Was ist braunes geschmolzenes Aluminiumoxid?
Brauner Schmelzkorund ist ein künstliches Schleif- und Feuerfestkorn, das in einem Lichtbogenofen bei Temperaturen über 2000 °C hergestellt wird. Der Hauptrohstoff ist Bauxit (ein Aluminiumerz), das mit geringen Mengen Koks und Eisenschrott verschmolzen wird. Durch diesen Prozess entsteht ein sehr hartes, dichtes und chemisch stabiles kristallines Material, das hauptsächlich aus Alpha-Aluminiumoxid (Al₂O₃) besteht (typischerweise zu 94 % bis 97 %) . Der Rest besteht hauptsächlich aus Titanoxiden und Siliziumdioxid, die eine starke, ineinandergreifende Kristallstruktur bilden.
| Braune Korund-Splitgröße | AL 2 O 3 MIN | SIO 2 MAX | TIO 2 MAX | Fe 2 O 3 MAX |
| 0-50 mm | 94,50 % | 0,80 % | 2,23 % | 0,35 % |
| 0-1 mm | 95,50 % | 0,70 % | 2,23 % | 0,25 % |
| 1-3 mm | 95,75 % | 0,66 % | 2,18 % | 0,23 % |
| 3-5 mm | 95,90 % | 0,60 % | 2,15 % | 0,21 % |
| 5-8 mm | 96,00 % | 0,50 % | 2,10 % | 0,18 % |
Wichtige Eigenschaften, die es zu einem hervorragenden feuerfesten Material machen
Die Wirksamkeit von BFA beruht auf einer leistungsstarken Kombination physikalischer und chemischer Eigenschaften:
Hohe Reinheit und chemische Inertheit: Sein hoher Al₂O₃-Gehalt macht es äußerst widerstandsfähig gegen Angriffe durch Säuren, Schlacken und geschmolzene Metalle. Es ist sowohl in oxidierenden als auch in reduzierenden Atmosphären stabil.
Außergewöhnliche Härte (Mohs 9): Diese Härte ist nach Diamanten und Siliziumkarbid die zweithöchste und führt zu einer überragenden Abrieb- und Erosionsbeständigkeit . Dies ist von entscheidender Bedeutung bei Anwendungen, bei denen feuerfeste Auskleidungen mechanischem Verschleiß durch Feststoffe, Gasströme oder Rühren ausgesetzt sind.
Hoher Schmelzpunkt (~2050 °C): Es bleibt bei den extremen Temperaturen in Industrieöfen fest und strukturell stabil.
Hohe mechanische Festigkeit: BFA-Körner haben eine hohe Kaltbruchfestigkeit und behalten ihre Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, wodurch die strukturelle Integrität der feuerfesten Auskleidung gewährleistet wird.
Hervorragende Volumenstabilität und geringe Wärmeausdehnung: Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist relativ niedrig, d. h., es dehnt sich bei Temperaturänderungen weniger aus und zieht sich weniger zusammen. Dies reduziert die thermische Belastung und das Risiko von Abplatzungen (Rissbildung und Abblättern).
Gute Wärmeleitfähigkeit: Diese Eigenschaft ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung durch die Auskleidung, was bei bestimmten Ofenkonstruktionen wie Koksöfen oder Wärmetauschern von Vorteil ist.
Kontrollierte Kornmorphologie: BFA kann zerkleinert und auf spezifische Korngrößenverteilungen gesiebt werden. Seine blockige, gleichachsige (statt länglicher oder splitteriger) Kornform ermöglicht eine hohe Packungsdichte, die für die Herstellung starker, dichter feuerfester Formen mit geringer Porosität entscheidend ist.
Wie wird es in Feuerfestmaterialien verwendet?
BFA wird selten allein als monolithischer Stein verwendet. Stattdessen dient es als kritischer Zuschlagstoff in verschiedenen feuerfesten Formulierungen:
Als Zuschlagstoff: Es bildet die tragende Skelettstruktur des feuerfesten Produkts. Die Körner sind durch feinere Pulver und eine Matrixphase miteinander verbunden.
In feuerfesten Steinen/Formen: Es ist der Hauptbestandteil von Steinen und Formen mit hohem Aluminiumoxidgehalt, die an extrem anspruchsvollen Stellen innerhalb eines Ofens verwendet werden (z. B. Schlackenlinien, Abstichlöcher, Brennerblöcke).
In monolithischen Feuerfestmaterialien: Es ist ein wichtiger Zuschlagstoff in Gießmassen, Stampfmassen und Spritzmassen, die gegossen oder pneumatisch aufgetragen werden, um Auskleidungen zu bilden.
Als Füllstoff: Feinkörnige BFA-Sorten werden verwendet, um Hohlräume zwischen größeren Aggregaten zu füllen und so Dichte und Festigkeit zu verbessern.
Gängige Feuerfestanwendungen
Feuerfeste Materialien auf BFA-Basis finden sich in den heißesten und aggressivsten Umgebungen der Schwerindustrie:
Stahlindustrie:
Pfannenauskleidungen: Insbesondere in der Schlackenlinie, wo die Beständigkeit gegen korrosive Stahlschlacke von größter Bedeutung ist.
Tundish-Auskleidungen: Für Strangguss.
Abstichblöcke und Angusssysteme: Zum Kanalisieren von geschmolzenem Stahl.
Hochofenauskleidungen: In bestimmten Bereichen.
Zement- und Kalköfen: Als verschleißfeste Auskleidungen in der Brennzone und anderen Bereichen mit hohem Verschleiß.
Nichteisenmetallverarbeitung: In Öfen für Kupfer, Zink und Aluminium aufgrund der Beständigkeit gegen das Eindringen von geschmolzenem Metall.
Verbrennungsanlagen und Müllverbrennungsanlagen: Wo Beständigkeit gegen korrosive Rauchgase und alkalische Schlacken erforderlich ist.
Glasschmelzöfen: Werden in Regenerator-Checkern und anderen Bereichen verwendet, die keinen direkten Kontakt mit der Glasschmelze haben.
Petrochemische Industrie: In Reformern und Crackern, wo hohe Temperaturen und Drücke herrschen.