Alumina Refraktare – Herri i padukshëm zjarr-rezistent i industrisë

Blloqet refraktare me përmbajtje të lartë alumine mbrojnë furrat industriale nga temperaturat e larta, korrozioni dhe erozioni. Ato janë të domosdoshme në industrinë e çelikut dhe ndihmojnë në rritjen e produktivitetit dhe kursimin e kostove. Ky artikull do të mbulojë informacionin bazë rreth këtyre materialeve, duke përfshirë vetitë dhe aplikimet e tyre.

Materiali refraktar i përdorur në industrinë e shkrirjes së aluminit bazohet në boksit të kalcifikuar. Ky material është rezistent ndaj banjës së aluminit dhe fluksëve të kripës. Ai gjithashtu ofron stabilitet të mirë termik dhe rezistencë ndaj erozionit kimik të shlamit.

Është një material i papërshkueshëm nga zjarri.

Materialet refraktare me bazë alumine përdoren shpesh në mjedise industriale me kushte të nxehta të larta për të mbrojtur aliazhët metalikë dhe komponentët e ndërtimit nga mbinxehja, si p.sh. komponentët e ndërtimit prej aliazhit të bakrit. Rezistenca e tyre e shkëlqyer ndaj temperaturave të larta, gërvishtjes, sulmit kimik dhe lehtësia e instalimit i bën ato zgjidhje të thjeshta dhe me kosto efektive që kërkojnë pak riparime; kostot e ulëta të mirëmbajtjes reduktojnë kohën e ndalimit në kantierë, kursejnë koston e punës dhe ulin ndjeshëm konsumimin e energjisë.

Vetitë izoluese të materialeve refrakterë me përmbajtje të lartë alumine janë veçanërisht të favorshme në furrat dhe tenxherët, duke ndihmuar në parandalimin e dëmtimit të shkaktuar nga nxehtësia e intensit të prodhuar gjatë proceseve të prodhimit, ndërkohë që kursen energji përmes reduktimit të humbjeve të nxehtësisë nga strukturat që lejojnë rrjedhjen e saj. Për shkak të këtyre avantazheve, materiali refrakter me përmbajtje të lartë alumine po bëhet shpejt materiali i preferuar për veshjen e tenxherëve ose furrave.

Materialet refraktare të derdhshme me përmbajtje të lartë alumine ofrojnë rezistencë të mirë ndaj aluminit të shkrirë (Al) dhe aliazhëve të tij, por janë të ndjeshme ndaj korrozionit mbi vijën e metalit në furrat e shkrirjes për shkak të reaksioneve që shkaktojnë tkurrje vëllimore, duke çuar në formimin e korundit që më pas shkakton korrozion. Studiuesit po punojnë aktivisht për mënyra për të përmirësuar performancën e materialeve refraktare.

Një mundësi për përmirësimin e rezistencës ndaj korrozionit të materialeve refraktare dhe për parandalimin e kontaminimit me alumin mbi vijat metalike është shtimi i aditivëve jo-lagës (NWA). NWA mund të parandalojnë formimin e spinelit që kontribuon në korrozionin e Al2O3. Duke vepruar kështu, këta NWA mund të përmirësojnë rezistencën ndaj korrozionit të këtyre materialeve, ndërkohë që ndihmojnë në shmangien e kontaminimit me alumin mbi vijat metalike.

Është një izolues termik.

Materiali izolues refraktar me përmbajtje të lartë alumine përdoret gjerësisht në furrat metalurgjike, furrat qeramike dhe rezervuarët e qelqit për shkak të temperaturave ekstreme, përçueshmërisë së ulët termike dhe rezistencës ndaj substancave korrozive si metali i shkrirë dhe korrozioni i shkumës metalike. Për më tepër, ky lloj materiali ofron rezistencë ndaj shokut termik.

Material i projektuar për përdorim në furrat metalurgjike dhe në fonderi. Me zgjerim të ulët deri në 1540 °C dhe rezistencë të shkëlqyer ndaj sulmit të shkëmbit të shkrirë, ky material është një zgjedhje e shkëlqyer për lidhje të ngushta me materiale të tjera refraktare dhe për veshje mbrojtëse në lugë dhe në masa të derdhura refraktare.

Alumina me flluska është një izolues efikas me rezistencë të lartë në temperatura të larta dhe me konduktivitet termik të ulët, duke ofruar rezistencë të shkëlqyer në temperatura të larta ndërsa mbetet termikisht inert. Ajo ka dyfish dendësinë volumetrike të tullave alumina të klasës premium, gjë që e bën të përshtatshme për aplikime strukturore që kërkojnë aftësi izolimi, si dhe përçueshmëri ndaj mikrovalëve dhe valëve radiofrekuencë.

