Žáruvzdorný oxid hlinitý - neopěvovaný ohnivzdorný hrdina průmyslu

Žáruvzdorné cihly s vysokým obsahem oxidu hlinitého chrání průmyslové pece před vysokými teplotami, korozí a erozí. Jsou nepostradatelné v ocelářském průmyslu a pomáhají zvyšovat produktivitu a snižovat náklady. Tento článek se zabývá základními informacemi o těchto materiálech, včetně jejich vlastností a použití.

Základem žáruvzdorného materiálu používaného při tavení hliníku je kalcinovaný bauxit. Tento materiál je odolný vůči hliníkové lázni a solným tavidlům. Nabízí také dobrou tepelnou stabilitu a odolnost proti chemické erozi strusky.

Jedná se o nehořlavý materiál

Žáruvzdorné materiály z oxidu hlinitého se často používají v průmyslovém prostředí s vysokými teplotami k ochraně kovových slitin a stavebních dílů před přehřátím, například stavebních dílů ze slitiny mědi. Díky jejich vynikající odolnosti proti vysokým teplotám, otěru, chemickému napadení a instalaci se jedná o jednoduchá a nákladově efektivní řešení, která vyžadují jen málo oprav; jejich nízké náklady na údržbu zkracují prostoje na pracovištích, šetří náklady na pracovní sílu a výrazně snižují spotřebu energie.

Izolační vlastnosti žáruvzdorných materiálů s vysokým obsahem oxidu hlinitého jsou zvláště výhodné v pecích a pecích, kde pomáhají předcházet škodám způsobeným intenzivním teplem vznikajícím při výrobních procesech a zároveň šetří energii díky sníženým energetickým ztrátám z unikajících struktur. Díky těmto výhodám se žáruvzdorné materiály s vysokým obsahem oxidu hlinitého rychle stávají oblíbeným materiálem při vyzdívání pecí nebo pecí.

Vysokohlinité lité žáruvzdorné materiály mají dobrou odolnost vůči roztavenému hliníku (Al) a jeho slitinám, ale v tavicích pecích jsou náchylné ke korozi nad linií kovu v důsledku reakcí, které způsobují objemovou kontrakci, což vede k tvorbě korundu, který vede ke korozi. Výzkumníci aktivně pracují na způsobech, jak zvýšit výkonnost žáruvzdorných materiálů.

Jednou z možností, jak zlepšit odolnost žáruvzdorných materiálů proti korozi a zabránit kontaminaci Al nad kovovými linkami, je přidání nesmáčivých přísad (NWA). NWA mohou zabránit tvorbě spinelu, který přispívá ke korozi Al2O3. Tím by tyto NWA mohly zlepšit korozní odolnost těchto materiálů a zároveň pomoci zabránit kontaminaci Al nad jejich kovovou linií.

Je to tepelný izolant

Žáruvzdorný materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého je široce využíván v metalurgických pecích, keramických pecích a sklářských nádržích pro své extrémní teploty, nízkou tepelnou vodivost a odolnost vůči korozivním látkám, jako je roztavený kov a koroze strusky. Kromě toho tento typ materiálu poskytuje odolnost proti tepelným šokům.

Materiál určený pro použití v metalurgických pecích a slévárnách. Díky nízké roztažnosti až do 1540oC a vynikající odolnosti proti působení strusky je tento materiál vynikající volbou pro těsné spojení s jinými žáruvzdornými materiály a bezpečnostní vyzdívky pánví a odlévacích pecí.

Bublinkový oxid hlinitý je účinný izolant s vysokou pevností za tepla a nízkou tepelnou vodivostí, který nabízí vynikající pevnost za tepla a zároveň zůstává tepelně inertní. Vyznačuje se dvojnásobnou objemovou hustotou oproti cihlám z oxidu hlinitého prémiové kvality, takže je vhodný pro konstrukční aplikace vyžadující izolační schopnosti a zároveň je mikrovlnně a VF transparentní.

