剛玉為電熔剛玉及高鋁質耐火制品,如剛玉磚和高鋁磚的主要組成礦物。在富含Al2O3的粘土磚及其腐蝕高鋁磚中也多出現。此外在富鋁的燒結礦及電解夾雜及某些含有多量Al2O3的爐渣中也有剛玉。剛玉因其硬度很大,還是重要的人造磨料。
一、剛玉的性質
剛玉的主要成分α-Al2O3,Al=53.2%,O=46.8%,有時含微量Fe,Ti和Cr等元素;剛玉晶形為短柱狀,在耐火制品中相互不交錯成網絡狀;剛玉的熔點在2050℃;化學性質穩(wěn)定,是中性體,抗酸和堿的侵蝕。
剛玉有多種變體,常見者為α-Al2O3,β-Al2O3、γ-Al2O3,α-Al2O3較穩(wěn)定。
在工業(yè)窯爐內,粘土質耐火磚受堿金屬氧化物侵蝕后常能見到β-Al2O3。β-Al2O3是鋁鉻磚和白色電熔剛玉的主要組成之一,亦是β-Al2O3陶瓷的主要組成成分。人們最早應用β-Al2O3,是有電熔法鑄成大型磚塊,用作玻璃熔制窯的爐襯磚,以耐堿的侵蝕。自從發(fā)現這種材料具有優(yōu)良的鈉離子導電性和極小的電子導電性以來,它已作為一種快粒子導體材料,得到廣泛的應用。
二、剛玉的品種
剛玉有多種品種,其主要品種包括:棕剛玉,黑剛玉,微晶剛玉,單晶剛玉,白剛玉,鉻剛玉,鐠釹剛玉,釩剛玉,鋯剛玉,礬土燒結剛玉。其中,棕剛玉、白剛玉、鋯剛玉是耐火材料常用品種。
除以上幾個品種外,尚有以礬土或礬土和鋁氧粉為主體原料的細密電熔剛玉,其性能近似電熔白剛玉而優(yōu)于棕剛玉,已是耐火材料常用的品種。
三、剛玉性能實例
1、低氣孔電熔剛玉(致密電熔剛玉)
致密電熔剛玉是一種新型的高級耐火材料。主晶相以α-Al2O3為主,耐酸、耐堿,于高溫下具有良好的耐磨,抗侵蝕性能及體積穩(wěn)定性。廣泛用于冶金、化工、建材、陶瓷、磨料等行業(yè)。主要用作高爐出鐵溝搗打料、澆注料,滑板,鐵水預處理用及爐外精煉用整體噴槍,連鑄用搗打塞棒及侵入式水口和各種剛玉磚等。
2、電熔白剛玉
電熔白剛玉可用于制造剛玉磚,剛玉質及莫來石剛玉質匣缽,滑道板和移進板,滑板磚。爐外精煉用剛玉多孔塞磚、整體噴槍和復合水口,高溫工業(yè)窯爐爐材,剛玉質澆注料等。
Al2O3含大于90%以上的耐火磚稱為剛玉質耐火磚,亦稱為純氧化鋁耐火磚制品。剛玉硬度很高(為莫氏硬度9級),熔點高。
剛玉耐火磚具有抵抗、堿性爐渣、金屬和玻璃溶液作用的良好穩(wěn)定性。它在高溫下的氧化性氣氛或是在還原氣氛中使用,均能收到良好的使用效果。剛玉耐火磚的進本材料是電熔剛玉或燒結剛玉。
為了改善剛玉耐火磚制品的某些性能,常向剛玉材料中加入某些化學礦物成分,形成復合剛玉耐火磚。如鋯剛玉耐火磚、鉻剛玉耐火磚、鈦剛玉耐火磚等。
我公司生產的剛玉磚是以優(yōu)質工業(yè)氧化鋁為原料,經電熔冶煉而成的電熔白剛玉,合成莫來石、氧化鉻等原料,經成型、高溫燒結而成。產品具有結構致密、耐壓強度高、耐高溫(≥1790℃)、熱震穩(wěn)定性能好,耐酸堿性氣體侵蝕,不受H2、CO等還原氣體的影響。
高純剛玉磚由于具有優(yōu)異的抗侵蝕性能、磨性能和高溫強度、荷重軟化溫度、蠕變等熱力學性能,被廣泛用作渣油氣化爐、煤氣化爐、炭黑反應爐、紙漿廢液氣化爐和其他工業(yè)爐的內襯材料。
3、燒結板狀剛玉
用特殊工藝處理后經燒結的具有板狀晶形的剛玉,稱為燒結板狀剛玉,它具有高體積密度,高純度,低堿,高強度,高導熱性,高熱震性,高絕緣性及耐腐蝕性。由于板狀剛玉具有以上特征,在鋼鐵工業(yè)中越來越受到重視。我國對板狀剛玉正大力開發(fā)應用。