Ky material refraktar përbëhet nga agregate të trasha alumine superkalcinuar dhe grimca të imëta alumine kalcinuar reaktive, të cilat janë superkalcinuar në temperaturë të lartë, pastaj janë përzier së bashku duke përdorur grimca të imëta alumine kalcinuar reaktive nga geomaterialet marokene, dhe formojnë një mikrostrukturë me lidhje të drejtpërdrejtë, me fazën alumina-korund si përbërësin kryesor (me ngjyrë të bardhë dhe me pore të rrumbullakëta për rezistencë të lartë ndaj erozionit nga çeliku i lëngshëm në rrjedhë) si dhe një matricë shumë e dendur e kësaj faze që tejkalon produktet e tjera me përmbajtje të lartë alumine, si tullat e silikës, në aspektin e vetive të shkëlqyera izoluese. Figura 6 tregon këtë mikrostrukturë me zmadhim të ulët dhe të lartë përmes mikroskopisë optike, përkatësisht nga geomaterialet marokene të përdorura si burim.

Është një izolues kimik.

Materialet refraktare prej alumine ofrojnë rezistencë kimike të shkëlqyer, duke i bërë të afta të përballojnë korrozionin e shkaktuar nga metale si bakri dhe llumi i shkrirë, temperaturat e larta nga proceset industriale, si dhe duke qenë zgjedhje me kosto efektive për aplikime të ndryshme si izolimi i enëve dhe izolimi i furrave. Ky material është një zgjedhje e shkëlqyer izolues.

Produktet refraktare alumina ofrojnë izolim të shkëlqyer për shkak të sferave të tyre të zbrazëta alumina të lidhura së bashku me çimento të fortë. Ndërtimi i tyre i lehtë ofron izolim termik pa zvogëluar ndjeshëm forcën mekanike – një kombinim i shkëlqyer. Produktet refraktare alumina gjithashtu mund të përballojnë mjedise me temperatura të larta, si furrat, impiantet kimike ose tundishët e derdhjes së vazhdueshme, pa humbur forcën me kalimin e kohës.

Materiali refraktar alumina përbëhet nga lëndë të ndryshme të para si boksiti dhe shamotë, zakonisht prodhohet përmes shtypjes së thatë në temperatura të larta para pjekjes për ta ngurtësuar. Cilësia e tullës refraktare mund të matet me teste standarde siç janë konduktiviteti termik, testi ciklik i shokut termik, matja e porozitetit të hapur dhe matjet e tkurrjes gjatë pjekjes. Këto teste janë thelbësore për të parashikuar performancën e materialeve refraktare në temperatura të larta dhe nën stres, si dhe për të identifikuar çdo defekt apo defekt në strukturën e saj. Për më tepër, analiza me mikroskop elektronik skanues dhe me mikroskop binokular e mikrostrukturës së saj mund të zbulojë më tej strukturën e fazave kristalore, modelet e shpërndarjes së madhësisë së grimcave, përbërjen kimike dhe përbërjen e saj kimike.

Është një material rezistent ndaj konsumit.

Materialet refraktare me alumina janë një komponent thelbësor i proceseve të prodhimit të çelikut, çimentos dhe industrisë petrokimike. Ato ndihmojnë në sigurimin e funksionimit të duhur të pajisjeve të përdorura në këto industri, duke reduktuar kohën e ndalimit dhe kostot e mirëmbajtjes. Për më tepër, materialet refraktare me alumina janë të qëndrueshme dhe kanë rezistencë të mirë ndaj konsumit. Këto vetitë u mundësojnë atyre të përballojnë temperatura të larta dhe mjedise kimike të ashpra.

Për të përmirësuar rezistencën ndaj korrozionit të materialeve refraktare me alumina, studiuesit kanë zhvilluar lloje të reja materialesh bazuar në nanoteknologji. Këto materiale përmbajnë një oksid bori, i cili i bën ato më të qëndrueshme kimikisht se bori i lirë. Ato gjithashtu përmbajnë një sasi të madhe alumine kristalore, e cila i ndihmon të rezistojnë degradimit nga goditja termike. Këto materiale aktualisht po përdoren në prodhimin e çimentos, xhamit dhe produkteve të tjera industriale.

Zgjedhja e materialeve refraktare është kritike për stabilitetin e një materiali refraktar në temperatura të larta. Këto materiale duhet të kenë një pikë të lartë të shkrirjes dhe të jenë termikisht të qëndrueshme, që do të thotë se nuk shkrijnë e as nuk dekompozohen në temperatura të larta. Gjithashtu, ato duhet të kenë një koeficient të ulët të zgjerimit dhe të jenë kimikisht rezistente ndaj korrozionit dhe erozionit.

Ekzistojnë disa lloje materialesh refraktive alumine, përfshirë mulitin dhe korundin. Këto materiale refraktive janë veçanërisht të përshtatshme për çatitë e furrave elektrike dhe superstrukturat e furrave të shkrirjes. Ato përdoren gjithashtu në tundishet e derdhjes së vazhdueshme. Këto materiale refraktive kanë përmbajtjen më të lartë të alumines, gjë që i bën jashtëzakonisht të forta dhe rezistente ndaj ngarkesës.