Белый плавленый глиноземный огнеупор

Что такое огнеупорные материалы?

Для начала краткое определение: Огнеупорные материалы — это материалы, способные выдерживать чрезвычайно высокие температуры (обычно > 1000°C или 1832°F) и суровые условия (истирание, химическая коррозия, термический удар) без плавления или разрушения. Они используются в качестве футеровки печей, обжиговых камер, мусоросжигательных установок, реакторов и другого высокотемпературного технологического оборудования.

Почему белый плавленый оксид алюминия является превосходным огнеупорным материалом

Белый плавленый оксид алюминия — это не просто огнеупорный материал; его часто считают высокоэффективным или премиальным выбором  для ответственных применений. Причины этого напрямую связаны с его химическим составом и процессом производства.

1. Чрезвычайно высокая чистота и химическая инертность

• Высокое содержание Al₂O₃:  WFA обычно содержит  >99% оксида алюминия (Al₂O₃) . Это его самое важное свойство для огнеупорных материалов.

• Практически нейтральное поведение:  оксид алюминия химически стабилен и действует как амфотерный оксид, но в высокочистом виде он обладает высокой устойчивостью к воздействию как кислых, так и щелочных шлаков (в определенных пределах), что делает его универсальным материалом.

• Низкое содержание примесей:  такие примеси, как SiO₂, Fe₂O₃ и Na₂O, присутствуют в очень малых количествах (часто <0,5%). Эти примеси образуют фазы с низкой температурой плавления (например, стеклообразные фазы). Их отсутствие в WFA означает:

  • Повышенная термостойкость:  огнеупорный материал сохраняет свою структурную целостность при высоких температурах.

  • Повышенная устойчивость к ползучести:  материал более устойчив к медленной деформации под нагрузкой при высоких температурах.

  • Сниженная коррозионная стойкость:  меньшее количество активных центров, подверженных воздействию шлаков, расплавленных металлов и газов.

2. Очень высокая температура плавления

• Температура плавления чистого оксида алюминия составляет  2050 °C (3722 °F) . WFA, будучи практически чистым, имеет температуру плавления, очень близкую к этой. Это определяет его  пирометрический конусный эквивалент (PCE) — показатель его огнеупорности — как очень высокий, что позволяет использовать его в самых экстремальных температурных условиях.

3. Превосходные механические свойства при высоких температурах.

• Высокий предел прочности при высоких температурах (модуль разрушения):  огнеупоры на основе WFA сохраняют свою прочность даже в раскаленном состоянии. Это крайне важно для противостояния механическим воздействиям, несущей нагрузке и абразивному воздействию внутри печи.

• Исключительная износостойкость:  как и в случае с покрытиями, его твердость по шкале Мооса, равная 9, делает его идеальным для участков, подверженных механическому износу, таких как верхние поверхности вагонеток печей, блоки горелок и участки, где загружаемый материал постоянно перемещается.

4. Хорошая объемная стабильность (усадка при повторном обжиге)

• Поскольку WFA уже является  расплавленным  продуктом, он претерпел наиболее значительные фазовые изменения и усадку в процессе собственного производства. При использовании в качестве заполнителя в фасонных огнеупорах (кирпичах) или монолитных материалах (литьевых смесях) он обеспечивает превосходную стабильность размеров при первом нагреве, минимизируя риск растрескивания во время высыхания новой футеровки.

Распространенные формы и области применения WFA в огнеупорных материалах

WFA редко используется в чистом виде. Это ключевой компонент, или «агрегат», в составе огнеупорной матрицы.

1.  Фасонные огнеупоры (кирпичи и профили)

• Овсяная мука изготавливается из отходов золы, которые сортируются по размерам частиц (крупные, средние, мелкие) и скрепляются с другими высокочистыми материалами или керамическими связующими для последующего прессования в кирпичи.

• Области применения:  футеровка высокотемпературных печей (например, туннельных печей, челночных печей), сталеразливочных ковшей, переходных зон цементных печей и критически важных зон в реакторах химической промышленности.

2.  Монолитные огнеупоры (неформованные)

Это самая крупная и быстрорастущая область применения.

• Бетоны:  заполнители WFA смешиваются с цементом на основе алюмината кальция и мелкодисперсным порошком. После добавления воды бетон можно заливать, закачивать или вибрировать, образуя бесшовную футеровку.

• Напыляемые смеси:  Похожи на литьевые смеси, но предназначены для распыления (нанесения с помощью пистолета) на поверхность для быстрого ремонта или монтажа.

• Уплотнительные смеси:  более сухая смесь, утрамбовываемая на месте для выполнения конкретных задач.

• Области применения:  сложные футеровки печей, футеровки ковшей, горелочных блоков, циклонов и любых участков, где требуется бесшовная футеровка нестандартной формы.

3.  Специализированные продукты

• Оболочки для литья по выплавляемым моделям:  Высокая огнеупорность и чистота муки WFA (мелкодисперсный порошок) делают ее превосходным штукатурным и вспомогательным материалом для создания керамических форм для отливки лопаток турбин из суперсплавов и других прецизионных металлических деталей.

• Подставки для печей:  Опоры, подставки и плиты из WFA могут использоваться для поддержки керамических изделий во время обжига при очень высоких температурах благодаря своей прочности и устойчивости к провисанию (ползучести).

Сравнение с коричневым плавленым оксидом алюминия (BFA) в огнеупорах