电熔刚玉是指用富含A120。的原料经熔融制得的以刚玉为主晶相的产品或原料,如熔铸刚玉砖、熔铸a-R刚玉砖、电熔白刚玉、棕刚玉、β一刚玉等。
电熔刚玉品种很多,有白刚玉、棕刚玉、青刚玉、亚白刚玉、矾土刚玉和致密电熔刚玉等。
电熔白刚玉又称熔融氧化铝,它是以锻烧氧化铝或工业氧化铝粉为原料,在电弧炉内高温熔化而成。w(A12o3) >99%,白色,块料,显气孔率为6%一10%,主晶相为a-A12O3,晶体为长条形和菱形,而且往往呈骸状晶体。由于原料很纯,在电炉熔化过程中不发生化学反应,但熔融液体的温度、冷却速度等对块料的结构有很大的影响。在均质方面,重要的是获得尽可能致密的块料。原料中的Na2o凝固时形成β-A12O3,容易集中在块料的中央部分,会对耐火材料、研磨材料带来不利影响,所以必须注意原料中Na2o的含量。此外,块料中尚有少量的霞石、玻璃相等。
青刚玉也称低铝刚玉,是以高铁铝矾土喷砂磨料热料为主要原料,在电弧炉中经高温熔融,结晶而成。青刚玉主晶相为刚玉相,次晶相为铁尖晶石,体积密度为3.7一3.9g/cm,耐火度通常大于1800cC。通过调整配方,控制主晶相和次晶相的比例,以满足耐火材料(w(A12O3) >80%)和喷砂磨料(w(A12O3) :73%)的不同要求。
耐火青刚玉替代白刚玉成功地用作炼铁高炉炮泥骨料;喷砂磨料青刚玉制成的切削砂轮,切削效果优于以白刚玉制成的同类砂轮。
棕刚玉是以天然铝矾土喷砂磨料为原料,以炭素(主要是焦炭)为还原剂,同时加人铁屑为沉降剂(澄清剂),以形成硅铁沉于电炉炉底。
其制备的基本原理是:
fe2o3 + C --Fe(还原出来的铁量少)+CO ↑
Si02 + C + Fe(加人铁屑)--oFeSi j + CO ↑或Si02 + C -- =Si ↑ + CO ↑
↑i02+C+Fe --Fesi↓+Co↑
上述反应中,fe2o3 , Si02和Ti02的还原有先后、难易之分,而且开始还原的温度也不同,Fee几还原温度为720℃,sio,为1530℃,而Ti02,为1650℃。棕刚玉制备过程中以脱铁、脱硅为主。