烧结刚玉特性及技术改进方向分析

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1、烧结刚玉特性及技术改进方向分析随着钢铁冶炼对耐火材料的适应性要求提高，以及钢铁企业耐火材料吨钢计价采购模式的酋及和节约化社会发展的要求，耐火材料企业对高档原料的需求日趋增加。刚玉类原料作为氧化铝棊商档耐火材料的主要原料，使用优势越来越多，使用范闱也越来越广泛，而刚玉质耐火材料的推进也是由于各种刚玉质耐火原料的不断发展和改进。最近10年，我国刚玉耐火原料行业发展迅速，无论是在技术还是在产量上都得到了突飞猛进的提高，尤其以烧结刚玉最为明显。虽然烧结刚玉在使用屮体现出较大的优点，但是，目前M内的烧结刚玉品质单一，大部分都是普通的

2、烧结板状刚玉，体积密度一般也是在3.50克~3.60克/立方厘米之间，并没有根据不同的使用环境和要求来区分不同的烧结刚玉品种。因此，多元化将是烧结刚玉产业米来发展的一条有效途径。烧结刚玉与电熔刚玉的比较目前，市场上存在的刚玉原料主要分为烧结刚玉与电熔刚玉两大品种：电熔刚玉在国内发展较早，生产技术比较成熟；而烧结刚玉起步较晚，仅在最近10年发展加快。然而这两种刚玉原料无论是从生产工艺上还是性能指标上都存在较人的差异，因此分辨出两者之间的不同有利于更好地利用不同刚玉的特点。生产工艺不同。巾于电熔刚玉可以分为电熔白刚玉和电熔棕刚

3、玉，本文主要是阐述电熔白刚玉。电熔白刚玉和烧结刚玉都是以工业氧化铝为主要原料，分别以电熔法和岛温烧结法制备出来的刚玉产品，因此其生产工艺和原理是完全不一致的。从电熔白刚玉的基本生产工艺流程可以发现，工业氧化铝在电弧炉屮熔融后冷却再结晶而成的白色熔块的过程，其电熔温度高达2000'C以上。电熔白刚玉的冶炼不存在还原过程，电熔处理虽有一定净化提纯作用，但还不能将萁完全排除。其屮Na2O与AI2O3在熔融状态屮生成-AI2O3(Na2O•11AI2O3),生成量随着Na2O含量的增加而增大。P•AI2O3的熔点低、密度小，因此熔

4、块冷却结晶时，偏析于熔块的上中部，虽然通过碎选可以剔除，但仍会有少量留在刚玉熔体中，严重影响白刚玉熔块的耐火性能。因此，为了减少Na2O的含量和危害，在冶炼的过程中会加入少量的氟化铝，可以促进Na2O的高温挥发，但是，同时也会产生少量有害的氟化物气体，对空气和人体产生危害。就目前烧结刚玉普遍使用的生产工艺流程来看，其工艺较电熔白刚玉复杂，似其原理不一样。烧结刚玉是利川氧化铝在竖窑中高温快速烧结快速冷却的过程來制备出來的，其烧结温度达到了1900'C左右。烧结刚玉是在竖窑中连续性生产，不但产量高，同时，也可以满足产品质量的稳

5、定性和均一性。另外，烧结刚玉在生产屮不加任何外加剂，所以，髙温下也不会对环境产生任何影响，是一种绿色工业产品。性能指标有差异。从电熔A刚玉与烧结板状刚玉的物理指标可以看出，电熔白刚玉的体积密度要商于烧结板状刚玉的，但是烧结板状刚玉的显气孔率和吸水率都低于电熔白刚玉的。从电熔白刚玉与烧结板状刚玉的显微结构中可以看山，电熔白刚玉的晶体较大，达到了200Pm以上，而烧结板状刚玉的晶体大小一般分布在60um〜120um之间。晶体结构大必然导致晶体之间的结合不紧密，使得晶界之间的气孔较多较大，这也是电熔白刚玉体积密度高而气孔率也岛的

6、原因。烧结板状刚玉晶体较小，晶体之间的结合较为紧密，所以显气孔率低，同时烧结板状刚玉晶体IV部分布有大量的微小闭气孔，其闭气孔的大小分布在lum~5um之间，为其提供了较好的抗热震性。生产过程中耗能不同。根据在报的《刚玉单位产品能耗限额》国家标准编制说明，现有电熔白刚玉产品（熔炼部分）的电耗限额定伉1640kWh/t，烧结刚玉（整个生产过程）的能耗限额定值202kgce/t，按照电力折标准煤系数0.1229kgcekWh八计算，电熔白刚玉治烁部分耗能与烧结板状刚玉整个生产过程相当。而新建和改扩建能耗限值，电熔白刚玉比烧结板

7、状刚玉高出27kgce/t，能耗限额先进值电熔白刚玉比烧结板状刚玉的高56kgce/t。随着烧结板状刚玉的窑炉大型化，能耗变小趋势越來越明显，而且生产过程中使用清洁能源，环境负荷小。正是由于烧结板状刚玉生产过程环保，深入研宄各种不同品种的烧结刚玉具有较大的意义。国N烧结刚玉的发展烧结刚玉产量的大幅度提高。最早烧结板状刚玉是1934年由ThomasS.Curtis在其发明的竖窑中烧结得到的，1935年经中间试验后便商业化生产，用作耐火材料和陶瓷行业窑炉的内衬材料。20世纪50年代，它才作为大宗耐火材料骨料应用于耐火行业。这期

8、间，美国铝业公司开发了一系列以低Na2O工业氧化铝为原料的板状刚玉产品。我国接触烧结板状刚玉比较晚，在2◦世纪90年代就尝试过多次，但均以失败告终。汉中秦元新材料有限公司在1999年广泛考察研究的基础上，以洛阳耐火材料研究院和陕两冶金设计院为主，联合济南市平阴S•耐新型材料厂的技术人员，最终于2001年