด การอัดขึ้นรูปสูญญากาศ ขนาดกะทัดรัด ฯลฯ ควรปรับปรุงความหนาแน่นรวมของชิ้นงานให้มากที่สุด เนื่องจากอุณหภูมิในการตีขึ้นรูปอยู่ที่ประมาณ 1750~1950 องศา เตาเผาแบบหมุนหรือเตาเผาแนวตั้งจึงมักใช้สำหรับการตีขึ้นรูปและการเผาไหม้ เมื่อปริมาณ Al2O3 ต่ำก็สามารถหลอมในเตาเผาแบบอุโมงค์ได้

3. คอรันดัมตาราง

ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คริสตัลอยู่ในโครงสร้างเสาแบนและสั้น ซึ่งเรียกว่าคอรันดัมแบบตารางและเป็นสีขาว สามารถผลิตได้โดยวิธีการเผาผนึกและวิธีการหลอมด้วยไฟฟ้า ปัจจุบันตลาดส่วนใหญ่เป็นคอรันดัมเผาแบบตาราง Tabular alumina หรือที่เรียกว่า tabular corundum เป็นการตกผลึกซ้ำชนิดหนึ่งซึ่งถูกเผาอย่างรวดเร็วและเผาอย่างทั่วถึงที่อุณหภูมิสูงกว่า 1900 องศา - โครงสร้างจุลภาคของ Al2O3 มีลักษณะดังต่อไปนี้: - ผลึก Al2O3 เป็นแบบหยาบ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางมัธยฐานเท่ากับ 40-200 µ m และสัณฐานวิทยาสองมิติของมันจะแบนและประสานกัน - คริสตัล Al2O3 มีรูพรุนทรงกลมขนาด 5~15 µm จำนวนมาก มีรูขุมขนที่เปิดอยู่เล็กน้อย โดยทั่วไป 2 เปอร์เซ็นต์ ~ 3 เปอร์เซ็นต์ มีความเสถียรของปริมาณความร้อนที่ดีเยี่ยมและทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน

2. คอรันดัมผสม

คอรันดัมที่หลอมด้วยไฟฟ้าทำจากอลูมินาหรือบอกไซต์ที่เผาแล้ว ซึ่งหลอมในเตาอาร์คไฟฟ้าภายใต้บรรยากาศรีดิวซ์ แยกออกจากโลหะและสิ่งเจือปนอื่นๆ แล้วควบแน่น ตามวัตถุดิบและกระบวนการถลุงที่แตกต่างกัน พันธุ์ทั่วไป ได้แก่ คอรันดัมสีขาวผสม คอรันดัมสีน้ำตาลผสม คอรันดัมผสมหนาแน่น (คอรันดัมพรุนต่ำ) คอรันดัมผสมอะลูมิเนียม (รู้จักกันทั่วไปในชื่อคอรันดัมอลูมินาสูง คอรันดัมย่อยสีขาว) และเซอร์โคเนียม คอรันดัม.

1. คอรันดัมสีขาว

เป็นที่รู้จักกันว่า "หลอมอลูมินา" มันทำจากอลูมินาอุตสาหกรรมโดยการหลอมที่อุณหภูมิสูงในเตาอาร์คไฟฟ้า ปริมาณ Al2O3 ของมันไม่น้อยกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ สีขาว วัสดุบล็อก และความพรุนที่ชัดเจนคือ 6 เปอร์เซ็นต์ ~10 เปอร์เซ็นต์ เฟสคริสตัลหลักคือ a-Al2O3 คริสตัลมีลักษณะเป็นแถบยาวและมีรูปทรงเพชร และมักเป็นผลึกโครงกระดูก เนื่องจากวัตถุดิบมีความบริสุทธิ์มาก จึงไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีในการทำงานของเตาไฟฟ้า แต่อุณหภูมิของของเหลวที่หลอมเหลว ความเร็วในการทำความเย็น ฯลฯ มีผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างของบล็อก ในแง่ของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องได้บล็อกที่มีความหนาแน่นมากที่สุด เกิดขึ้นเมื่อ Na2O ในวัตถุดิบแข็งตัว - Al2O3 มีความเข้มข้นได้ง่ายในส่วนกลางของบล็อก ซึ่งจะส่งผลเสียต่อวัสดุทนไฟและสารกัดกร่อน ดังนั้นจึงต้องให้ความสนใจกับเนื้อหาของ Na2O ในวัตถุดิบ นอกจากนี้ยังมีเนฟีลีนและแก้วจำนวนเล็กน้อยในบล็อก

2. คอรันดัมขนาดกะทัดรัด

คอรันดัมผสมหนาแน่นทำจากอลูมินาอุตสาหกรรมโดยการหลอมในเตาไฟฟ้าที่มีสารเติมแต่ง การหลอมจะต้องดำเนินการอย่างเคร่งครัดเพื่อควบคุมการเกิดคาร์ไบด์ที่มากเกินไป คอรันดัมหลอมรวมหนาแน่นมีลักษณะเป็นสีเทา เทาดำ หรือเทาขาว Al2O3 มากกว่าร้อยละ 98 ความพรุนที่เห็นได้ชัดโดยทั่วไปน้อยกว่า 4 เปอร์เซ็นต์ และความหนาแน่นรวมมากกว่า 3.8 กรัม·ซม. 3 เฟสคริสตัลหลักคือ -Al2O3 เฟสคริสตัลรองคือ FeTiO3, CaAl12O9, Ca3Si8O9, TiN, Ti4O7 และเฟสแก้วจำนวนเล็กน้อย เนื้อหาของ C ในคอรันดัมขนาดกะทัดรัดควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.14 เปอร์เซ็นต์ และควรลดลงให้มากที่สุด - Al2O3 ถูกสร้างขึ้นเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของอนุภาคคอรันดัม เมื่อคาร์ไบด์ (Al4C3, Al4O4C, Al2C) บรรจุอยู่ในคอรันดัมที่หลอมรวม คาร์ไบด์สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำที่อุณหภูมิห้องได้:

อัล4C3บวก 12H2O→4Al(OH)3บวก 3CH4↑

ทำให้เกิดการก่อตัวเป็นผงของอนุภาคคอรันดัมที่หลอมรวม การเตรียมวัสดุทนไฟที่ไม่มีรูปทรงอาจทำให้โครงสร้างหลวม บวม หรือแตกหักได้ คอรันดัมผสมหนาแน่นมักใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ทนไฟ และการประยุกต์ใช้ในวัสดุทนไฟอสัณฐานกำลังขยายตัว

3. คอรันดัมซับไวท์

คอรันดัมสีขาวย่อยเรียกอีกอย่างว่าคอรันดัมผสม fantu หรือคอรันดัมอลูมินาสูง มันทำโดยการหลอมด้วยแสงที่เผาวัสดุเกรดพิเศษหรือแร่อะลูมิเนียมเกรด 1 ในเตาอาร์คไฟฟ้าที่มีสารรีดักแตนท์ สารตกตะกอน ฯลฯ ลักษณะและดัชนีทางกายภาพและเคมีอยู่ใกล้กับคอรันดัมหนาแน่น มันถูกเตรียมโดยการหลอมด้วยไฟฟ้าเกรดพิเศษหรือบอกไซต์เกรดหนึ่งภายใต้บรรยากาศการลดและสภาวะควบคุม ในระหว่างการหลอม จะมีการเติมสารรีดักแตนท์ (คาร์บอน) เครื่องตกตะกอน (ตะไบเหล็ก) และดีคาร์บูไรเซอร์ (เกล็ดเหล็ก) ในระยะกลางและระยะเริ่มต้นของการหลอม TiO2 จะลดลงและกำจัดออกด้วยรีดักเตอร์ที่มากเกินไป ในขั้นตอนต่อมาของการถลุง จะมีการเติม decarburizer หรือการเป่าด้วยออกซิเจนเพื่อขจัดคาร์บอนส่วนเกินเพื่อให้ได้คอรันดัมสีขาว ดัชนีทางกายภาพและเคมีของมันคล้ายกับของคอรันดัมที่หลอมรวมหนาแน่น และสีของมันก็คล้ายกันด้วย โดยทั่วไปเนื้อหาของ Al2O3 มากกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ และความพรุนที่ชัดเจนน้อยกว่า 4 เปอร์เซ็นต์ ผลึกคอรันดัมโดยทั่วไปจะเป็นเม็ดละเอียด มีขนาด 1-15มม. แร่ธาตุเจือปนหลัก ได้แก่ แคลเซียมเฮกซาอะลูมิเนต (CA6) รูไทล์ อะลูมิเนียมไททาเนต และสารละลายที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตาม มีสารประกอบไททาเนียมในองค์ประกอบแร่ที่สูงกว่า และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนจะสูงกว่าของคอรันดัมที่หลอมรวมด้วยความหนาแน่น ใช้กับวัสดุทนไฟที่ไม่มีรูปทรง อิฐเตาระเบิดร้อน และอิฐ Al2O3-SiC-C

4. คอรันดัมสีน้ำตาล

คอรันดัมสีน้ำตาลทำโดยการหลอมวัสดุอลูมินาที่เผาด้วยแสงธรรมชาติสูงและวัสดุคาร์บอนด้วยตะไบเหล็กจำนวนเล็กน้อยในเตาอาร์คไฟฟ้า คอรันดัมสีน้ำตาลเป็นสีน้ำตาล โดยทั่วไปมี Al2O3 มากกว่าหรือเท่ากับ 94.5 เปอร์เซ็นต์ SiO2 น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3.5 เปอร์เซ็นต์ TiO2 น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3.5 เปอร์เซ็นต์ Fe2O3 น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 เปอร์เซ็นต์ องค์ประกอบแร่ส่วนใหญ่เป็น a-Al2O3 ส่วนตรงกลางของรูปทรงคริสตัลเป็นรูปเพชร รูปจานหนา และอนุภาคแตกร้าว มีผลึกซิลิคอนออกไซด์และแคลเซียมออกไซด์ละลายอยู่จำนวนมาก ซึ่งมีรูปร่างเป็นจานยาว และเมล็ดที่หยาบที่สุดคือโครงกระดูกเหมือนแผ่น เนื่องจากสิ่งสกปรกยังไม่ถูกขจัดออกจนหมด คอรันดัมสีน้ำตาลจึงประกอบด้วยรูไทล์และเฟสทุติยภูมิอื่นๆ เช่นเดียวกับเฟสแก้ว เฟอร์โรอัลลอยและสารละลายที่เป็นของแข็ง สีของคอรันดัมสีน้ำตาลขึ้นอยู่กับระดับไททาเนียมออกไซด์ที่ตกค้างในผลิตภัณฑ์เป็นอย่างมาก คอรันดัมสีน้ำตาลส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารกัดกร่อน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้เหล็กหล่อสำหรับเหล็กหล่อของเตาหลอมขนาดใหญ่และขนาดกลาง มวลรวมโดยไม่มีน้ำสำหรับการเป่าด้วยเหล็กและวัตถุดิบสำหรับทำอิฐคอรันดัมธรรมดา (รวมถึงอิฐอะลูมินาซิลิกอนคาร์ไบด์สูง)