剛玉磚是指氧化鋁的含量大于90%、以剛玉為主晶相的耐火材料制品。很高的常溫耐壓強(qiáng)度(可達(dá)340MPa)。高的荷重軟化開(kāi)始溫度(大于1700℃)。很好的化學(xué)穩(wěn)定性,對(duì)酸性或堿性渣、金屬以及玻璃液等均有較強(qiáng)的抵抗能力。熱震穩(wěn)定性與其組織結(jié)構(gòu)有關(guān),致密制品的耐侵蝕性能良好,但熱震穩(wěn)定性較差。分為燒結(jié)剛玉磚和電熔剛玉磚兩種?？煞謩e用燒結(jié)氧化鋁和電熔剛玉作原料或Al2O3/SiO2比高的礬土熟料與燒結(jié)氧化鋁配合,采用燒結(jié)法制成。也可用磷酸或其他黏結(jié)劑制成不燒剛玉磚。主要用于煉鐵高爐和高爐熱風(fēng)爐、煉鋼爐外精煉爐、滑動(dòng)水器、玻璃熔窯以及石油化工工業(yè)爐等。
剛玉磚已廣泛應(yīng)用于高溫、高壓、化學(xué)侵蝕和機(jī)械磨損嚴(yán)重的石化熱工裝置中作內(nèi)襯材料, 隨著石化行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步, 生產(chǎn)中采用了很多新工藝和新技術(shù), 為使設(shè)備達(dá)到大負(fù)荷、長(zhǎng)周期、低能耗、低成本的目的, 除對(duì)各種熱工設(shè)備進(jìn)行改造外,還對(duì)各種熱工設(shè)備的內(nèi)襯材料提出了更高的要求。為此, 開(kāi)發(fā)了一種耐高溫和抗侵蝕性更好的鉻剛玉系列產(chǎn)品, 以滿(mǎn)足石化行業(yè)的需求 [1] 。
性能指標(biāo)編輯
剛玉磚所用原料是由氧化鋁和氧化鉻按一定比例配比, 經(jīng)過(guò)高溫熔化合成的一種固溶體。采用特種耐火材料生產(chǎn)工藝制成耐火磚, 可以改善和提高制品的內(nèi)在質(zhì)量, 提高制品的高溫性能。我廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的部分鉻剛玉磚(AK 、AKZ)的理化性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)外部分同類(lèi)產(chǎn)品及剛玉磚的性能指標(biāo)要求。
可以看出,剛玉磚性能, 可達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的質(zhì)量水平, 在使用中可替代進(jìn)口耐火材料。
性能分析編輯
1 　剛玉磚的耐火性能
由Al2O3 -Cr2O3 二元相圖可知,Al2O3 和Cr2O3能形成連續(xù)固溶體, 而沒(méi)有低共熔物產(chǎn)生。因此, 在高純剛玉材料中加入Cr2O3 , 不論加入量多少, 不僅不會(huì)降低材料的耐火性能, 反而使材料的耐火性能有所提高。鉻剛玉磚的耐火度(>1790 ℃)及荷重軟化溫度(>1700 ℃)均優(yōu)于高純剛玉制品。
2 　剛玉磚的強(qiáng)度
高純剛玉磚的常溫耐壓強(qiáng)度一般為70 ～ 100MPa , 鉻剛玉磚的常溫耐壓強(qiáng)度一般>150MPa , 其強(qiáng)度明顯剛玉磚。這是由于制品在燒成過(guò)程中, 其顆粒與顆粒之間, 顆粒與細(xì)粉之間, 細(xì)粉與細(xì)粉之間均形成了Al2O3 -Cr2O3 固溶體, 該固溶體象橋一樣把顆粒、細(xì)粉連接在一起, 使材料的強(qiáng)度大大提高。
3 　熱震穩(wěn)定性
據(jù)資料報(bào)道, 在剛玉中加入Cr2O3 , 當(dāng)C r2O3 含量為10 %～ 66 %時(shí), 材料的熱震穩(wěn)定性隨C r2O3 含量的增加而降低, 即C r2O3 含量低的鉻剛玉磚, 其熱震穩(wěn)定性好于Cr2O3 含量高的鉻剛玉磚。我廠推廣應(yīng)用的鉻剛玉磚Cr2O3 含量在12 %～20 %之間, 其熱震穩(wěn)定性比剛玉磚有所提高;尤其是加入少量產(chǎn)生相變的添加劑而生產(chǎn)出的AKZ 型鉻剛玉磚, 熱震穩(wěn)定性更優(yōu)。
4 　抗渣侵蝕能力
各種耐火材料氧化物在熔融煤渣中的溶解度：Cr2O3 在煤氣化爐渣(SiO2 -CaO系)及各種玻璃熔體中的溶解度比其他氧化物材料的溶解度要小得多。因而Cr2O3 或含Cr2O3 的耐火材料具有良好的抗鋼渣、有色冶煉渣、煤氣化爐渣、油氣化爐渣和各種玻璃熔體熔蝕能力。Cr2O3 熔體或Cr2O3 與爐渣反應(yīng)生成的液相粘度比其他低熔物粘度大, 這就阻止了熔渣沿毛細(xì)氣孔向磚體內(nèi)部滲透, 避免形成變質(zhì)層而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落。
不同Cr2O3 含量的鉻剛玉磚與剛玉磚被玻璃熔渣侵蝕的深度不同。試驗(yàn)表明:Cr2O3 <17 %時(shí), 磚中Cr2O3 含量愈高, 玻璃熔渣侵入的深度愈淺。
為了更進(jìn)一步弄清氣化爐熔渣對(duì)剛玉磚和鉻剛玉磚的侵蝕情況, 以坩堝法用氣化爐渣樣在1500 ℃下進(jìn)行的抗渣試驗(yàn)表明:剛玉磚被熔渣嚴(yán)重侵蝕, 爐渣全部滲入磚中, 并沿磚內(nèi)部氣孔滲透到表面, 磚變成褐色, 幾乎沒(méi)有渣殘留;鉻剛玉磚幾乎不被熔渣侵蝕, 渣與磚表面沒(méi)有明顯的化學(xué)反應(yīng), 內(nèi)孔邊緣與殘?jiān)缦薹置? 渣向磚內(nèi)滲透很少,磚孔周?chē)恍纬杉s5 ～ 10 mm 厚的變質(zhì)層, 大量熔渣殘存于坩堝孔內(nèi)。
通過(guò)理論分析及實(shí)踐證明:鉻剛玉磚抗氣化爐熔渣的化學(xué)熔蝕及滲透性均比剛玉磚好, 抗結(jié)構(gòu)剝落性也比剛玉磚</a></a>

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