วัสดุทนไฟอะลูมินาหลอมสีขาว

วัสดุทนไฟคืออะไร?

ก่อนอื่น มาดูคำจำกัดความโดยย่อกันก่อน: วัสดุทนไฟคือวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงมาก (โดยทั่วไป > 1000°C หรือ 1832°F) และสภาวะที่รุนแรง (การเสียดสี การกัดกร่อนทางเคมี การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน) โดยไม่หลอมละลายหรือเสื่อมสภาพ วัสดุเหล่านี้ใช้เป็นวัสดุบุภายในเตาเผา เตาอบ เตาเผาขยะ เครื่องปฏิกรณ์ และอุปกรณ์แปรรูปที่อุณหภูมิสูงอื่นๆ

เหตุใดอลูมินาหลอมสีขาวจึงเป็นวัสดุทนไฟที่ยอดเยี่ยม

อลูมินาหลอมสีขาวไม่ใช่แค่เพียงวัสดุทนไฟเท่านั้น แต่ยังมักถูกพิจารณาว่าเป็นวัสดุประสิทธิภาพสูงหรือวัสดุระดับพรีเมียม  สำหรับงานที่ต้องการความทนทานสูง เหตุผลดังกล่าวเป็นผลโดยตรงจากองค์ประกอบทางเคมีและกระบวนการผลิตของมัน

1. มีความบริสุทธิ์สูงมากและเฉื่อยต่อสารเคมี

• ปริมาณ Al₂O₃ สูง:  โดยทั่วไป WFA จะมี  อลูมินา (Al₂O₃) มากกว่า 99%ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสำหรับวัสดุทนไฟ

• คุณสมบัติที่เป็นกลางเกือบสมบูรณ์:  อลูมินามีเสถียรภาพทางเคมีและทำหน้าที่เป็นออกไซด์แอมโฟเทอริก แต่ในรูปแบบที่มีความบริสุทธิ์สูง จะทนทานต่อการกัดกร่อนจากทั้งตะกรันที่เป็นกรดและด่างได้ดี (ภายในขอบเขตที่กำหนด) ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย

• สิ่งเจือปนต่ำ:  สิ่งเจือปน เช่น SiO₂, Fe₂O₃ และ Na₂O มีอยู่ในปริมาณน้อยมาก (มักน้อยกว่า 0.5%) สิ่งเจือปนเหล่านี้ก่อให้เกิดเฟสที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ (เช่น เฟสที่เป็นแก้ว) การที่ไม่มีสิ่งเจือปนเหล่านี้ใน WFA หมายความว่า:

  • ความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง: วัสดุ  ทนไฟยังคงรักษาสภาพโครงสร้างไว้ได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้น

  • ความต้านทานต่อการคืบตัวที่ดีกว่า:  มีความต้านทานต่อการเสียรูปอย่างช้าๆ ภายใต้แรงกดที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า

  • ลดการกัดกร่อน:  มีจุดที่สามารถทำปฏิกิริยากับตะกรัน โลหะหลอมเหลว และก๊าซได้น้อยลง

2. จุดหลอมเหลวสูงมาก

• จุดหลอมเหลวของอะลูมินาบริสุทธิ์อยู่ที่  2050°C (3722°F) WFA ซึ่งมีความบริสุทธิ์เกือบ 100% จึงมีจุดหลอมเหลวใกล้เคียงกับค่านี้มาก ทำให้ค่า  Pyrometric Cone Equivalent (PCE)ซึ่งเป็นมาตรวัดความทนไฟของมัน มีค่าสูงมาก จึงสามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจัดได้

3. คุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง

• ค่า MOR (โมดูลัสการแตกหัก) ที่อุณหภูมิสูง:  วัสดุทนไฟที่ใช้ WFA เป็นส่วนประกอบหลักยังคงรักษาความแข็งแรงไว้ได้แม้ในขณะที่ร้อนจัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการทนต่อแรงกระแทก การรับน้ำหนัก และสภาวะการเสียดสีภายในเตาหลอม

• ความทนทานต่อการเสียดสีที่โดดเด่น:  เช่นเดียวกับสารเคลือบผิว ความแข็งระดับโมห์ส 9 ทำให้เหมาะสำหรับพื้นที่ที่เกิดการสึกหรอทางกล เช่น ฝาครอบรถเข็นเตาเผา บล็อกหัวเผา และบริเวณที่วัสดุป้อนเข้าเตาเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา

