氧化铝质耐火材料.ppt
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氧化铝质耐火材料.ppt
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耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学宝石:
美观、坚硬,产量非常少,如水晶(石英型二氧宝石:
美观、坚硬,产量非常少,如水晶(石英型二氧化硅)、红宝石(氧化铬固溶化硅)、红宝石(氧化铬固溶刚玉刚玉)。
)。
耐火材料:
主要矿物质中与宝石同样的物质较多,如二氧耐火材料:
主要矿物质中与宝石同样的物质较多,如二氧化硅、化硅、氧化铝氧化铝。
较多耐火材料主要为高熔点物质构成,物质原较多耐火材料主要为高熔点物质构成,物质原子间的结合力大,硬度也大。
子间的结合力大,硬度也大。
宝石与耐火材料宝石与耐火材料第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学氧化铝产量氧化铝产量:
澳大利亚位居第一,近年我国产量超过:
澳大利亚位居第一,近年我国产量超过澳大利亚。
澳大利亚。
金属铝金属铝:
我国近年金属铝产量已经超过其它有色金属,:
我国近年金属铝产量已经超过其它有色金属,位居第一。
位居第一。
高纯氧化铝:
高纯氧化铝:
我国每年从国外进口数千吨。
我国每年从国外进口数千吨。
第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学定义定义:
Al2O390%分类分类:
氧化铝质原料氧化铝质原料氧化铝质制品氧化铝质制品烧结氧化铝制品烧结氧化铝制品再结合烧结刚玉制品再结合烧结刚玉制品再结合电熔刚玉制品再结合电熔刚玉制品应用应用:
石油化工、玻璃、陶瓷、冶金、军事等。
石油化工、玻璃、陶瓷、冶金、军事等。
8氧化铝质耐火材料氧化铝质耐火材料第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学氧化铝的熔点为氧化铝的熔点为2050,呈白色,有许多同质异晶体。
,呈白色,有许多同质异晶体。
1)氧化铝变体与特性氧化铝变体与特性Al(OH)3-Al2O3加热过程中的过渡相第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学-Al2O3:
原子排列有序性很差、电价不平衡:
原子排列有序性很差、电价不平衡非晶态物非晶态物质质Al2O3变体中唯一在常温下有自发水化能力的形态。
变体中唯一在常温下有自发水化能力的形态。
加热加热-Al2O3-Al2O3-Al2O3。
-Al2O3:
氧化铝各种变体中最稳定的结晶形态。
:
氧化铝各种变体中最稳定的结晶形态。
晶体形状呈晶体形状呈柱状、粒状或板状。
真密度为柱状、粒状或板状。
真密度为3.964.01g/cm3。
-Al2O3:
不是氧化铝的一种变体不是氧化铝的一种变体,而是一种含,而是一种含碱土金属或碱碱土金属或碱金属的铝酸盐金属的铝酸盐。
晶体呈聚片。
晶体呈聚片双晶双晶发达的薄片状或板发达的薄片状或板状状。
真密度。
真密度3.303.63g/cm3。
-Al2O3:
尖晶石型结构,部分四面体的空隙未被充填,:
尖晶石型结构,部分四面体的空隙未被充填,真密度较真密度较-Al2O3小。
晶体形状呈鳞片状。
真小。
晶体形状呈鳞片状。
真密度为密度为3.423.65g/cm3。
第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学2)氧化铝质原料氧化铝质原料
(1)工业氧化铝)工业氧化铝以以铝矾土铝矾土为原料为原料碱法(拜耳法,奥地利)碱法(拜耳法,奥地利)煅烧法煅烧法混合法混合法第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学以一水铝石为原料以一水铝石为原料(我国铝矾土我国铝矾土A/S=5-7)A/S=11-8(拜耳法)(拜耳法)A/S=3-5(煅烧法)(煅烧法)Al2O3+Na2CO3NaAlO2+CO2SiO2+CaCO3CaSiO3+CO22NaAlO2+CO2+3H2OAl2O33H2ONa2CO3Al2O33H2O-Al2O3+3H2O第四章Al2O3-SiO2系耐火材料Al2O3H2O+2NaOH+(3-n)H2O2NaAl(OH)4NaAl(OH)4Al(OH)3+NaOH(晶种,(晶种,搅拌,冷却)拌,冷却)NaAl(OH)4+CO2Al(OH)3+NaHCO3SiO2+2NaOH2Na2SiO3+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学高钠:
高钠:
0.5%0.6%Na2O低钠:
低钠:
0.2%Na2O(浓盐酸酸洗(浓盐酸酸洗)一般由一般由4076-A12O3和和6024a-A12O3组成组成采用不同外加剂(如采用不同外加剂(如AlF3或或NH4Cl)使化合物脱水,除钠)使化合物脱水,除钠第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学
(2)高纯氧化铝高纯氧化铝定义:
利用前驱体在高温下煅烧而获得的定义:
利用前驱体在高温下煅烧而获得的a-A12O3微粉、微粉、超细粉、纳米粉等。
超细粉、纳米粉等。
前驱体:
前驱体:
-AlOOH(勃娒石)、(勃娒石)、Al(OH)3、硫酸铝铵、硫酸铝铵、碳酸铝铵等。
碳酸铝铵等。
方法:
溶胶方法:
溶胶-凝胶法、共沉淀法、热分解沉淀法等。
凝胶法、共沉淀法、热分解沉淀法等。
第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学搅拌作用,加速反应,均匀温度搅拌作用,加速反应,均匀温度抑制团聚,晶粒细化抑制团聚,晶粒细化热分解沉淀法热分解沉淀法第四章Al2O3-SiO2系耐火材料反应中反应中CO2的作用:
的作用:
耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学-Al2O3粉粉也可称为高纯氧化铝原料也可称为高纯氧化铝原料前驱体前驱体快速煅烧快速煅烧非结晶相粉体非结晶相粉体Al(OH)3流化床、快速加热(流化床、快速加热(1100K)水铝矿水铝矿高真空、迅速加热(高真空、迅速加热(575-700K)不定形耐火材料的结合剂不定形耐火材料的结合剂三羟铝石三羟铝石勃姆石凝胶勃姆石凝胶-Al2O3+2H2OAl(OH)3+AlOOH第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学(33)烧结氧化铝()烧结氧化铝(烧结刚玉或烧结白刚玉)烧结刚玉或烧结白刚玉)工业氧化铝工业氧化铝细磨细磨酸洗酸洗煅烧煅烧结晶相结晶相-Al2O3预烧:
