beyaz erimiş alümina fraksiyonlu refrakter malzeme

Beyaz eritilmiş alümina nedir?

Beyaz erimiş alümina, yüksek saflıktaki alüminanın (Al₂O₃) 2000°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda elektrik ark fırınında eritilmesiyle üretilen sentetik, ultra saf bir mineraldir. Başlangıç ​​malzemesi tipik olarak, Bayer prosesiyle boksitten elde edilen bir toz olan kalsine alüminadır.

“Beyaz” ibaresi, yüksek saflığından (tipik olarak  %99,0 ila %99,5 Al₂O₃ ) kaynaklanmaktadır; bu da ona beyaz veya kristal bir görünüm kazandırarak, silika ve titanyum dioksit gibi safsızlıklar içeren kahverengi erimiş alüminyum oksitten ayırır.

Isıya Dayanıklı Malzeme Olarak Başlıca Özellikleri

WFA’nın refrakter uygulamalarındaki değeri, olağanüstü fiziksel ve kimyasal özelliklerinin birleşiminden kaynaklanmaktadır:

1. Yüksek Saflık ve Kimyasal İnertlik:

   • Minimum safsızlık içeriği (düşük SiO₂, Fe₂O₃, vb.) sayesinde cüruf, asit ve alkalilerin etkisine karşı oldukça dirençlidir. Bu da onu zorlu kimyasal ortamlarda stabil kılar.

2. Yüksek Refrakterlik:

   • Yaklaşık 2050°C gibi son derece yüksek bir erime noktasına sahiptir  . Bu sayede yumuşamadan veya deforme olmadan çok yüksek çalışma sıcaklıklarına dayanabilir.

3. Mükemmel Mekanik Mukavemet ve Sertlik:

   • WFA çok serttir (Mohs ölçeğinde 9, elmasın hemen altında). Bu özelliği, ondan yapılan refrakterlere yüksek soğuk ezilme dayanımı ve mükemmel aşınma ve erozyon direnci kazandırır.

4. İyi Hacim İstikrarı:

   • Düşük termal genleşme katsayısına sahiptir ve tekrarlanan ısıtma ve soğutma işlemlerinde önemli hacim değişikliklerine neden olan faz dönüşümlerine uğramaz. Bu da mükemmel termal şok direnci ve çatlama direnci sağlar.

5. Kontrollü Gözeneklilik (şekillendirilmiş ürünlerde):

   • Tuğla ve dökme malzemelerde agrega olarak kullanıldığında, performans için optimize edilmiş gözenekliliğe sahip yoğun, güçlü refrakter yapılar oluşturulmasına olanak tanır.

Fiziksel ve Kimyasal Bileşim

Refrakter malzemelerde nasıl kullanılır?

WFA nadiren tek parça halinde kullanılır. Bunun yerine, çeşitli şekillerde işlenir ve refrakter ürünlerde birincil agrega veya tane olarak kullanılır.

1. Ateşe Dayanıklı Taneler ve Tozlar

Bu en yaygın yöntemdir. Atık uçucu kül (WFA) ezilir, elenir ve belirli bir partikül boyut aralığına öğütülür:

• İri taneli agregalar  (örneğin, 0-1 mm, 1-3 mm, 3-5 mm), şekillendirilmiş ve şekillendirilmemiş refrakterlerin yapısal iskeletini oluşturur.

• İnce tozlar:  (örneğin, -200 mesh, -325 mesh) iri agregalar arasındaki boşlukları doldurarak yoğun bir matris oluşturur.

• Un/Mikro tozlar:  Gelişmiş seramiklerde ve yüksek performanslı döküm malzemelerinde kullanılır.

2. Şekillendirilmiş Refrakterler (Tuğlalar ve Şekiller)

WFA taneleri bağlayıcılarla (ve bazen diğer katkı maddeleriyle) karıştırılır ve tuğla veya özel şekiller haline getirilerek preslenir, ardından yüksek sıcaklıklarda pişirilir.

• WFA Tuğlaları:  Yüksek sıcaklık fırınlarının en kritik bölgelerinde kullanılır.

3. Şekillendirilmemiş (Monolitik) Refrakterler

Bunlar önceden fırınlanmadan yerinde monte edilir. WFA, aşağıdaki ürünlerdeki temel agrega malzemesidir:

• Dökülebilir malzemeler:  Su ile karıştırılıp yerine dökülen/titreştirilen kuru karışımlar.

• Plastikler:  Şekillendirilebilen, kil benzeri ve sıkıştırılarak yerine oturtulan malzemeler.

• Püskürtme Karışımları:  Fırınların içini kaplamak veya onarmak için kullanılan püskürtme karışımları.

• Sıkıştırma Karışımları:  Fırın tabanları gibi belirli alanlarda sıkıştırma işlemi için kullanılır.

Ortak Uygulamalar

Üstün özelliklerinden dolayı, WFA refrakterleri en zorlu yüksek sıcaklık endüstriyel süreçlerinde kullanılmaktadır:

• Çelik Sanayi:

  • Kepçe astarları (özellikle çalışma astarları).

  • Sürgülü kapı plakaları ve kuyu blokları.

  • Tundiş kaplamaları ve mobilyaları.

  • Elektrik ark fırınlarında ve yüksek fırınlarda şiddetli aşınmaya maruz kalan bölgeler.

• Petrokimya Sanayi:

  • Petrol rafinerilerindeki katalitik kraking ünitelerinin iç kaplaması.

  • Reformerler ve diğer yüksek sıcaklık reaktörleri.

• Seramik ve Cam Sanayi:

  • Teknik seramik, sıhhi tesisat ürünleri ve porselenlerin pişirilmesi için fırın ekipmanları (raflar, destekler).

  • Cam eritme fırınlarındaki kontrol üniteleri ve yenileyiciler.

  • Cam tankların iç kaplaması.

• Demir Dışı Metaller:

  • Alüminyum tutma ve eritme fırınları için astar malzemeleri.

  • Bakır, çinko ve diğer metallerin işlenmesinde kullanılan fırınlar.

• Çimento ve Kireç Sanayi:

  • Döner fırınlardaki yanma bölgesi ve geçiş bölgesi kaplamaları.

• Yakma Tesisleri ve Atık Enerji Santralleri:

  • Aşındırıcı baca gazlarına ve yıpratıcı küllere karşı dayanıklıdır.