Tento žáruvzdorný materiál se skládá z hrubých superkalcinovaných kameninových agregátů a reaktivních kalcinovaných kameninových jemných částic, které byly superkalcinovány při vysoké teplotě a poté smíchány dohromady pomocí reaktivních kalcinovaných kameninových jemných částic z marockých geomateriálů, pak přímo vázanou mikrostrukturou s převažující aluminokorundovou fází jako hlavní složkou (bílé barvy s kruhovými póry pro vynikající odolnost proti erozi tekoucí tekutou ocelí), jakož i velmi hustou matricí této fáze, která předčí jiné výrobky s vysokým obsahem oxidu hlinitého, jako jsou křemičité cihly, pokud jde o vynikající izolační vlastnosti. Obrázek 6 zobrazuje tuto mikrostrukturu při malém, resp. velkém zvětšení pomocí optické mikroskopie z marockých geomateriálů geomateriálů použitých jako zdroj.

Je to chemický izolant

Žáruvzdorné materiály z oxidu hlinitého se vyznačují vynikající chemickou odolností, takže jsou schopny odolávat korozi způsobené kovy, jako je měď a roztavená struska, vysokým teplotám průmyslových procesů a jsou také cenově výhodnou volbou pro různé aplikace, jako je izolace nádob a izolace pecí. Tento materiál je vynikající izolační volbou.

Žáruvzdorné výrobky z oxidu hlinitého poskytují vynikající izolaci díky dutým koulím oxidu hlinitého spojeným pevným cementem. Jejich lehká konstrukce nabízí tepelnou izolaci bez výrazného snížení mechanické pevnosti - což je vynikající kombinace. Žáruvzdorné výrobky z oxidu hlinitého také odolávají vysokým teplotám v prostředí, jako jsou pece, chemické provozy nebo kontinuální licí tundry, aniž by časem ztrácely pevnost.

Žáruvzdorný oxid hlinitý se skládá z různých surovin, jako je bauxit a šamot, a obvykle se vyrábí lisováním za sucha při vysokých teplotách před vypálením, aby se vytvrdil. Kvalitu šamotu lze měřit pomocí standardních zkoušek, jako je tepelná vodivost, cyklická zkouška tepelným šokem, měření otevřené pórovitosti a měření smrštění při výpalu. Tyto zkoušky jsou zásadní pro předpověď vlastností žáruvzdorných materiálů při vysokých teplotách a namáhání a pro identifikaci případných vad nebo poruch v jejich struktuře. Kromě toho může analýza mikrostruktury pomocí rastrovacího elektronového a binokulárního mikroskopu dále odhalit strukturu krystalické fáze, vzorce distribuce velikosti částic, chemické složení a chemickou skladbu.

Je to materiál odolný proti opotřebení

Žáruvzdorné materiály z oxidu hlinitého jsou nezbytnou součástí ocelářských, cementářských a petrochemických výrobních procesů. Pomáhají zajišťovat správnou funkci zařízení používaných v těchto odvětvích, snižují prostoje a náklady na údržbu. Kromě toho jsou žáruvzdorné materiály z oxidu hlinitého trvanlivé a mají dobrou odolnost proti opotřebení. Tyto vlastnosti jim umožňují odolávat vysokým teplotám a náročným chemickým podmínkám.

Za účelem zvýšení odolnosti žáruvzdorných materiálů z oxidu hlinitého proti korozi vyvinuli vědci nové typy materiálů na bázi nanotechnologií. Tyto materiály obsahují oxid bóru, který je chemicky stabilnější než volný bór. Obsahují také velké množství krystalického oxidu hlinitého, což jim pomáhá odolávat degradaci vlivem tepelných šoků. Tyto materiály se v současnosti používají při výrobě cementu, skla a dalších průmyslových výrobků.

Výběr žáruvzdorného materiálu je rozhodující pro stabilitu žáruvzdorného materiálu při zvýšených teplotách. Tyto materiály musí mít vysoký bod tání a být tepelně stabilní, což znamená, že se při vysokých teplotách neroztaví ani nerozloží. Musí mít také nízký koeficient roztažnosti a být chemicky odolné vůči korozi a erozi.

Existuje několik typů žáruvzdorných materiálů z oxidu hlinitého, včetně mullitu a korundu. Tyto žáruvzdorné materiály jsou vhodné zejména pro střechy elektrických pecí a nástavby vysokých pecí. Používají se také v tundrách pro kontinuální lití. Tyto žáruvzdorné materiály mají nejvyšší obsah oxidu hlinitého, díky čemuž jsou mimořádně pevné a odolné vůči zatížení.