Brown Fused Alumina คืออะไร?
อะลูมินาหลอมสีน้ำตาล (Brown Fused Alumina) เป็นเม็ดขัดและวัสดุทนไฟสังเคราะห์ที่ผลิตในเตาอาร์กไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000°C วัตถุดิบหลักคือบอกไซต์ (แร่อะลูมิเนียม) ซึ่งหลอมรวมกับโค้กและเศษเหล็กจำนวนเล็กน้อย กระบวนการนี้จะสร้างวัสดุผลึกที่แข็ง หนาแน่น และเสถียรทางเคมี ประกอบด้วย อัลฟา-อะลูมินา (Al₂O₃) เป็นหลัก โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 94% ถึง 97%ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียมออกไซด์และซิลิกา ซึ่งก่อตัวเป็นโครงสร้างผลึกที่ประสานกันอย่างแข็งแรง
| ขนาดแยกอะลูมินาหลอมรวมสีน้ำตาล | อัล2 โอ3 นาที | เอสไอโอ2 แม็กซ์ | ทีไอโอ2 แม็กซ์ | เหล็ก2 โอ3 แม็กซ์ |
| 0-50 มม. | 94.50% | 0.80% | 2.23% | 0.35% |
| 0-1 มม. | 95.50% | 0.70% | 2.23% | 0.25% |
| 1-3 มม. | 95.75% | 0.66% | 2.18% | 0.23% |
| 3-5 มม. | 95.90% | 0.60% | 2.15% | 0.21% |
| 5-8มม. | 96.00% | 0.50% | 2.10% | 0.18% |
คุณสมบัติหลักที่ทำให้เป็นวัสดุทนไฟที่ยอดเยี่ยม
ประสิทธิภาพของ BFA เกิดจากการผสมผสานอันทรงพลังของคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี:
ความบริสุทธิ์สูงและความเฉื่อยทางเคมี: ปริมาณ Al₂O₃ ที่สูงทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรด ตะกรัน และโลหะหลอมเหลวได้ดี มีความเสถียรทั้งในบรรยากาศออกซิไดซ์และบรรยากาศรีดิวซ์
ความแข็งพิเศษ (Mohs 9): รองจากเพชรและซิลิกอนคาร์ไบด์ ความแข็งนี้ส่งผลให้มี ความทนทานต่อการขัดถูและการกัดเซาะ ที่เหนือกว่า ความแข็ง นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานที่วัสดุบุผิวทนไฟต้องรับการสึกหรอเชิงกลจากประจุแข็ง การไหลของก๊าซ หรือการกวน
จุดหลอมเหลวสูง (~2050°C): ยังคงแข็งแกร่งและมีโครงสร้างที่แข็งแรงในอุณหภูมิที่รุนแรงซึ่งพบในเตาเผาอุตสาหกรรม
ความแข็งแรงเชิงกลสูง: เมล็ด BFA มีความแข็งแรงในการบดเย็นสูงและคงความแข็งแรงไว้ที่อุณหภูมิสูง ช่วยให้โครงสร้างวัสดุบุทนไฟมีความสมบูรณ์
เสถียรภาพปริมาตรดีเยี่ยมและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ: มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนค่อนข้างต่ำ หมายความว่าขยายตัวและหดตัวน้อยลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ช่วยลดความเครียดจากความร้อนและความเสี่ยงต่อการแตกและลอก
การนำความร้อนที่ดี: คุณสมบัตินี้ช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านซับใน ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบเตาเผาบางประเภท เช่น เตาเผาโค้ก หรือสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
สัณฐานวิทยาของเมล็ดพืชที่ควบคุมได้: BFA สามารถบดและคัดกรองให้มีขนาดเมล็ดพืชที่กระจายตัวเฉพาะได้ รูปทรงเมล็ดพืชที่เป็นบล็อก มีลักษณะเป็นแกนเท่ากัน (ไม่ใช่รูปยาวหรือแตกเป็นเสี้ยน) ช่วยให้มีความหนาแน่นในการอัดตัวสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างรูปทรงที่แข็งแรง ทนทาน และมีความหนาแน่นต่ำ
ใช้ในวัสดุทนไฟอย่างไร?
ไม่ค่อยมีการใช้ BFA เพียงอย่างเดียวในฐานะอิฐโมโนลิธิก แต่ BFA ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของมวลรวมในสูตรทนไฟต่างๆ:
ในรูปของมวลรวม: ก่อตัวเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ทนไฟ เมล็ดจะถูกยึดติดกันด้วยผงละเอียดและเฟสเมทริกซ์
ในอิฐทนไฟ/รูปทรง: เป็นส่วนผสมหลักในอิฐและรูปทรงที่มีอะลูมินาสูงซึ่งใช้ในตำแหน่งที่ต้องการความแม่นยำสูงภายในเตาเผา (เช่น เส้นตะกรัน รูก๊อก บล็อกเตาเผา)
ในวัสดุทนไฟแบบโมโนลิธิก: เป็นส่วนผสมหลักในวัสดุหล่อ วัสดุผสมอัด และวัสดุผสมยิงที่เทหรือใช้ลมเพื่อสร้างวัสดุบุผิว
ใช้เป็นสารตัวเติม: BFA เกรดดีจะถูกนำมาใช้เพื่อเติมช่องว่างระหว่างมวลรวมขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นและความแข็งแรง
การใช้งานวัสดุทนไฟทั่วไป
วัสดุทนไฟที่ใช้ BFA พบได้ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนที่สุดและรุนแรงที่สุดของอุตสาหกรรมหนัก:
อุตสาหกรรมเหล็ก:
การบุทัพพี: โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสายการผลิตตะกรัน ซึ่งต้องทนทานต่อตะกรันเหล็กที่กัดกร่อนเป็นสำคัญ
Tundish Linings: สำหรับการหล่อแบบต่อเนื่อง
ระบบ Tap Blocks & Runner: สำหรับการเจาะเหล็กหลอมเหลว
วัสดุบุผิวเตาเผา: ในพื้นที่บางแห่ง
เตาเผาปูนซีเมนต์และปูนขาว: เป็นวัสดุบุผิวที่ทนทานต่อการสึกหรอในบริเวณที่เกิดการเผาไหม้และบริเวณที่มีการสึกหรอสูงอื่นๆ
การแปรรูปโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก: ในเตาเผาสำหรับทองแดง สังกะสี และอลูมิเนียม เนื่องจากมีความทนทานต่อการแทรกซึมของโลหะหลอมเหลว
โรงเผาขยะและโรงงานแปรรูปขยะเป็นพลังงาน: ที่ต้องทนทานต่อก๊าซไอเสียที่กัดกร่อนและตะกรันที่มีฤทธิ์เป็นด่าง
เตาหลอมแก้ว: ใช้ในเครื่องตรวจสอบเครื่องกำเนิดแก้วใหม่และพื้นที่อื่นๆ ที่ไม่สัมผัสกับแก้วหลอมโดยตรง
อุตสาหกรรมปิโตรเคมี : ในโรงงานรีฟอร์มเมอร์และโรงงานแครกเกอร์ซึ่งมีอุณหภูมิและแรงดันสูง