电熔砖的工艺原理

电熔砖的工艺原理：

电熔砖就是将氧化铝矾土等原料在电炉中熔融后冷却固化的产物，其有工艺简单、流程短、产品成本低等优点。因电熔刚玉品种的不同，熔炬过程中可加入不同的还原剂。接近刚玉熔点（2100℃）时的氧化铝熔体的结构与刚玉砖类似，这种熔体冷却时结晶成为刚玉砖。刚玉砖熔化时，熔体的摩尔体积增大23.5%，熔化热为109.2KJ/mol，随着熔体温度的升高，其密度降低。

通常说的“熔融氧化铝”一般是指电熔白刚玉。它是以工业氧化名或煅烧氧化铝为原料，在电弧炉内高温数字化而成，其Al2O3含量一般大于98.5%，呈白色，晶体巨大，多孔，显气孔率6%~10~，主晶相为a- Al2O3，晶体为长条形和菱形，是制作高档耐火材料的重要原料，也广泛应用于磨料行业。

虽然工业氧化铝的Al2O3含量为98.5%以上，但还有少量的Na2O、SiO2和微量的Fe2O3。电熔过程虽然对制取白刚玉有一定净化提纯作用，但不能将这些杂质完全排除。其中，Na2O与Al2O3在熔融状态下生成β­ Al2O3的熔点低、密度小，因此，熔块冷却结晶时偏析于熔块的上中部。虽然通过碎选可以剔除，但仍然会有少量残存在刚玉熔体中，严重影响刚玉的耐火性能，因此，对工业氧化铝中Na2O的含量必须严格控制。

为了消除或减弱Na2O的危害性，加入石英砂或者氟化铝。前者使β­ Al2O3成为霞石，后者促进Na2O挥发。

致密电熔刚玉是以工业氧化铝为原料，加入外加剂后在电弧炉中熔融而成。其外观呈灰色、灰黑色或灰白色，Al2O3不小于98%，显气孔率较电熔白刚玉低，一般不大于4%，体积密度不小于3.8g/cm³。致密电熔刚玉砖是一种新型的高级耐火材料，耐酸、耐碱、高温下体积稳定，具有颗料致密、气孔率低等特点。

由于操作和精炼时间不合适，在工业氧化铝熔炼时则可能使Al2O3过还原，生成碳化物。碳化物是刚玉砖熔块中的有害杂质，遇水或在潮湿的边个气中存放会发生水解反应放出甲烷（CH4），而使刚玉颗粒粉化;与酸作用又会发生酸解。所以，用含有碳化物的刚玉原料制成的浇注料或捣打料在烧烤时就会开裂。

电熔亚白刚玉又称矾土基电熔刚玉砖或高铝刚玉砖。它是在还原气氛和控制条件下，由轻烧的特级或一级铝矾土松体料在电弧炉内熔融时加入还原剂、沉降剂以及脱碳剂，脱除SiO2、Fe2O3和TiO2等杂质，熔炼后得到的一种刚玉材料。其理化指标与致密电熔刚玉砖相当，颜色也相近，Al2O3含量一般在98.0%以上，显气孔率小于4%；刚玉结晶一般为粒状，尺寸1~15mm；主要杂质矿物为六铝酸钙（CA6）、金红石、钛酸铝及其固溶体；是仅次于电熔白刚玉砖和电熔致密刚玉砖的新型耐火材料。

电熔刚玉砖的生产在近十多年来增加了近一倍，除了石油化工、化肥等工业对刚玉砖的需求增大外，钢铁工业连铸用长水口、中间包整体塞棒和浸入式水品口等也转向使用Al2O3-C质耐火材料，其中的氧化铝质原料大都采用电熔刚玉，高档的不定形耐火材料也用大量的电熔刚玉做骨料和粉料。

 电熔刚玉砖是作为一种高档耐火材料，具有很高的耐火度，耐腐蚀性，抗渣性，抗冲刷性和高温强度，广泛应用于各种冶金设备和高温炉子，各种涂抹料，捣打料也均以电熔刚玉作为原料加入，以提高其性能。熔铸刚玉制品的生产，尤其是熔铸刚玉砖生产应用更为广泛。但熔铸刚玉砖的和产工艺：熔炼—制品浇铸—冷却退火—机械加工，这其中的各个工艺过程都会对产中质量造成很大的影响，直接会影响高温热工设备的使用寿命。因此，电熔刚玉以及熔铸刚玉砖的生产工艺需要进一步发展和完善，朝着机械化生产的方向迈进。