4. ความคงตัวของปริมาตรที่ดี (การหดตัวหลังการเผาซ้ำ)

• เนื่องจาก WFA เป็น  ผลิตภัณฑ์ ที่หลอมรวมกัน แล้ว  จึงได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงสถานะและการหดตัวอย่างมากที่สุดระหว่างกระบวนการผลิต เมื่อใช้เป็นส่วนผสมในวัสดุทนไฟขึ้นรูป (อิฐ) หรือวัสดุหล่อขึ้นรูป (วัสดุหล่อ) จะช่วยให้มีเสถียรภาพทางมิติที่ดีเยี่ยมเมื่อได้รับความร้อนครั้งแรก ลดความเสี่ยงของการแตกร้าวในระหว่างการแห้งตัวของวัสดุบุผนังใหม่

รูปแบบและการใช้งานทั่วไปของ WFA ในวัสดุทนไฟ

WFA ไม่ค่อยถูกนำมาใช้เพียงอย่างเดียว มันเป็นส่วนประกอบสำคัญ หรือ “สารรวมตัว” ภายในเมทริกซ์ทนไฟ

1.  วัสดุทนไฟขึ้นรูป (อิฐและรูปทรงต่างๆ)

• WFA จะถูกคัดแยกตามขนาดอนุภาค (หยาบ ปานกลาง ละเอียด) และนำไปผสมกับวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงอื่นๆ หรือสารยึดเกาะเซรามิก เพื่ออัดขึ้นรูปเป็นอิฐ

• การใช้งาน:  วัสดุบุผนังสำหรับเตาเผาอุณหภูมิสูง (เช่น เตาเผาแบบอุโมงค์ เตาเผาแบบเคลื่อนย้าย) กระบวยเหล็ก บริเวณเปลี่ยนผ่านในเตาเผาปูนซีเมนต์ และพื้นที่สำคัญในเครื่องปฏิกรณ์กระบวนการทางเคมี

2.  วัสดุทนไฟแบบชิ้นเดียว (ยังไม่ขึ้นรูป)

นี่คือสาขาการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดและเติบโตเร็วที่สุด

• วัสดุหล่อขึ้นรูป:  มวลรวมของ WFA ผสมกับซีเมนต์แคลเซียมอะลูมิเนตและผงละเอียด เมื่อเติมน้ำแล้ว สามารถเท ปั๊ม หรือใช้เครื่องสั่นเพื่อสร้างพื้นผิวที่ไร้รอยต่อได้

• วัสดุผสมสำหรับพ่น:  คล้ายกับวัสดุหล่อ แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อพ่น (ด้วยปืนพ่น) ลงบนพื้นผิวสำหรับการซ่อมแซมหรือติดตั้งอย่างรวดเร็ว

• ส่วนผสมสำหรับงานอัดแน่น:  ส่วนผสมที่แห้งกว่าซึ่งถูกอัดแน่นลงในตำแหน่งที่กำหนดสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

• การใช้งาน:  วัสดุบุผนังเตาหลอมที่ซับซ้อน วัสดุบุผนังกระบวยหลอมโลหะ บล็อกหัวเผา ไซโคลน และบริเวณใดๆ ที่ต้องการวัสดุบุผนังแบบไร้รอยต่อและรูปทรงตามสั่ง

3.  ผลิตภัณฑ์เฉพาะทาง

• แม่พิมพ์หล่อแบบลงทุน:  คุณสมบัติทนความร้อนสูงและความบริสุทธิ์ของผง WFA (ผงละเอียด) ทำให้เป็นวัสดุประสานและวัสดุรองรับที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างแม่พิมพ์เซรามิกเพื่อหล่อใบพัดกังหันโลหะผสมพิเศษและชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำสูงอื่นๆ

• อุปกรณ์สำหรับเตาเผา:  เสา ตัวยึด และแผ่นฐานที่ทำจาก WFA สามารถใช้รองรับเครื่องปั้นดินเผาในระหว่างการเผาที่อุณหภูมิสูงมากได้ เนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทานต่อการยุบตัว (การคืบตัว)

การเปรียบเทียบกับอลูมินาหลอมสีน้ำตาล (BFA) ในวัสดุทนไฟ