剛玉磚有：白剛玉、板狀剛玉、鉻剛玉、燒結剛玉、電熔鋯剛玉磚等。

高純剛玉磚的原料為電熔剛玉砂，成型方式為燒結， 剛玉磚的主要礦物組成是剛玉晶相，有好的耐高溫，耐化學腐蝕等物理性能。廣泛應用于石油化工行業，鋼廠等。

 

氧化鋁的含量大于90％、以剛玉為主晶相的耐火材料制品。很高的常溫耐壓強度(可達340MPa)。高的荷重軟化開始溫度(大于1700℃)。很好的化學穩定性,對酸性或堿性渣、金屬以及玻璃液等均有較強的抵抗能力。熱震穩定性與其組織結構有關,致密制品的耐侵蝕性能良好,但熱震穩定性較差。分為燒結剛玉磚和電熔剛玉磚兩種。可分別用燒結氧化鋁和電熔剛玉作原料或Al2O3/SiO2比高的礬土熟料與燒結氧化鋁配合,采用燒結法制成。也可用磷酸或其他黏結劑制成不燒剛玉磚。主要用于煉鐵高爐和高爐熱風爐、煉鋼爐外精煉爐、滑動水器、玻璃熔窯以及石油化工工業爐等。

 

十幾年來,根據使用效果和用戶的意見,對高純剛玉磚的技術工藝進行了不斷的研究與改進,目前產品質量(內在和外觀)已達到了較高水平,可與引進的美國產品相媲美,其具體表現可從兩個方面加以說明:

其一是產品的顯微結構。對高純剛玉磚作過顯微結構檢驗,結果主要礦物為剛玉,顆粒為巨晶,呈角礫狀。顆粒與基質結合良好,并存在少量微裂紋,呈非連續分布。基質由粒柱狀剛玉和微量結合相組成,其中一部分是直徑與長度比為3～4的柱狀晶。掃描電鏡檢驗結果表明,剛玉顆粒呈板狀解理,與基質結合緊密。

其二是質量方面。高純剛玉磚自1988年投產以來,不斷進行調整和改進,產品質量有了明顯的提高。

為了解高純剛玉磚質量變化情況,對十幾年來的產品常溫耐壓強度的檢測結果作了統計,結果73～80MPa占18.6%,81～90MPa占14.0%,91～10Pa占23.0%,>100MPa占44.4%。制品的抗熱震性也有所改善,好者可達18次(1100℃水冷)。

為延長爐襯壽命,近期研究開發了一種抗剝落性好的高純剛玉新產品,并在化肥氣化爐和炭黑反應爐上使用。制品的理化性能:Al2O399.51%,SiO20.15%,Fe2O30.11%,Na2O0.026%,顯氣孔率18%,體積密度3.20g·cm-3,常溫耐壓強度133.5MPa,重燒線變化率(1600℃,3h)0～0.1%,抗熱震性(1100℃水冷)23次。

 

高純剛玉磚的使用性能

剛玉磚大量用于冶金工業的高爐、熱風爐，石化工業的二段爐、氣化爐、造氣爐、裂解爐以及陶瓷、建材、科研等各行業的各種高溫加熱爐。各種窯爐上的剛玉磚，除受到各種工藝條件的制約外，還要受到高溫、高壓以及爐渣和強還原性氣體的侵蝕和破壞作用。這種對剛玉磚的化學侵蝕和結構上的破壞作用，從而降低了剛玉磚的使用壽命。

 

氧化鋁的高溫化學反應：氧化鋁的熔點為2050℃，在高溫下氧化鋁與其他氧化物反應后形成的熔融曲線、熔融溫度有下降趨勢，只有氧化鉻與氧化鋁能形成連續固熔體，其固熔區在兩種氧化物的熔點之間。

在剛玉磚中的主要雜質是二氧化硅和氧化鐵。在Al2O3-SiO2-FeO的三元系統相圖中，其低 

共熔點只有1205℃，即在1200T以上就可以形成玻璃相。

 

氧化鈦和氧化鈮可以降低氧化鋁制品的熔點，同時也是燒結氧化鋁制品的助燒劑。氧化鋁在燒結過程中與氧化鈦、氧化鈮生成鈦酸鋁或鈮酸鋁。五氧化二釩是一種低熔點氧化物。在低溫使氧化鋁晶體產生晶界溶化現象，使晶粒從中析出來。而且五氧化二釩與CaO在氧化氣氛下，生成低熔點的釩酸鈣(618℃)，在弱還原氣氛下生成易揮發的釩酸鈣。五氧化二釩對剛玉磚的破壞作用是在剛玉磚中的剛玉晶粒間產生五氧化二釩析晶，從而引起開裂，進而產生結構爆裂和大片剝落。

 

鈉與硫化物對剛玉磚的侵蝕是在工藝氣體中凝固的氧化鈉，在1000℃可侵蝕剛玉磚。使剛玉中的 

α-Al2O3轉化為P-Al2O3，這種晶型的轉變使磚的體積發生很大的膨脹(約26%)，使剛玉磚產生表皮爆裂和剝落。

Na2O和SO3在1000℃以下可同時與硅線石和莫來石反應，生成黝方石和β-Al2O3，體積增大約 86%，使磚發生剝皮、崩裂。

 

高純剛玉磚在合成氨渣油氣化爐上的使用

80年代初,化工廠同時從日本引進美國德士古專利產品30萬t合成氨渣油氣化爐,內襯質剛玉磚等材料由日本大阪窯業株式會社提供。該爐以渣油為原料,操作壓力為8.53MPa,工作溫度1350℃,投油量500t·d-1,氣流速度10m·s-1。多年來,上述三廠渣油氣化爐使用高純剛玉磚的結果表明,產品的理化性能、外形尺寸和使用效果已超過引進日本產品。1988年以來在石化總廠渣油氣化爐上使用,平均壽命8800h,使用的日本磚為5583.3h,石化總廠渣油氣化爐壽命已達30個月以上,約21600h。

 

為了比較高純剛玉磚的使用效果,進口了美國產品199B和199H剛玉磚,在引進的渣油氣化爐上進行使用。199H砌筑在爐子熱電偶下部筒體部位,其余各部位用199B,另一個爐子全部使用該產品。石化總廠使用4.5月后,發現使用美國199B磚和我院磚的兩臺爐子的底部襯磚幾乎全部蝕損,其蝕損情況非常相似,。

 

其它兩個廠使用美國199B和199H磚的蝕損情況,與該磚比較,基本與石化總廠相似。由此看來,高純剛玉磚在引進30萬t合成氨渣油氣化爐上的使用效果與美國199B相似,但不及199H。

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