ประสิทธิภาพและการประยุกต์ใช้คอรันดัมแบบตารางในวัสดุทนไฟ

คอรันดัมตารางเป็น -al2o3 ที่เผาผนึกแน่น หดตัวเต็มที่ โดยมีเกรนของ 50-400μm ในโครงสร้างรวม คอรันดัมแบบตารางได้ชื่อเพราะเมล็ดของมันมีรูปร่างเหมือนกระดาน คอรันดัมแบบตารางถูกเตรียมโดยการเผาอย่างรวดเร็วของเม็ด ultrafine -al2o3 ที่อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำกว่าเล็กน้อย หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน ลูกบอลวัสดุขนาด 18-20มม. จะถูกบดหรือบดเพื่อให้ได้คอรันดัมแบบตารางขนาดต่างๆ

ปริมาณซิลิกอนออกไซด์ เหล็กออกไซด์ และไททาเนียมออกไซด์ในปริมาณต่ำในคอรันดัมแบบตารางมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงที่ดีเยี่ยม ปริมาณกรดเฟอริกที่ต่ำมากโดยทั่วไปมีค่าน้อยกว่า 0.002 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสำคัญมากสำหรับวัสดุทนไฟที่ยึดกับฟอสเฟต เมื่อเปรียบเทียบกับคอรันดัมแบบตารางที่เผาผนึกกับมวลรวมอลูมินาสูงสังเคราะห์อื่นๆ เช่น คอรันดัมสีขาวผสม จะพบว่าเนื้อหาเจือปนที่มีขนาดปลีกย่อยมากที่สุด สิ่งนี้สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในด้านประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง ปริมาณสิ่งเจือปนที่สูงขึ้นในขนาดที่ละเอียดกว่าจะลดความเสถียรของปริมาตรในอุณหภูมิสูงและความต้านทานการคืบคลานได้อย่างมาก สามารถเห็นความแตกต่างอย่างมากโดยการเปรียบเทียบความพรุนของคอรันดัมสีขาวผสมและคอรันดัมแบบตาราง  แม้ว่าความพรุนรวมของมวลรวมทั้งสองจะเท่ากัน แต่ความพรุนของเมล็ดพืชก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

ความพรุนแบบเปิดของเมล็ดธัญพืชที่ผ่านการหลอมด้วยไฟฟ้าคือ 2-3 เท่าของเมล็ดธัญพืชที่ผ่านการเผาผนึก รูพรุนส่วนใหญ่ในอลูมินาผสมประกอบด้วยรูพรุนเปิดขนาดใหญ่ ในขณะที่รูขุมขนมากกว่าครึ่งในคอรันดัมแบบตารางเป็นรูพรุนแบบปิด สัดส่วนของรูพรุนที่ปิดสูงนั้นจำเป็นสำหรับความต้านทานการสั่นสะเทือนจากความร้อนสูง  ซึ่งเป็นเรื่องปกติของคอรันดัมแบบตาราง

คอรันดัมแบบตารางมีความทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนและความแข็งแรงสูง การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของเมล็ดคอรันดัมแบบตารางไม่เรียบเท่าของเมล็ดคอรันดัมผสม แต่ค่อนข้างหยาบโดยมีรูพรุนครึ่งวงกลมครึ่งวงกลม โครงสร้างพื้นผิวนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุทนไฟโดยส่งเสริมปฏิกิริยาด้วยเมทริกซ์และการประสานทางกล

ประสิทธิภาพหลักของอุตสาหกรรมแผ่นมีดังนี้ 1 ความเข้มข้นสูง Al2O3 99.4 เปอร์เซ็นต์ ; 2, คริสตัลความแข็งสูง; 3, ความพรุนแบบเปิดต่ำและความพรุนแบบปิดสูง 2-3 เท่า; 4, ความหนาแน่นของการบรรจุอนุภาคสูง 3.55-3.6g/cm35, จุดหลอมเหลวสูง:2000 องศา 6, ความเฉื่อยของสารเคมี; 7, ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี; 8, เสถียรภาพของเสียงที่ดีเยี่ยม; 9 การมีอยู่ของ microcracks; 10 ความแข็งแรงของเม็ดเดียวสูง

