氧化铝质耐火材料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,耐火材料工艺学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,宝石：美观、坚硬，产量非常少，如水晶（石英型二氧,化硅）、红宝石（氧化铬固溶,刚玉,）。,耐火材料：主要矿物质中与宝石同样的物质较多，如二氧,化硅、,氧化铝,。,较多耐火材料主要为高熔点物质构成，物质原,子间的结合力大，硬度也大。,宝石与耐火材料,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,氧化铝产量,：澳大利亚位居第一，近年我国产量超过,澳大利亚。,金属铝,：我国近年金属铝产量已经超过其它有色金属，,位居第一。,高纯氧化铝：,我国每年从国外进口数千吨。,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,定义,：,Al,2,O,3,90%,分类,：,氧化铝质原料,氧化铝质制品,烧结氧化铝制品,再结合烧结刚玉制品,再结合电熔刚玉制品,应用,：,石油化工、玻璃、陶瓷、冶金、军事等。,8,氧化铝质耐火材料,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,氧化铝的熔点为,2050,，呈白色，有许多同质异晶体。,1,）,氧化铝变体与特性,Al(OH),3,-Al,2,O,3,加热过程中的过渡相,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,-Al,2,O,3,：原子排列有序性很差、电价不平衡非晶态物 质,Al,2,O,3,变体中唯一在常温下有自发水化能力的形态。,加热,-Al,2,O,3,-Al,2,O,3,-Al,2,O,3,。,-Al,2,O,3,：氧化铝各种变体中最稳定的结晶形态。晶体形状呈,柱状、粒状或板状。真密度为,3.964.01g/cm,3,。,-Al,2,O,3,：,不是氧化铝的一种变体,，而是一种含,碱土金属或碱,金属的铝酸盐,。晶体呈聚片,双晶,发达的薄片状或板,状。真密度,3.303.63g/cm,3,。,-Al,2,O,3,：尖晶石型结构，部分四面体的空隙未被充填，,真密度较,-Al,2,O,3,小。晶体形状呈鳞片状。真,密度为,3.423.65g/cm,3,。,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,2,）,氧化铝质原料,（,1,）工业氧化铝,以,铝矾土,为原料,碱法（拜耳法，奥地利）,煅烧法,混合法,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,以一水铝石为原料,（,我国铝矾土,A/S=5-7,）,A/S=11-,8,（拜耳法）,A/S=3-5,（煅烧法）,Al,2,O,3,+Na,2,CO,3,NaAlO,2,+CO,2,SiO,2,+CaCO,3,CaSiO,3,+CO,2,2NaAlO,2,+CO,2,+3H,2,OAl,2,O,3,3H,2,O,Na,2,CO,3,Al,2,O,3,3H,2,O-Al,2,O,3,+3 H,2,O,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,Al,2,O,3,H,2,O+2NaOH+(3-n)H,2,O 2NaAl(OH),4,NaAl(OH),4,Al(OH),3,+NaOH,（晶种，搅拌，冷却）,NaAl(OH),4,+CO,2,Al(OH),3,+NaHCO,3,SiO,2,+2 NaOH 2 Na,2,SiO,3,+H,2,O,2Al(OH),3,Al,2,O,3,+3 H,2,O,高钠：,0.5%0.6%Na,2,O,低钠：,0.2%,Na,2,O,（浓盐酸酸洗,）,一般由,40,76,-A1,2,O,3,和,60,24,a-A1,2,O,3,组成,采用不同外加剂（如,AlF,3,或,NH,4,Cl,）使化合物脱水，除钠,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,（,2,）,高纯氧化铝,定义：利用前驱体在高温下煅烧而获得的,a-A1,2,O,3,微粉、,超细粉、纳米粉等。,前驱体：,-AlOOH,（勃娒石）、,Al(OH),3,、硫酸铝铵、,碳酸铝铵等。,方法：溶胶,-,凝胶法、共沉淀法、热分解沉淀法等。,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,搅拌作用，加速反应，均匀温度,抑制团聚，晶粒细化,热分解沉淀法,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,反应中,CO,2,的作用：,-Al,2,O,3,粉,也可称为高纯氧化铝原料,前驱体快速煅烧非结晶相粉体,Al(OH),3,流化床、快速加热（,1100K,）,水铝矿高真空、迅速加热（,575-700K,）,不定形耐火材料的结合剂,三羟铝石,勃姆石凝胶,-Al,2,O,3,+2H,2,OAl(OH),3,+AlOOH,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,（,3,）烧结氧化铝（烧结刚玉或烧结白刚玉）,工业氧化铝细磨酸洗煅烧结晶相,-Al,2,O,3,预烧：烧结温度,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,一步法,工业氧化铝,细磨（,10m,85%,）,酸洗,有机结合剂,成型,烧成,刚玉,二步法,工业氧化铝,煅烧（,1450,）,细磨,成型,烧成,刚玉,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,铝矾土，,AlF,3,为脱硅剂,工业氧化铝细磨酸洗,超高温快速烧成,板状刚玉,提高烧成温度,温度是板状刚玉形成的决定性因素,加入少量,AlF,3,有利于板状刚玉的均匀形成,矾土基板状刚玉,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,17003h 17806h,铝矾土基烧结板状刚玉的显微结构,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,氧化铝基烧结板状刚玉的显微结构,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,Al,2,O,3,含量高达,99%,以上,-Al,2,O,3,晶体或晶粒呈,板状,致密而晶内,闭口微小气孔,多,采用板状刚玉制成的耐火材料不但抗渣侵蚀性强，,而且热震稳定性优良。