复合棕刚玉砖是以电熔棕刚玉为主要原料,有的还会加入碳化硅等其他成分,并添加特殊添加剂,经高压成形、高温烧成等工艺制成的一种耐火砖。它结合了棕刚玉以及其他添加成分的特性,具有多种优良性能,在工业领域发挥着重要作用。
主要成分及作用
棕刚玉
棕刚玉俗名又称金刚砂,是用矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电炉中经过融化还原而制得的棕褐色人造刚玉。其主要化学成份是Al₂O₃,含量在94.5%-97%,另含有少量的Fe、Si、Ti等。棕刚玉在复合棕刚玉砖中起到了关键作用:
高硬度与耐磨性:棕刚玉具有较高的硬度,显微硬度通常在1800-2200kg/mm²之间,使得复合棕刚玉砖能够抵抗熔融金属和炉渣的冲刷和侵蚀,延长使用寿命。
高耐火度与稳定性:耐火度高达1850℃,能承受高温环境下的长时间使用而不发生变形或熔化,并且化学性能稳定,在高温下可保持结构的稳定性和完整性。
高纯度与结晶性:高纯度和良好的结晶性使得棕刚玉赋予复合棕刚玉砖优异的物理和化学性能。
耐冲击与抗爆裂:质地致密,韧性好,可抵抗外部冲击和应力,不易发生爆裂,使复合棕刚玉砖在承受机械应力时具有更好的耐久性。
其他成分
如碳化硅等其他添加成分,能进一步提升复合棕刚玉砖的某些性能,例如增强其抗热震性、耐磨性等,具体作用会根据添加成分的种类和比例有所不同。特殊添加剂则有助于改善砖的成型性能、烧结性能等,保证产品质量。
性能特点
热震稳定性高
能够承受温度的急剧变化而不发生破裂或剥落,适应工业窑炉在升温、降温过程中的热冲击。这是因为棕刚玉本身的结构特性以及添加剂等的协同作用,使得复合棕刚玉砖在温度变化时能够较好地缓冲应力。
气孔率低
低气孔率可以减少炉渣、气体等对砖体的渗透和侵蚀,提高砖的抗侵蚀能力,保证其在恶劣环境下的使用寿命。在生产过程中,通过合理的原料配比和成型工艺可以实现较低的气孔率。
气体侵蚀性能好
对各种腐蚀性气体具有较强的抵抗力,可在含有酸性、碱性等气体的环境中稳定使用,如在一些化工窑炉、垃圾焚烧炉等环境中,能有效抵抗气体的侵蚀,保持砖体的性能。
抗氧化性能优良
在氧化气氛中,能够保持化学稳定性,不易被氧化,从而保证了砖体的结构和性能的稳定性,延长了其在高温氧化环境下的使用寿命。
高强度
常温及高温下都具有较高的抗压强度,能够承受窑炉内物料的压力和机械冲击,保证窑炉的结构稳定性。这得益于棕刚玉的高强度以及良好的烧结工艺,使得砖体内部结构致密,颗粒间结合紧密。
应用领域
冶金行业
炼钢设备:
用于炼钢炉的炉顶、侧墙、炉门以及渣线部位,因其高温耐受性好、抗熔渣性能突出,能够抵抗高温钢水和炉渣的侵蚀,保障炼钢过程的顺利进行。
高炉系统:
在高炉出铁沟、混铁炉等需要高抗渣性的区域,复合棕刚玉砖可以有效抵抗炉渣的侵蚀和铁水的冲刷,延长设备的使用寿命。
铁水预处理设备:
如鱼雷罐、混铁车内衬,能够承受铁水的高温和化学侵蚀,保证铁水预处理过程的稳定运行。
有色金属冶炼:
用于处理铜、铝、镍等有色金属的熔炼设备,如熔炼炉内衬。在高温侵蚀性的高强度工作环境中,复合棕刚玉砖凭借其优异的性能,能够承受高温和化学侵蚀,确保有色金属冶炼的质量和效率。
水泥工业
在水泥回转窑的烧成带、高温带等部位,复合棕刚玉砖的抗碱侵蚀和耐磨损性能优越,可以抵抗水泥熟料在煅烧过程中产生的碱性物质的侵蚀,同时承受物料的磨损,提高回转窑的使用寿命和生产效率。
玻璃工业
用于玻璃熔窑中的关键部位,如蓄热室和通道区域、熔池、流液洞等部位。能够承受高温玻璃液的侵蚀,保证玻璃熔制过程的稳定进行,提高玻璃产品的质量。
化工行业
在化工行业的高温炉、气化炉等设备中,复合棕刚玉砖可作为内衬材料,提供良好的耐腐蚀性和高温稳定性,承受长期高温、高压、强还原气氛等恶劣环境,减少设备的腐蚀和损坏。
其他行业
在垃圾焚烧炉中,可抵抗高温和腐蚀性气体的侵蚀;在炭黑行业的炭黑反应器中,其使用寿命也明显长于其他一些材料,能够满足这些行业特殊的工况要求。