烧结温度预烧:
烧结温度第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学一步法一步法工业氧化铝工业氧化铝细磨(细磨(10m85%)酸洗酸洗有机结合剂有机结合剂成型成型烧成烧成刚玉刚玉二步法二步法工业氧化铝工业氧化铝煅烧(煅烧(1450)细磨细磨成型成型烧成烧成刚玉刚玉第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学铝矾土,铝矾土,AlF3为脱硅剂为脱硅剂工业氧化铝工业氧化铝细磨细磨酸洗酸洗超高温快速烧成超高温快速烧成板状刚玉板状刚玉提高烧成温度提高烧成温度温度是板状刚玉形成的决定性因素温度是板状刚玉形成的决定性因素加入少量加入少量AlF3有利于板状刚玉的均匀形成有利于板状刚玉的均匀形成矾土基板状刚玉矾土基板状刚玉第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学17003h17806h铝矾土基烧结板状刚玉的显微结构第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学氧化铝基烧结板状刚玉的显微结构第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学Al2O3含量高达含量高达99%以上以上-Al2O3晶体或晶粒呈晶体或晶粒呈板状板状致密而晶内致密而晶内闭口微小气孔闭口微小气孔多多采用板状刚玉制成的耐火材料不但抗渣侵蚀性强,采用板状刚玉制成的耐火材料不但抗渣侵蚀性强,而且热震稳定性优良。
而且热震稳定性优良。
板状刚玉特点:
板状刚玉特点:
第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学课课间间休休息息第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学(4)电熔氧化铝)电熔氧化铝种类:
种类:
电熔白刚玉(工业氧化铝电熔白刚玉(工业氧化铝氧化法熔融氧化法熔融Al2O399%)致密刚玉致密刚玉棕刚玉棕刚玉(天然高铝矾土(天然高铝矾土亚白刚玉亚白刚玉Al2O396%)第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学熔融:
铝矾土熔融:
铝矾土杂质:
杂质:
SiO2Fe2O3TiO2CaONa2O等等氧化物的标准生成自由能G0-T关系第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学杂质:
杂质:
SiO2、Fe2O3、TiO2、CaO、Na2O等等氧化物的标准生成自由能G0-T关系第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学还原剂:
无烟煤还原剂:
无烟煤SiO2+CSi+2COFe2O3(FeO)+C2Fe+3CO铁屑铁屑Si+FeSi-Fe合金合金密度密度67g/cm3刚玉密度刚玉密度3.99g/cm3TiO2+2CTi+2CO(2TiO2+2CTi2O3+CO,TiO2+2CTiO+CO)CaOCaO6Al2O3,CaOAl2O32SiO2SiO2/CaO摩尔比摩尔比=2第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学预烧:
预烧:
Si-Fe合金、合金、Ti(Ti2O3,TiO)氧化)氧化体积膨胀体积膨胀拣选:
拣选:
除铁:
(电磁除铁,酸洗)除铁:
(电磁除铁,酸洗)氧化剂氧化剂(轧钢皮轧钢皮)第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学主晶相:
主晶相:
-Al2O3次晶相和玻璃相次晶相和玻璃相CaO6Al2O3,CaOAl2O32SiO2,3Al2O32SiO2,含钛矿物等。
,含钛矿物等。
Na2O11Al2O3等等棕刚玉(还原法)棕刚玉(还原法)白刚玉白刚玉(氧化法)(氧化法)电熔刚玉的矿物组成电熔刚玉的矿物组成第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学亚白刚玉与棕刚玉相似,只是纯度更高亚白刚玉与棕刚玉相似,只是纯度更高适当增加无烟煤适当增加无烟煤深脱硅深脱硅次晶相有碳化物(如次晶相有碳化物(如Al4C3)Al2O397%Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4CH4(气气)+2O2(气气)CO2+H2O+890KJ减少减少Al4C3相措施:
酸洗或煅烧相措施:
酸洗或煅烧第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学电熔刚玉:
电熔刚玉:
纯氧化铝熔液密度(纯氧化铝熔液密度(2200)-Al2O3晶体密度(真密度)晶体密度(真密度)3.99g/cm3结晶收缩结晶收缩气孔气孔熔融时间长、排气充分、气孔少的刚玉为熔融时间长、排气充分、气孔少的刚玉为致密刚玉致密刚玉致密白刚玉(氧化铝基致密刚玉)致密白刚玉(氧化铝基致密刚玉)致密亚白刚玉(矾土基致密刚玉)致密亚白刚玉(矾土基致密刚玉)第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学原料:
原料:
工业氧化铝工业氧化铝预烧(预烧(1350-1600)H3BO3(1-3%)(晶型转变、除钠)(晶型转变、除钠)3)烧结氧化铝制品烧结氧化铝制品定义:
氧化铝细粉定义:
氧化铝细粉成型成型烧成烧成第四章Al2O3-SiO2系耐火材料耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学耐火材料工艺学细磨:
细磨:
设备:
球磨机设备:
球磨机振动
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- 氧化铝 耐火材料
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