Performanse i primjena tabularnog korunda u vatrostalnim materijalima

Tablični korundje gusta, potpuno skupljena, sinterirana -al2o3 sa zrncima od 50-400 μm u strukturi agregata. Tablični korund je dobio ime jer su njegova zrna u obliku dasaka. Tablični korund je pripremljen brzim kalcinacijom ultrafinih peleta -al2o3 na nešto nižoj temperaturi topljenja. Nakon termičke obrade, kuglice materijala od 18-20 mm se drobe ili melju kako bi se dobio tabelarni korund različitih veličina.

Nizak sadržaj silicijum oksida, gvožđevog oksida i titanijum oksida u tabličnom korundu je važan za odlične performanse pri visokim temperaturama. Tipičan ultra-nizak sadržaj željezne kiseline je manji od 0.002 posto, što je vrlo važno za vatrostalne materijale vezane za fosfat. Kada se sinterirani tabelarni korund uporedi s drugim sintetičkim agregatima s visokim sadržajem glinice, kao što je fuzionirani bijeli korund, najveća razlika je u sadržaju nečistoća finijih dimenzija. Ovo može napraviti veliku razliku u performansama, posebno na visokim temperaturama. Veći sadržaj nečistoća uveden pri manjoj veličini značajno će smanjiti stabilnost volumena pri visokim temperaturama i otpornost na puzanje. Velika razlika se može uočiti upoređivanjem poroznosti fuzionisanog bijelog korunda i tabularnog korunda . Iako je ukupna poroznost dva agregata ista, poroznost zrna se značajno razlikuje.

Otvorena poroznost elektrotopljenih zrna je 2-3 puta veća od sinteriranih zrna. Većina pora u fuziranoj glinici sastoji se od velikih otvorenih pora, dok su više od polovine pora u tabularnom korundu zatvorene pore. Visok udio zatvorenih pora neophodan je za visoku otpornost na termički udar  to je tipično za tabularni korund.

Tablični korund pokazuje visoku otpornost na termički udar i veliku čvrstoću. Skenirajuća elektronska mikroskopija pokazuje da površina tabularnih zrnaca korunda nije tako glatka kao površina fuzionisanih zrna korunda, već prilično hrapava sa plitkim hemisferičnim porama. Ova površinska struktura poboljšava čvrstoću vatrostalnih materijala promicanjem reakcije s matricom i mehaničkim spajanjem.

Glavne performanse industrije ploča su sljedeće: 1, visoka čistoća Al2O3 koncentracija 99,4 posto; 2, kristalno visoke tvrdoće; 3, niska otvorena poroznost i 2-3 puta visoka zatvorena poroznost; 4, visoka gustina pakovanja čestica 3.55-3.6g/cm35, visoka tačka topljenja: 2000 stepeni 6, hemijska inercija; 7, dobra otpornost na toplinski udar; 8, odlična stabilnost volumena; 9, postojanje mikropukotina; 10, visoka čvrstoća jednog zrna.

Treće, glavna područja primjene tabularnog korunda

Svojstva tabularnog korunda imaju mnoge primjene u području vatrostalnih materijala. Tablični korund je pogodan za keramičke, hemijske i podloge koje vežu vodu. Tablični korund se može koristiti sam iu kombinovanim sistemima ili sa kalcinisanim i/ili aktiviranim aluminijem. Budući da tablični korund pokazuje izuzetno visoku čistoću čak i u finom prahu, može se koristiti za poboljšanje svojstava nižih agregata glinice. Primjeri uključuju boksit i fuzionirani smeđi korund, koristeći grube čestice ovih agregata i srednje čestice i fini prah tabularnog korunda. Već je spomenuto da je povećanje potrošnje korunda u tablicama uglavnom posljedica kontinuiranog livenja čelika. Upotreba tabularnog korunda je industrijski standard, posebno za klizne ploče, uronjene cijevi i izljeve .

Novi razvoj tabularnog korunda/spinela

U Japanu je utvrđeno da dodavanje 20-30 posto aluminijumom bogatog spinela u cementno vezane korundne vatrostalne materijale može značajno poboljšati otpornost na zguru. Ideja da je špinel bogat aluminijumom tako čest širom sveta dovela je do novih aplikacija za tabelarni korund. Konkretno, bezoblična obloga kutlača podstakla je upotrebu tabularnog korunda u budućnosti. Spinel može povećati termičku čvrstoću na savijanje cementnog pločastog korunda koji se može lijevati na 22 N/mm2 na 1500 stupnjeva. Važno je napomenuti da čak i korištenje 15 posto cementa nije umanjilo performanse pri visokim temperaturama. Uzimajući u obzir da je visokotemperaturna savojna čvrstoća livenih materijala sa nižim sadržajem cementa smanjena za red veličine  nije jasno da će ovi nalazi imati veliki uticaj na buduću vatrostalnu tehnologiju. Možda je moguće koristiti livnice koje imaju veći sadržaj cementa i termička svojstva od ultraniskih cementnih liva  i nemaju nedostatke ponovljivosti poznatih ULCC-u. Zanimljivo je da dodavanje 2 procenta praha silicijum dioksida u spinel tabelarni korund može smanjiti toplotnu čvrstoću na savijanje na manje od 1 N/mm2 na 1500 stepeni.

Budući da cementno vezani sistemi glinice imaju neka ograničenja u okruženjima šljake bogate silicijum dioksidom, razvijeni su Alphabond sistemi sa čistim vezivom na bazi glinice. Glavna hemijska komponenta je glinica koja sadrži nečistoću CaO; 0.1 posto, SiO2. 0.2 posto Na2O; 0.5 posto i voda Manje ili jednako 9 posto može se tretirati kao obični kalcijum aluminat cement. Sistem se može koristiti samostalno ili u kombinaciji sa silicijumskim mikroprahovima.

Novi sistemi za vezivanje vode omogućavaju vatrostalnoj industriji da koristi livnice od glinice tamo gde sistemi za vezivanje cementa ne rade optimalno. To još jednom dokazuje da se tabelarni korund može fleksibilno primijeniti u mnogim različitim poljima