Korund je uobičajeni vatrostalni materijal. Korund ima otpornost na visoke temperature, visoku čvrstoću, visoku tvrdoću, električnu izolaciju, otpornost na koroziju i druga fizikalna i kemijska svojstva. Široko se koristi u industriji vatrostalnih materijala. Talište korunda je čak 2050 stupnjeva, vatrostalnost visokokvalitetnih proizvoda od korunda je iznad 1900 stupnjeva, temperatura omekšavanja punjenja je oko 1850 stupnjeva, krajnja radna temperatura je 1950 stupnjeva, a dugotrajna usluga temperatura je 1800 stupnjeva. Međutim, koeficijent toplinske ekspanzije korunda je 8,6, što spada u srednje otporne materijale na toplinski udar. Tvrdoća korunda je 9, što je samo manje od tvrdoće dijamanta i nekih vrlo tvrdih sintetičkih minerala. Sirovine korunda mogu se podijeliti na sinterirani korund i taljeni korund prema procesu proizvodnje.
1. Sinterirani korund
Sinterirani korund je vatrostalni klinker izrađen od kovanog i spaljenog aluminijevog oksida (ili industrijskog aluminijevog oksida) sinteriranog na visokoj temperaturi od 1750 do 1950 stupnjeva C. Sinterirani korund s udjelom al2oa većim od 399 posto, poroznošću manjom od 4,0 postotaka i nasipne gustoće od 3,55 g · cm³. Ima dobru volumensku i kemijsku stabilnost na visokim temperaturama i ne korodira redukcijska atmosfera, tekuće rastaljeno staklo i tekući metal. Mehanička čvrstoća i otpornost na habanje su dobri na sobnoj i visokoj temperaturi.
1. Sinterirani korund boksit
Sinterirani korund od boksita se uglavnom koristi u industriji abraziva.
2. Sinterirani korund od glinice
Obično se koristi vatrostalna industrija: izrađena je od industrijske glinice i sinterirana na visokoj temperaturi. Kako bi se olakšalo sinteriranje, glinica se obično mikro drobi prije oblikovanja. Finoća glinice ima važan utjecaj na zgušnjavanje sinterirane glinice. Metode oblikovanja uključuju prešanje kuglice, vakuumsku ekstruziju, kompaktiranje, itd. Nasipnu gustoću sirovine treba poboljšati što je više moguće. Budući da je temperatura kovanja oko 1750~1950 stupnjeva, rotacijske peći ili vertikalne peći često se koriste za kovanje i izgaranje. Kada je sadržaj Al2O3 nizak, može se kovati i u tunelskoj peći.
3. Tabularni korund
Pod mikroskopom, kristal je ravne i kratke stupčaste strukture, koja se naziva tabularni korund i bijele je boje. Može se proizvesti metodom sinteriranja i metodom električnog taljenja. Trenutačno je većina tržišta sinterirani pločasti korund. Tabularna glinica, također poznata kao tabularni korund, vrsta je rekristalizacije koja se brzo sinterira i temeljito sinterira na visokoj temperaturi iznad 1900 stupnjeva - Mikrostruktura Al2O3 ima sljedeće karakteristike: - Kristal Al2O3 je grub, s srednjim promjerom od 40-200 µ m, a njegova je dvodimenzionalna morfologija ravna i isprepletena jedna s drugom; - kristal Al2O3 sadrži mnogo okruglih zatvorenih pora od 5~15 µm; Malo je otvorenih pora, općenito 2-3 posto. Ima izvrsnu stabilnost volumena zagrijavanja i otpornost na toplinski udar.
2. Taljeni korund
Električni taljeni korund se proizvodi od kalcinirane glinice ili boksita, koji se tali u elektrolučnoj peći u redukcijskoj atmosferi, odvaja od metala i drugih nečistoća, a zatim kondenzira. Prema različitim sirovinama i procesima taljenja koji se koriste, uobičajene su varijante: taljeni bijeli korund, taljeni smeđi korund, gusti taljeni korund (korund niske poroznosti), taljeni korund na bazi boksita (općenito poznat kao korund s visokim sadržajem glinice, subbijeli korund) i cirkonij korund.
1. Bijeli korund
Također je poznat kao "taljeni aluminij". Izrađuje se od industrijske glinice taljenjem na visokoj temperaturi u elektrolučnoj peći. Njegov sadržaj Al2O3 nije manji od 99 posto, bijeli, blok materijal, a prividna poroznost je 6 posto ~ 10 posto. Glavna kristalna faza je a-Al2O3. Kristali su dugih traka i oblika dijamanta, a često su i skeletni kristali. Budući da je sirovina vrlo čista, nema kemijske reakcije u radu električne peći, ali temperatura rastaljene tekućine, brzina hlađenja itd. imaju veliki utjecaj na strukturu bloka. U smislu homogenizacije važno je dobiti što gušći blok. Nastao kada se Na2O u sirovinama skrutne - Al2O3 se lako koncentrira u središnjem dijelu bloka, što će imati negativne učinke na vatrostalne materijale i abrazive. Stoga se mora obratiti pozornost na sadržaj Na2O u sirovinama. Osim toga, u bloku postoji mala količina nefelina i stakla.
