Vật liệu chịu lửa nhôm nung chảy màu trắng

Vật liệu chịu lửa là gì?

Trước tiên, xin định nghĩa ngắn gọn: Vật liệu chịu lửa là vật liệu có thể chịu được nhiệt độ cực cao (thường trên 1000°C hoặc 1832°F) và các điều kiện khắc nghiệt (mài mòn, ăn mòn hóa học, sốc nhiệt) mà không bị nóng chảy hoặc phân hủy. Chúng là lớp lót cho lò nung, lò sấy, lò đốt, lò phản ứng và các thiết bị xử lý nhiệt độ cao khác.

Tại sao nhôm nung chảy trắng là vật liệu chịu lửa tuyệt vời

Nhôm oxit trắng nung chảy không chỉ là vật liệu chịu lửa; nó thường được coi là lựa chọn hiệu suất cao hoặc cao cấp  cho các ứng dụng quan trọng. Lý do là hệ quả trực tiếp của tính chất hóa học và quy trình sản xuất.

1. Độ tinh khiết cực cao và tính trơ về mặt hóa học

• Hàm lượng Al₂O₃ cao:  WFA thường chứa  >99% Alumina (Al₂O₃) . Đây là đặc tính quan trọng nhất của nó đối với vật liệu chịu lửa.

• Hành vi gần trung tính:  Nhôm oxit có tính ổn định về mặt hóa học và hoạt động như một oxit lưỡng tính, nhưng ở dạng tinh khiết cao, nó có khả năng chống lại sự tấn công của cả xỉ axit và bazơ (trong giới hạn nhất định), khiến nó trở nên đa năng.

• Tạp chất thấp:  Các tạp chất như SiO₂, Fe₂O₃ và Na₂O có hàm lượng rất thấp (thường <0,5%). Các tạp chất này tạo thành các pha có điểm nóng chảy thấp (ví dụ: pha thủy tinh). Sự vắng mặt của chúng trong WFA có nghĩa là:

  • Độ bền nóng cao hơn:  Vật liệu chịu lửa vẫn duy trì được tính toàn vẹn về mặt cấu trúc ở nhiệt độ cao hơn.

  • Khả năng chống biến dạng tốt hơn:  Có khả năng chống biến dạng chậm tốt hơn khi chịu tải ở nhiệt độ cao.

  • Giảm ăn mòn:  Ít vị trí phản ứng để xỉ, kim loại nóng chảy và khí tấn công.

2. Điểm nóng chảy rất cao

• Điểm nóng chảy của Alumina nguyên chất là  2050°C (3722°F) . WFA, gần như tinh khiết, có điểm nóng chảy rất gần với giá trị này. Điều này xác định  Chỉ số tương đương nón nhiệt kế (PCE) — thước đo độ chịu lửa của nó — là rất cao, cho phép sử dụng trong những môi trường nhiệt độ khắc nghiệt nhất.

3. Tính chất cơ học tuyệt vời ở nhiệt độ cao

• Mô đun đứt gãy (MOR) nóng cao:  Vật liệu chịu lửa gốc WFA vẫn giữ được độ bền ngay cả khi đang nóng rực. Điều này rất quan trọng để chịu được các điều kiện cơ học, chịu tải và mài mòn bên trong lò nung.

• Khả năng chống mài mòn vượt trội:  Giống như lớp phủ, độ cứng Mohs 9 khiến sản phẩm này lý tưởng cho các khu vực chịu mài mòn cơ học, chẳng hạn như đỉnh lò nung, khối đốt và các khu vực có vật liệu nạp liên tục di chuyển.

4. Độ ổn định thể tích tốt (co ngót khi nung lại)

• Vì WFA vốn đã là  sản phẩm nóng chảy  , nó đã trải qua quá trình thay đổi pha và co ngót mạnh mẽ nhất trong quá trình sản xuất. Khi được sử dụng làm cốt liệu trong vật liệu chịu lửa định hình (gạch) hoặc vật liệu liền khối (đúc), nó góp phần tạo nên độ ổn định kích thước tuyệt vời ngay từ lần nung đầu tiên, giảm thiểu nguy cơ nứt vỡ trong quá trình làm khô lớp lót mới.

Các dạng và ứng dụng phổ biến của WFA trong vật liệu chịu lửa

WFA hiếm khi được sử dụng đơn lẻ. Nó là một thành phần quan trọng, hay “tổng hợp”, trong một nền vật liệu chịu lửa.

1.  Vật liệu chịu lửa định hình (Gạch và hình khối)

• WFA được phân loại thành các kích thước hạt cụ thể (thô, trung bình, mịn) và liên kết với các vật liệu có độ tinh khiết cao khác hoặc liên kết gốm để ép thành gạch.

• Ứng dụng:  Lớp lót cho lò nung nhiệt độ cao (ví dụ: lò nung đường hầm, lò nung thoi), gầu thép, vùng chuyển tiếp lò nung xi măng và các khu vực quan trọng trong lò phản ứng xử lý hóa chất.

2.  Vật liệu chịu lửa nguyên khối (chưa định hình)

Đây là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất và phát triển nhất.

• Vật liệu đúc:  Cốt liệu WFA được trộn với xi măng canxi aluminat và bột mịn. Khi thêm nước, có thể đổ, bơm hoặc rung để tạo thành lớp lót liền mạch.

• Hỗn hợp phun:  Tương tự như hỗn hợp đúc nhưng được thiết kế để phun (phun) lên bề mặt nhằm mục đích sửa chữa hoặc lắp đặt nhanh chóng.

• Hỗn hợp đầm nén:  Hỗn hợp khô hơn được đầm nén vào vị trí cho các ứng dụng cụ thể.

• Ứng dụng:  Lớp lót lò phức tạp, lớp lót thùng chứa, khối đốt, lò xoáy và bất kỳ khu vực nào cần lớp lót có hình dạng tùy chỉnh, không có mối nối.

3.  Sản phẩm đặc biệt

• Vỏ đúc mẫu chảy:  Độ chịu lửa và độ tinh khiết cao của bột WFA (bột mịn) khiến nó trở thành vật liệu trát vữa và vật liệu dự phòng tuyệt vời để tạo khuôn gốm đúc cánh tuabin siêu hợp kim và các bộ phận kim loại chính xác khác.

• Đồ nội thất lò nung:  Các trụ, thanh đỡ và tấm làm từ WFA có thể được sử dụng để đỡ đồ gốm trong quá trình nung ở nhiệt độ rất cao do độ bền và khả năng chống võng (biến dạng).

So sánh với nhôm nung chảy nâu (BFA) trong vật liệu chịu lửa