สาม การใช้งานหลักของคอรันดัมตาราง

คุณสมบัติของคอรันดัมแบบตารางมีการใช้งานมากมายในด้านวัสดุทนไฟ คอรันดัมแบบตารางเหมาะสำหรับพื้นผิวเซรามิก เคมี และการจับน้ำ คอรันดัมแบบตารางสามารถใช้ได้เพียงลำพังและในระบบผสม หรือกับอลูมินาที่เผาแล้วและ/หรือถูกกระตุ้น เนื่องจากคอรันดัมแบบตารางมีความบริสุทธิ์สูงมากแม้ในผงละเอียด จึงสามารถนำมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของมวลรวมอลูมินาที่ต่ำกว่าได้ ตัวอย่าง ได้แก่ บอกไซต์และคอรันดัมสีน้ำตาลผสม โดยใช้อนุภาคหยาบของมวลรวมเหล่านี้และอนุภาคขนาดกลาง และผงละเอียดของคอรันดัมแบบตาราง มีการกล่าวไปแล้วว่าการบริโภคคอรันดัมแบบตารางที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากการหล่อเหล็กอย่างต่อเนื่อง การใช้คอรันดัมแบบตารางเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นเลื่อน ท่อจุ่ม และรางน้ำ 

การพัฒนาใหม่ของคอรันดัมแบบตาราง/สปิเนล

มีการค้นพบในญี่ปุ่นว่าการเพิ่มสปิเนลที่อุดมด้วยอะลูมิเนียม 20-30 เปอร์เซ็นต์ลงในวัสดุทนไฟคอรันดัมแบบตารางที่ผูกมัดด้วยซีเมนต์สามารถปรับปรุงความต้านทานของตะกรันได้อย่างมาก แนวคิดที่ว่าสปิเนลที่อุดมด้วยอะลูมิเนียมเป็นเรื่องธรรมดาทั่วโลก ได้นำไปสู่การประยุกต์ใช้ใหม่ๆ สำหรับคอรันดัมแบบตาราง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวยไร้รูปร่างของทัพพีสนับสนุนการใช้คอรันดัมแบบตารางในอนาคต สปิเนลสามารถเพิ่มกำลังรับแรงดัดงอจากความร้อนของคอรันดัมรูปจานที่เชื่อมด้วยซีเมนต์ซึ่งสามารถหล่อได้ 22 N/mm2 ที่ 1500 องศา สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าแม้ใช้ซีเมนต์ 15 เปอร์เซ็นต์ก็ไม่ลดประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง เมื่อพิจารณาว่าแรงดัดงอที่อุณหภูมิสูงของเหล็กหล่อที่มีปริมาณซีเมนต์ต่ำกว่านั้นลดลงตามลำดับความสำคัญ  ไม่เป็นที่แน่ชัดว่าการค้นพบนี้จะมีผลกระทบอย่างมากต่อเทคโนโลยีวัสดุทนไฟในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่จะใช้ castables ที่มีปริมาณซีเมนต์และคุณสมบัติทางความร้อนสูงกว่าซีเมนต์ castable ที่ต่ำเป็นพิเศษ  และไม่มีข้อเสียในการทำซ้ำที่รู้จักใน ULCC เป็นที่น่าสนใจว่าการเติมผงซิลิกา 2 เปอร์เซ็นต์ลงใน spinel tabular corundum castable สามารถลดแรงดัดงอจากความร้อนให้เหลือน้อยกว่า 1 N/mm2 ที่ 1500 องศา

เนื่องจากระบบอลูมินาที่เชื่อมด้วยซีเมนต์มีข้อจำกัดบางประการในสภาพแวดล้อมที่มีตะกรันที่อุดมด้วยซิลิกา ระบบ Alphabond ที่มีสารยึดเกาะที่มีอลูมินาบริสุทธิ์จึงได้รับการพัฒนา องค์ประกอบทางเคมีหลักคืออลูมินาที่มี CaO บริสุทธิ์ 0.1 เปอร์เซ็นต์ , SiO2 0.2 เปอร์เซ็นต์ Na2O; 0.5 เปอร์เซ็นต์และน้ำ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 9 เปอร์เซ็นต์ สามารถบำบัดได้เหมือนแคลเซียมอะลูมิเนตซีเมนต์ทั่วไป ระบบนี้สามารถใช้คนเดียวหรือใช้ร่วมกับไมโครพาวเดอร์ซิลิคอน

ระบบจับกับน้ำแบบใหม่ช่วยให้อุตสาหกรรมวัสดุทนไฟสามารถใช้อลูมินาคาสเทเบิลได้ โดยที่ระบบจับกับซีเมนต์ทำงานได้ไม่เต็มที่ พิสูจน์ให้เห็นอีกครั้งว่าสามารถประยุกต์คอรันดัมแบบตารางได้อย่างยืดหยุ่นในหลายสาขา