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耐火氧化物空心球及其制品

关键词:刚玉砖,氧化铝空心球砖,刚玉炉管,刚玉莫来石砖,高纯刚玉砖,刚玉耐火泥,氧化锆纤维毡 分类: 特种耐火材料 发布时间:16-04-17 09:02:10
耐火氧化物空心球及其制品 耐火氧化物空心球所括:氧化铝、氧化锆、氧化镁、莫来石、铬尖晶石、铝尖晶石等材料的空心球状颗粒隔热材料。它们通常是以纯氧化物为主要原料,于电弧炉中高温熔化,待熔化流出时以高压气流喷吹,冷却凝固后形成的直径为0.2~5mm的人造轻质球形颗粒料。在工业上应用最多的是氧化铝空心球和氧化锆空心球。 空心球是在高温熔体突然受到高速气流冲散和急速冷却作用下形成的,球粒的尺寸与熔体的性质和操作条件有着密切的关系。在化学组成相同的情况下,喷吹空气的速度越高(即压缩空气的压力越大)及熔体的表面张力越小(即熔体的温度越高),空心球的粒径越小。 空心球的断面结构大体上有3种类型:薄壳中空球;多孔蜂窝球;厚壁中空球。空心球的结构类型主要取决于化学组成,并对空心球的物理性能有很大影响。如氧化铝空心球,用高纯氧化铝原料制造时,喷吹的空心球的壁很薄,它的热导率小,但单球的强度低,在混合和成型空心球制品时,容易发生破裂。如在配料中适当提高二氧化硅、二氧化钛和氧化铁含量,则可制得壁厚和强度适中的空心球。二氧化硅含量为0.1~0.3%时,空心球的强度最低,增加一些二氧化硅含量,可大大提高空心球的强度。 为节约能源和控制产品的质量,英国开发了一种用烧结法制造的氧化物空心球的生产工艺,以直径0.5~5mm的有机物小球为球核,表面用氧化物泥浆涂裹,干燥后经热处理耐制得粒度均匀和强度较高的空心球。烧结法制造的莫来石空心球与电熔喷吹法生产的氧化铝空心球的性能比较,从性能上看,烧结法空心球优于电熔喷吹法空心球。 氧化物空心球是具有耐高温、强度高和气孔结构稳定的新型隔热材料。作为节能用高温隔热材料,氧化物空心球可以直接作为高温窑炉的绝热填充料,也可以进一步加工制成氧化物这似球制品,或配制轻质浇注料。在制造氧化物空心球制品时,先将直径不同的空心球按一定比例配合,加入适量的结合剂,如磷酸或硫酸铝,混匀后再加入经预烧的细粉充分混匀,使结合剂和细粉均匀分布在球粒表面上,经振动成型和干燥后,约于1500℃烧成。由于直径大的球的强度较低,成型时极易压碎,最大球径一般小于5mm为宜。但直径小的空心球和细粉的比例也不宜过多,因为它们会使制品的体积密度和热导率明显增大。烧成温度对制品的隔热性能也有很大的影响,随着烧成温度的提高,由于烧结程度改善,导致热导率增大。 氧化铝空心球制品,从组成和结构上看,有纯氧休铝空心球制品,莫来石结合制品和塞隆结合制品等不同品种。莫来石结合的氧化铝空心球制品,是在配料的细粉部分加入适量的二氧化硅成分,在烧结过程中,基质中形成一定数量的莫来石替代刚玉相,从而提高制品的热稳定性。塞隆结合氧化铝空心球制品,是在高温氮化烧结过程中,基质中发生氮化反应,形成硅铝氧氮化物结合基质相。塞隆结合的氧化铝空心球制品具有机械强度高,热稳定性高,耐侵蚀性强等特点。 与其他轻质隔热材料相比,氧化物空心球隔热材料的特点是安全使用温度高、强度大和热导率小。它们的体积密度经同成分的致密制品低50%~60%,可承受高温火焰的冲击,直接作为高温窑炉的内衬,现已推广应用于硅化钼电炉、钼丝炉、钨棒炉、高温燃气间歇窑和遂道窑等许多窑上,可节约20%以上能耗。 郑州友生耐火材料有限公司生产的高纯刚玉砖是以电熔白刚玉为主要原料,产品结构致密高温强度好,且具有突出的抗侵蚀性和耐磨性,稳定性强、不受H2、CO等还原气体的影响等特点,广泛用于多种高温电炉的内衬及高温电炉配件、陶瓷、电子、冶金等工业的中、高温部位等。刚玉莫来石砖是以高纯刚玉和优质莫来石为原料,经高压成型,高温烧制而成。产品具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、热稳定性好,线变化率小等特点,主要应用于石化工业,大中型合成氨气化炉及磁性材料气体炉用材料,高温工业窑炉配套设施材料等。

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