Электрокорунд белый: История, Физико-химические свойства и Применение

Электрокорунд белый — это искусственный абразивный материал, который получают методом электроплавки из чистого глинозема. Благодаря своим уникальным свойствам, электрокорунд белый находит широкое применение в различных отраслях промышленности.

История

Производство электрокорунда белого началось в начале XX века, когда промышленность испытывала потребность в высококачественных абразивных материалах. Первое промышленное производство электрокорунда нормального было организовано на заводе «Ильич» в Ленинграде в 1931 году. Впоследствии, в 1933 году, вступил в строй Челябинский абразивный завод, а в 1939 году — Запорожский завод. Технологические усовершенствования привели к значительному увеличению производительности и качества производимого электрокорунда белого. В 1949 году была внедрена плавка с тяжелым колошником, что позволило ликвидировать выбросы расплава из печей и повысить производительность труда.

Позже к производству присоединились другие крупные заводы, такие как Юргинский абразивный завод, который стал важным центром по производству абразивных материалов в Сибири. Бокситогорский глиноземный завод, основанный в 1938 году, стал основным поставщиком высококачественного глинозема для производства электрокорунда. Первоуральский динасовый завод, созданный в 1952 году, специализируется на производстве огнеупорных материалов и также играет важную роль в цепочке поставок для производства электрокорунда белого.

Химический и минералогический состав

Электрокорунд белый состоит в основном из оксида алюминия (Al2O3) и небольшого количества примесей. Его основные характеристики:

  • Твердость по Моосу: 9 (корунд — α-Al2O3)
  • Микротвердость: 2000-2200 кг/мм²
  • Плотность: 3.95-4.01 г/см³
  • Температура плавления: 2050°С

Минералогический состав электрокорунда белого включает корунд (α-Al2O3) и небольшие количества таких минералов, как гексаалюминат кальция (CaO·6Al2O3), анортит (CaO·Al2O3·2SiO2), муллит (3Al2O3·2SiO2) и шпинель (MgAl2O4).

Твердость по Моосу: Сравнение с другими минералами

  • Твердость 9: Электрокорунд белый, корунд (альфа-оксид алюминия, Al2O3)
  • Твердость 8: Топаз (Al2SiO4(F,OH)2)
  • Твердость 7: Кварц (SiO2)
  • Твердость 6: Ортоклаз (KAlSi3O8)
  • Твердость 5: Апатит (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH))

Теоретические основы производства

Процесс получения электрокорунда белого заключается в выделении глинозема из бокситов путем восстановительной плавки. Окислы железа, кремния и титана, сопутствующие глинозему в боксите, восстанавливаются до металлов, а глинозем переходит в корунд (α-Al2O3), образуя крупные кристаллы.

Основные процессы, протекающие при плавке:

  1. Восстановление окислов железа, кремния и титана.
  2. Образование ферросплава из восстановленных металлов.
  3. Рафинирование расплава и осаждение ферросплава.
  4. Кристаллизация расплава с образованием крупных кристаллов корунда.

Сырьевые материалы

Основными сырьевыми материалами для производства электрокорунда белого являются:

  • Глинозем: высокочистый оксид алюминия, поставляемый в том числе с Бокситогорского глиноземного завода.
  • Углеродистые восстановители: малозольный антрацит или другой углеродсодержащий материал.
  • Вспомогательные материалы: железная стружка, окалина, шлак и старая шихта.

Характеристика печного агрегата

Производство электрокорунда белого осуществляется в электрических печах при высокой температуре. Печные агрегаты, используемые для этой цели, представляют собой трехфазные дуговые печи с закрытым или тяжелым колошником. Эти печи обеспечивают высокую температуру плавки и оптимальные условия для кристаллизации корунда.

Трехфазные дуговые печи характеризуются следующими особенностями:

  • Высокая мощность: Трехфазные дуговые печи могут достигать мощности в несколько мегаватт, что позволяет поддерживать необходимую температуру плавки.
  • Закрытый колошник: Печи с закрытым колошником предотвращают выбросы расплава и газов, что обеспечивает безопасность и чистоту производства.
  • Тяжелый колошник: Плавка с тяжелым колошником включает использование толстого слоя сырья на верхней части шахтной печи, что помогает поддерживать стабильную температуру и предотвращает выбросы расплава.
  • Кристаллизация: Эти печи обеспечивают оптимальные условия для медленного охлаждения расплава, что способствует образованию крупных и качественных кристаллов корунда.
  • Контроль параметров: Современные трехфазные дуговые печи оснащены системами контроля, позволяющими точно регулировать температурные и электрические параметры процесса.

Основные параметры печи:

  • Мощность: обеспечивает необходимую температуру плавки.
  • Конструкция: позволяет эффективно контролировать процесс плавки и кристаллизации.
  • Безопасность: минимизирует риски выбросов расплава и других опасных ситуаций.

Технологический процесс производства

  1. Подготовка сырья: глинозем и углеродистые восстановители загружаются в печь.
  2. Электроплавка: восстановительная плавка при высокой температуре.
  3. Рафинирование расплава: удаление примесей и осаждение ферросплава.
  4. Кристаллизация: медленное охлаждение для формирования крупных кристаллов корунда.
  5. Охлаждение и обработка: готовый электрокорунд белый извлекается из печи, дробится и сортируется по фракциям.

Применение

Электрокорунд белый используется в различных областях благодаря своим физико-химическим свойствам:

  • Абразивные инструменты: шлифовальные круги, абразивные пасты и порошки.
  • Резка и обработка: металлы, керамика, стекло и другие твердые материалы.
  • Производство огнеупоров: высокотемпературные компоненты для печей и котлов.
  • Керамическая промышленность: компоненты для создания износостойких покрытий.

Преимущества

Использование электрокорунда белого имеет ряд преимуществ:

  • Высокая твердость и прочность: обеспечивает эффективную обработку твердых материалов.
  • Термостойкость: устойчив к высоким температурам, что делает его идеальным для использования в экстремальных условиях.
  • Долговечность: высокая износостойкость увеличивает срок службы абразивных инструментов.

Заключение

Электрокорунд белый является незаменимым материалом в современном производстве благодаря своим уникальным свойствам. Его применение в различных отраслях промышленности способствует повышению эффективности и качества обработки материалов. Благодаря своей истории, химическому составу и физико-химическим свойствам, электрокорунд белый продолжает оставаться одним из ведущих абразивных материалов в мире.

Покупайте электрокорунд белый, произведённый по классической схеме в Литпромабразив.