Korund jest powszechnym materiałem ogniotrwałym. Korund ma wysoką odporność na temperaturę, wysoką wytrzymałość, wysoką twardość, izolację elektryczną, odporność na korozję oraz inne właściwości fizyczne i chemiczne. Jest szeroko stosowany w przemyśle materiałów ogniotrwałych. Temperatura topnienia korundu wynosi aż 2050 stopni, ogniotrwałość wysokiej jakości produktów korundowych przekracza 1900 stopni, temperatura mięknienia ładunku wynosi około 1850 stopni, ostateczna temperatura użytkowania to 1950 stopni, a długotrwała obsługa temperatura wynosi 1800 stopni. Jednak współczynnik rozszerzalności cieplnej korundu wynosi 8,6, co należy do materiału średnioodpornego na szok termiczny. Twardość korundu wynosi 9, czyli jest tylko niższa niż diamentu i niektórych bardzo twardych minerałów syntetycznych. Surowce korundowe można podzielić na korund spiekany i korund topiony zgodnie z procesem produkcyjnym.
1. Korund spiekany
Korund spiekany to ogniotrwały klinkier wykonany z kutego i wypalanego tlenku glinu (lub tlenku glinu przemysłowego) spiekanego w wysokiej temperaturze od 1750 do 1950 stopni C. Spiekany korund o zawartości al2oa ponad 399 procent, porowatość mniejsza niż 4,0 procent i gęstość nasypową 3,55 g · cm³. Charakteryzuje się dobrą stabilnością objętościową i chemiczną w wysokiej temperaturze i nie ulega korozji w atmosferze redukującej, płynnym stopionym szkle i płynnym metalu. Wytrzymałość mechaniczna i odporność na zużycie są dobre w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze.
1. Spiekany boksyt korundowy
Korund spiekany boksytem jest stosowany głównie w przemyśle ściernym.
2. Korund spiekany z tlenku glinu
Powszechnie stosowany jest przemysł ogniotrwały: wytwarzany jest z przemysłowego tlenku glinu i spiekany w wysokiej temperaturze. Aby ułatwić spiekanie, tlenek glinu jest zwykle mikrokruszony przed formowaniem. Miałość tlenku glinu ma istotny wpływ na zagęszczenie spiekanego tlenku glinu. Metody formowania obejmują prasowanie kulowe, wytłaczanie próżniowe, kompaktowanie itp. Gęstość nasypowa półfabrykatu powinna być maksymalnie poprawiona. Ponieważ temperatura kucia wynosi około 1750 ~ 1950 stopni, do kucia i spalania często stosuje się piece obrotowe lub piece pionowe. Gdy zawartość Al2O3 jest niska, można go również kuć w piecu tunelowym.
3. Korund tabelaryczny
Pod mikroskopem kryształ ma płaską i krótką strukturę kolumnową, zwaną korundem tabelarycznym i jest biały. Może być wytwarzany metodą spiekania oraz metodą przetapiania elektrycznego. Obecnie większość rynku to korund spiekany w formie tabliczki. Tabular tlenek glinu, znany również jako tabular korund, jest rodzajem rekrystalizacji, która jest szybko spiekana i dokładnie spiekana w wysokiej temperaturze powyżej 1900 stopni - Mikrostruktura Al2O3 ma następujące cechy: - Kryształ Al2O3 jest gruby, o średniej średnicy wynoszącej 40-200 µm, a jego dwuwymiarowa morfologia jest płaska i przeplatana ze sobą; - Kryształ Al2O3 zawiera wiele okrągłych zamkniętych porów 5~15 µm; Porów otwartych jest niewiele, na ogół 2–3 proc. Ma doskonałą stabilność objętości grzewczej i odporność na szok termiczny.
2. Topiony korund
Korund topiony elektryczny jest wytwarzany z kalcynowanego tlenku glinu lub boksytu, który jest topiony w elektrycznym piecu łukowym w atmosferze redukującej, oddzielany od metalu i innych zanieczyszczeń, a następnie kondensowany. W zależności od różnych surowców i stosowanych procesów wytopu powszechne odmiany to: topiony korund biały, topiony korund brązowy, gęsty topiony korund (korund o niskiej porowatości), topiony korund na bazie boksytu (powszechnie znany jako korund o wysokiej zawartości tlenku glinu, korund subbiały) i cyrkon korund.
1. Biały korund
Jest również znany jako „stopiony tlenek glinu”. Wykonany jest z przemysłowego tlenku glinu poprzez topienie w wysokiej temperaturze w elektrycznym piecu łukowym. Jego zawartość Al2O3 wynosi nie mniej niż 99 procent, białego materiału blokowego, a pozorna porowatość wynosi 6 procent ~ 10 procent. Główną fazą krystaliczną jest a-Al2O3. Kryształy mają kształt długich pasków i rombu, często są to kryształy szkieletowe. Ponieważ surowiec jest bardzo czysty, podczas pracy pieca elektrycznego nie zachodzi żadna reakcja chemiczna, ale temperatura stopionej cieczy, szybkość chłodzenia itp. mają duży wpływ na strukturę bloku. Z punktu widzenia homogenizacji ważne jest uzyskanie możliwie najgęstszego bloku. Powstający podczas zestalania Na2O w surowcach – Al2O3 łatwo koncentruje się w centralnej części bloku, co będzie miało niekorzystny wpływ na materiały ogniotrwałe i ścierniwa. Dlatego należy zwrócić uwagę na zawartość Na2O w surowcach. Dodatkowo w bryle znajduje się niewielka ilość nefelinu i szkła.