2. Kompaktni korund
Gusti taljeni korund dobiva se od industrijske glinice taljenjem u električnoj peći s dodacima. Taljenje se mora strogo provoditi kako bi se kontroliralo prekomjerno stvaranje karbida. Gusti taljeni korund izgleda sivo, sivo crno ili sivo bijelo, Al2O3 ima više od 98 posto, prividna poroznost općenito je manja od 4 posto, a nasipna gustoća je veća od 3,8 g · cm 3. Glavna kristalna faza je -Al2O3, sekundarna kristalna faza je FeTiO3, CaAl12O9, Ca3Si8O9, TiN, Ti4O7 i mala količina staklene faze. Sadržaj C u kompaktnom korundu trebao bi biti manji od ili jednak 0.14 posto i trebao bi biti smanjen što je više moguće - Al2O3 se formira kako bi se poboljšala čvrstoća i otpornost na koroziju čestica korunda. Kada se karbid (Al4C3, Al4O4C, Al2C) nalazi u taljenom korundu, karbid može reagirati s vodom na sobnoj temperaturi:
Al4C3plus 12H2O→4Al(OH)3plus 3CH4↑
To uzrokuje stvaranje praha od stopljenih čestica korunda. Priprema neoblikovanog vatrostalnog materijala može uzrokovati olabavljenje konstrukcijskog tijela, nabubrenje ili čak ozbiljno pucanje. Gusti taljeni korund često se koristi kao agregat u vatrostalnim proizvodima, a sve je veća njegova primjena u amorfnim vatrostalnim materijalima.
3. Subbijeli korund
Subbijeli korund također se naziva fantu bazni stopljeni korund ili korund s visokim sadržajem glinice. Izrađuje se taljenjem lagano spaljenog posebnog ili prvog razreda boksitnog rastresitog materijala u elektrolučnoj peći s redukcijskim sredstvom, sredstvom za taloženje itd. Izgled i fizički i kemijski indeksi bliski su gustom korundu. Priprema se elektrotaljenjem boksita posebnog ili prvog razreda u redukcijskoj atmosferi i kontroliranim uvjetima. Tijekom taljenja dodaju se redukcijska tvar (ugljik), taložnik (željezne strugotine) i dekarburizator (željezne ljuskice). U srednjoj i ranoj fazi taljenja, TiO2 se reducira i uklanja prekomjernim reducentom. U kasnijim fazama taljenja dodaje se dekarburizator ili upuhivanje kisikom kako bi se uklonio višak ugljika, kako bi se dobio bijeli korund. Njegovi fizikalni i kemijski indeksi slični su onima gustog taljenog korunda, a boja mu je također slična. Općenito, sadržaj Al2O3 je veći od 97 posto, a prividna poroznost je manja od 4 posto; Kristal korunda općenito je zrnast, veličine 1-15 mm; Glavni minerali nečistoće su kalcijev heksaaluminat (CA6), rutil, aluminijev titanat i njihove čvrste otopine. Međutim, u sastavu minerala postoje veći spojevi titana, a koeficijent toplinske ekspanzije veći je od onog kod zgusnutog taljenog korunda. Primjenjuje se na neoblikovane vatrostalne materijale, opeke za vruće peći i Al2O3-SiC-C opeke.
4. Smeđi korund
Smeđi korund se proizvodi topljenjem prirodnog materijala sa visokim sadržajem glinice i ugljičnog materijala s malom količinom željeznih strugotina u elektrolučnoj peći. Smeđi korund je smeđi, općenito Al2O3 Veći ili jednak 94,5 posto, SiO2 Manji ili jednak 3,5 posto, TiO2 Manji ili jednak 3,5 posto, Fe2O3 Manji ili jednak 1 posto. Mineralni sastav je uglavnom a-Al2O3. Središnji dio kristalnog oblika je u obliku dijamanta, u obliku debele ploče i napuknutih čestica. Uokolo ima mnogo kristala taline silicijevog oksida i kalcijevog oksida, koji su dugačkog pločastog oblika, a najgrublja su zrnca lamele poput kostura. Budući da nečistoće nisu u potpunosti uklonjene, smeđi korund također sadrži rutilnu i druge sekundarne faze, kao i staklenu fazu, feroleguru i čvrstu otopinu. Nijansa smeđeg korunda u velikoj mjeri ovisi o zaostalom titanijevom oksidu u proizvodu. Smeđi korund se uglavnom koristi kao abrazivno sredstvo. Posljednjih godina korišteni su lijevani materijali za željezo velikih i srednjih visokih peći, agregati bez vode za pjeskarenje željeza i sirovine za izradu običnih opeka od korunda (uključujući opeke od silicij karbida s visokim postotkom aluminija).