,板状刚玉特点：,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,课 间 休 息,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,（,4,）电熔氧化铝,种类：,电熔白刚玉（工业氧化铝,氧化法熔融,Al,2,O,3,99%,）,致密刚玉,棕刚玉,（天然高铝矾土,亚白刚玉,Al,2,O,3,96%,）,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,熔融：铝矾土,杂质：,SiO,2,Fe,2,O,3,TiO,2,CaO,Na,2,O,等,氧化物的标准生成自由能,G,0,-T,关系,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,杂质：,SiO,2,、,Fe,2,O,3,、,TiO,2,、,CaO,、,Na,2,O,等,氧化物的标准生成自由能,G,0,-T,关系,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,还原剂：无烟煤,SiO,2,+CSi+2CO,Fe,2,O,3,（,FeO,）,+C2Fe+3CO,铁屑,Si+FeSi-Fe,合金,密度,67g/cm,3,刚玉密度,3.99 g/cm,3,TiO,2,+2CTi+2CO,（,2 TiO,2,+2CTi,2,O,3,+CO,，,TiO,2,+2CTiO+CO,）,CaOCaO6Al,2,O,3,，,CaOAl,2,O,3,2 SiO,2,SiO,2,/CaO,摩尔比,=2,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,预烧：,Si-Fe,合金、,Ti,（,Ti,2,O,3,，,TiO,）氧化,体积膨胀,拣选：,除铁：（电磁除铁，酸洗）,氧化剂,（轧钢皮）,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,主晶相：,-Al,2,O,3,次晶相和玻璃相,CaO6Al,2,O,3,，,CaOAl,2,O,3,2SiO,2,，,3Al,2,O,3,2SiO,2,，含钛矿物等。,Na,2,O11Al,2,O,3,等,棕刚玉（还原法）,白刚玉,（氧化法）,电熔刚玉的矿物组成,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,亚白刚玉与棕刚玉相似，只是纯度更高,适当增加无烟煤,深脱硅,次晶相有碳化物（如,Al,4,C,3,）,Al,2,O,3,97%,Al,4,C,3,+12H,2,O4Al(OH),3,+3CH,4,CH,4,(,气,)+2O,2,(,气,)CO,2,+H,2,O+890 KJ,减少,Al,4,C,3,相措施：酸洗或煅烧,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,电熔刚玉：,纯氧化铝熔液密度（,2200,）,-Al,2,O,3,晶体密度（真密度）,3.99 g/cm,3,结晶收缩,气孔,熔融时间长、排气充分、气孔少的刚玉为,致密刚玉,致密白刚玉（氧化铝基致密刚玉）,致密亚白刚玉（矾土基致密刚玉）,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,原料：,工业氧化铝,预烧（,1350-1600,）,H,3,BO,3,（,1-3%,）（晶型转变、除钠）,3,）,烧结氧化铝制品,定义：氧化铝细粉,成型,烧成,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,细磨：,设备：球磨机 振动磨 搅拌磨,方式：干磨 湿磨,介质：刚玉 钢球 氧化钨球 除铁,出料粒度：,泥浆浇注薄壁 ,2m 85%,实心浇注圆件 ,2m 70%,机压成型 ,2m 50%,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,泥浆浇注,薄壁,水分,20-30%,pH,值,6-7,中性,石膏模,提高坯体,(,素坯或荒坯,),强度,(,如尿素、甲醛树脂,),成型：,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,热压注入或挤压,形状复杂、尺寸小,增塑剂,(,如石蜡、糊精、羧甲基纤维素、聚乙 烯醇等,),脱蜡,(,埋在氧化铝细粉的匣钵中,),机压或捣打,部分氧化铝熟料,(,颗粒,),第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,烧成：,温度（,1600-1800,）,外加剂（,TiO,2,、,MgO,、,MgF,2,）,匣钵（形状复杂、尺寸小）,吊装（管状）,窑炉（小断面隧道窑、倒焰窑、推板窑等）,加工：切割、磨平等,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,定义,：,烧结,/,电熔刚玉颗粒料,+,刚玉细粉,泥料,成型,干燥,烧成,4,）,再结合烧结,/,电熔刚玉制品,泥料组成：,高纯烧结刚玉制品（单相材料）：,刚玉熟料,+Al,2,O,3,微粉或超微粉,/,超细粉,普通烧结刚玉制品（复相材料）：,刚玉,-,莫来石,+,部分第二组分,（合成莫来石、氧化硅、粘土、高岭土、三石）,生产工艺要点：,第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,成型：,形状复杂、尺寸较大,捣打，振动,普通制品,机压,特殊制品,等静压,烧成（,1650-1800/1850,）,结合剂：,H,3,PO,4,，,+,适量有机粘结剂,(,磷酸二氢铝、磷酸铝铬、磷酸铵、纤维素、纸浆废液等,),第四章,Al,2,O,3,-SiO,2,系耐火材料,