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耐火物としての褐色溶融アルミナ

ブラウン電融アルミナとは何ですか?

褐色溶融アルミナは、2000℃を超える高温の電気アーク炉で製造される人工研磨材および耐火材です。主原料はボーキサイト(アルミニウム鉱石)で、少量のコークスと鉄スクラップを溶融します。この工程により、非常に硬く、緻密で、化学的に安定した結晶性物質が生成されます。この物質は主に アルファアルミナ(Al₂O₃)で構成され、通常は94%から97%の範囲です 。残りは主に酸化チタンとシリカで構成され、強固な結晶構造を形成します。

ブラウン溶融アルミナ スプリットサイズAL2O3

シオ2

マックス

ティオ2

マックス

Fe 2 O 3

マックス

0-50mm94.50%0.80%2.23%0.35%
0~1mm95.50%0.70%2.23%0.25%
1~3mm95.75%0.66%2.18%0.23%
3~5mm95.90%0.60%2.15%0.21%
5~8mm96.00%0.50%2.10%0.18%

優れた耐火材料となる主な特性

BFA の有効性は、物理的特性と化学的特性の強力な組み合わせから生まれます。

  1. 高純度と化学的不活性:  Al₂O₃含有量が高いため、酸、スラグ、溶融金属に対する耐性が非常に高く、酸化雰囲気と還元雰囲気の両方で安定しています。

  2. 卓越した硬度(モース硬度9): ダイヤモンドと炭化ケイ素に次ぐこの硬度は、優れた 耐摩耗性と耐浸食性をもたらします。これは、耐火ライニングが固体充填物、ガス流、または撹拌による機械的摩耗を受ける用途において非常に重要です。

  3. 高融点(約 2050°C): 工業炉内の極端な温度でも固体で構造的に健全な状態を保ちます。

  4. 高い機械的強度:  BFA 粒子は高い冷間圧壊強度を持ち、高温でも強度を維持するため、耐火ライニングに構造的完全性をもたらします。

  5. 優れた体積安定性と低熱膨張: 熱膨張係数が比較的低いため、温度変化による膨張・収縮が少なく、熱応力と剥離(ひび割れや剥離)のリスクを軽減します。

  6. 優れた熱伝導性: この特性により、ライニングを通じた効率的な熱伝達が可能になり、コークス炉や熱交換器などの特定の炉の設計に役立ちます。

  7. 制御された粒度分布:  BFAは、特定の粒度分布に粉砕・選別することができます。細長く裂けた粒ではなく、ブロック状の等軸晶系粒子形状により、高い充填密度が得られ、これは低気孔率で強度と密度の高い耐火物形状の製造に不可欠です。


耐火物ではどのように使用されますか?

BFAは、モノリシックレンガとして単独で使用されることはほとんどありません。その代わりに、様々な耐火物配合において重要な骨材成分として使用されます。

  • 骨材として: 耐火物の骨格構造、耐荷重構造を形成します。粒子は、より微細な粉末とマトリックス相によって結合されています。

  • 耐火レンガ/成形品: 炉内の非常に厳しい条件が求められる位置 (スラグ ライン、タップ穴、バーナー ブロックなど) で使用される高アルミナ質レンガおよび成形品の主成分です。

  • モノリス耐火物: ライニングを形成するために注入または空気圧で塗布されるキャスタブル、ラミングミックス、ガニングミックスの重要な骨材です。

  • 充填剤として: 微細グレードの BFA は、大きな骨材間の隙間を埋めるために使用され、密度と強度を向上させます。


一般的な耐火物の用途

BFA ベースの耐火物は、重工業の最も高温で最も過酷な環境で使用されます。

  • 鉄鋼業界:

    • 取鍋ライニング: 特にスラグ ラインでは、腐食性の鋼鉄スラグに対する耐性が最も重要です。

    • タンディッシュライニング: 連続鋳造用。

    • タップブロックとランナーシステム: 溶融鋼を流し込むためのもの。

    • 高炉ライニング: 特定の地域。

  • セメント窯および石灰窯: 燃焼ゾーンおよびその他の摩耗の激しいエリアの耐摩耗性ライニングとして。

  • 非鉄金属処理: 溶融金属の浸透に対する耐性があるため、銅、亜鉛、アルミニウムの炉で使用されます。

  • 焼却炉および廃棄物発電プラント: 腐食性の煙道ガスやアルカリ性スラグに対する耐性が必要な場合。

  • ガラス溶解炉: 再生チェッカーやガラス溶解物と直接接触しないその他の領域で使用されます。

  • 石油化学産業: 高温高圧状態にある改質装置およびクラッカー内。

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