熱風爐球床的上段一般用剛玉耐火球,直徑是75-80mm,剛玉耐火球的主要成分是Al2O3和ZrO2。
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剛玉耐火球有著良好的機械強度和高溫穩定性。在使用過程中載荷重量絲毫不影響耐火球的使用,但在使用一定時間后,剛玉耐火球有破碎的現象。從剛玉耐火球外觀、球體表面看,耐火球呈疏松顆粒狀,體積明顯膨脹,其內部球心結構卻是細致緊密。
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那么剛玉耐火球在球床使用怎么會出現這種情況呢?原因是熱風爐燒爐送風過程中,會將高爐爐塵帶入熱風爐球床,很高的MgO和Fe 2O3?來自高爐的爐塵灰。MgO與Fe 2O3?與剛玉耐火球中的Al2O3產生反應生成鎂鋁尖晶石和鎂鐵尖晶石,在1200℃下生成物相MA?的質量分數為25%,在1400?℃下生成的物相MA 成分是70%。MgO?與Al 2O3?間發生固相反應生成MA,會產生8%的體積膨脹。
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剛玉耐火球在熱風爐燒爐過程中,球床上部AZM剛玉耐火球位于整個球床 高溫處,溫度是1400℃,而剛玉耐火球溫度達到1600?℃時晶相才能真正發育完全,這時剛玉耐火球熱震穩定性更好,但球床上段 高溫度是1400℃,剛玉耐火球尖晶石晶相生長不完整,使用過程中剛玉耐火球會出現膨脹,使球體表層碎裂和粉化。
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同時,熱風爐燒爐送風操作交替運行,產生的熱震會使剛玉耐火球表面產生裂紋,加劇剛玉耐火球粉化過程,從而使剛玉耐火球產生由表及里的膨脹碎裂和粉化。這證明耐火球粉化損毀是耐火球表面逐步到內部進行的,表面先粉化,內里隨著膨脹碎裂。
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要提高剛玉耐火球在熱風爐中的使用壽命,要減少進入球床的高爐爐塵,另一方面,耐火球生產廠家,從工藝上提高剛玉耐火球的致密度,耐火球的表面陶瓷化是可以有效地阻止剛玉球尖晶石化膨脹破壞。