2. Kompaktowy korund
Gęsty stopiony korund jest wytwarzany z przemysłowego tlenku glinu poprzez topienie w piecu elektrycznym z dodatkami. Topienie powinno być prowadzone ściśle w celu kontrolowania nadmiernego tworzenia węglika. Gęsty stopiony korund ma wygląd szary, szaro-czarny lub szarobiały, Al2O3 wynosi ponad 98 procent, porowatość pozorna jest na ogół mniejsza niż 4 procent, a gęstość nasypowa wynosi ponad 3,8 g · cm 3. Główna faza krystaliczna to -Al2O3, wtórna faza krystaliczna to FeTiO3, CaAl12O9, Ca3Si8O9, TiN, Ti4O7 i niewielka ilość fazy szklistej. Zawartość C w zwartym korundie powinna być mniejsza lub równa 0,14% i powinna być maksymalnie zmniejszona - Al2O3 powstaje w celu poprawy wytrzymałości i odporności na korozję cząstek korundu. Gdy węgliki (Al4C3, Al4O4C, Al2C) zawarte w stopionym korundie mogą reagować z wodą w temperaturze pokojowej:
Glin4C3plus 12H2O→4Al(OH)3plus 3CH4↑
Powoduje to tworzenie się proszku cząstek stopionego korundu. Przygotowanie nieukształtowanych materiałów ogniotrwałych może spowodować obluzowanie, spuchnięcie, a nawet poważne pęknięcie korpusu konstrukcji. Gęsty stopiony korund jest często używany jako kruszywo w wyrobach ogniotrwałych, a jego zastosowanie w amorficznych materiałach ogniotrwałych rośnie.
3. Korund w kolorze subbiałym
Sub-biały korund jest również nazywany korundem stopionym na bazie fantu lub korundem o wysokiej zawartości tlenku glinu. Wytwarza się go przez topienie lekkiego spalonego specjalnego lub pierwszego gatunku sypkiego boksytu w elektrycznym piecu łukowym z reduktorem, osadnikiem itp. Wygląd i wskaźniki fizyczne i chemiczne są zbliżone do gęstego korundu. Jest wytwarzany przez elektrotopienie boksytu specjalnego lub pierwszego gatunku w atmosferze redukującej i w kontrolowanych warunkach. Podczas topienia dodaje się reduktor (węgiel), odpylacz (opiłki żelaza) i odwęglacz (łuski żelaza). W środkowym i wczesnym etapie wytapiania TiO2 jest redukowany i usuwany z nadmiarem reduktora. W późniejszych etapach wytapiania dodawany jest odwęglacz lub nadmuch tlenu w celu usunięcia nadmiaru węgla w celu uzyskania białego korundu. Jego indeksy fizyczne i chemiczne są podobne do gęstego stopionego korundu, podobnie jak kolor. Ogólnie zawartość Al2O3 wynosi ponad 97 procent, a porowatość pozorna jest mniejsza niż 4 procent; Kryształ korundu jest na ogół ziarnisty, o wielkości 1-15mm; Głównymi zanieczyszczeniami mineralnymi są heksaglinian wapnia (CA6), rutyl, tytanian glinu i ich roztwory stałe. Jednak w składzie mineralnym znajdują się wyższe związki tytanu, a współczynnik rozszerzalności cieplnej jest wyższy niż w przypadku zagęszczonego stopionego korundu. Stosuje się go do nieformowanych materiałów ogniotrwałych, cegieł piecowych na gorąco i cegieł Al2O3-SiC-C.
4. Brązowy korund
Brązowy korund jest wytwarzany przez topienie naturalnego materiału o wysokiej zawartości tlenku glinu i materiału węglowego z niewielką ilością opiłków żelaza w elektrycznym piecu łukowym. Brązowy korund jest brązowy, zwykle Al2O3 większy lub równy 94,5 procent, SiO2 mniejszy lub równy 3,5 procent, TiO2 mniejszy lub równy 3,5 procent, Fe2O3 mniejszy lub równy 1 procent. Skład mineralny to głównie a-Al2O3. Centralna część kryształu ma kształt rombu, grube płytki w kształcie i popękane cząstki. Wokół znajduje się wiele kryształów stopionego tlenku krzemu i tlenku wapnia, które mają kształt długich płytek, a najgrubsze ziarna są szkieletowe jak lamele. Ponieważ zanieczyszczenia nie zostały całkowicie usunięte, korund brązowy zawiera również rutyl i inne fazy wtórne, a także fazę szklistą, żelazostop i roztwór stały. Odcień brązowego korundu zależy w dużej mierze od pozostałości tlenku tytanu w produkcie. Jako materiał ścierny stosuje się głównie korund brązowy. W ostatnich latach stosuje się betony do żelaznych rynien wielkich i średnich wielkich pieców, kruszywa bez wody do śrutowania żelaza oraz surowce do wytwarzania zwykłych cegieł korundowych (w tym cegieł z węglika krzemu o wysokiej zawartości tlenku glinu).
