Mattoni di corindonesi riferiscono a mattoni refrattari con un contenuto di allumina superiore all'85%. A seconda del processo produttivo si possono dividere in mattoni di corindone sinterizzato e mattoni di corindone fuso elettricamente.Mattoni refrattari al cromo corindonesono materiali refrattari di alta-grado realizzati introducendo Cr₂O₃ nella matrice di corindone e quindi formando e sinterizzando ad alte temperature. Includono anche due tipi: fusione e sinterizzazione. Entrambi i materiali sono ampiamente utilizzati nei settori ad alta-temperatura, ma esistono differenze significative nelle loro caratteristiche prestazionali.
Confronto delle prestazioni ad alta-temperatura
La temperatura refrattaria dei mattoni refrattari al cromo corindone è superiore a 1790 gradi e la temperatura di rammollimento del punto di fusione supera 1700 gradi. Al contrario, la temperatura operativa dei mattoni refrattari in corindone puro è generalmente intorno ai 1600 gradi. Pertanto, le prestazioni alle alte-temperature dei mattoni in corindone al cromo sono significativamente migliori di quelle dei mattoni in corindone puro, rendendoli più adatti ad ambienti con temperature estremamente elevate-.
Differenze di prestazioni meccaniche
In termini di resistenza alla compressione a temperatura ambiente, i mattoni refrattari alluminosi variano tipicamente da 70 a 100 MPa, mentre la resistenza a compressione dei mattoni refrattari croassiali a temperatura ambiente è maggiore di 150 MPa, significativamente superiore a quella dei mattoni alluminosi. Questa differenza deriva dalla reazione in fase solida-durante il processo di cottura: quando i due tipi di mattoni vengono cotti, si formano soluzioni solide di Al₂O₃-Cr₂O₃ tra le particelle e tra le particelle e la polvere fine. Questa solida soluzione collega saldamente i componenti, migliorando così in modo significativo la resistenza meccanica dei prodotti.
Analisi di stabilità allo shock termico
La stabilità allo shock termico dei mattoni di cromite è negativamente correlata al contenuto di Cr₂O₃. Cioè, i mattoni di cromite con un contenuto inferiore di Cr₂O₃ hanno una migliore stabilità allo shock termico rispetto a quelli con un contenuto più elevato. Nelle applicazioni industriali, il contenuto di Cr₂O₃ nei mattoni di cromite è solitamente controllato entro l'intervallo del 12% - 20%. Soprattutto i mattoni di cromite di tipo AKZ prodotti aggiungendo una piccola quantità di modificatori del cambiamento di fase, non solo mantengono eccellenti prestazioni alle alte-temperature ma hanno anche una stabilità allo shock termico più eccezionale.
Resistenza all'erosione delle scorie
Durante l’uso effettivo, i due materiali hanno mostrato caratteristiche di resistenza all’erosione significativamente diverse. I mattoni refrattari al corindone sono soggetti all'erosione delle scorie. Le scorie possono penetrare completamente all'interno del mattone e filtrare attraverso i canali dei pori verso la superficie, formando uno strato deteriorato brunastro sulla superficie del mattone. Al contrario, i mattoni in corindone cromato non vengono quasi erosi dalle scorie. Il confine tra il mattone e le scorie è netto e le scorie penetrano pochissimo all'interno. Sia in termini di resistenza all'erosione da fusione chimica alle scorie di gassificazione, sia in termini di resistenza all'erosione, i mattoni in corindone cromato sono significativamente superiori ai mattoni in corindone.
Aree di applicazione e suggerimenti per la selezione
1. I mattoni al cromo-corindone vengono utilizzati principalmente in aree con condizioni difficili come rivestimenti di forni per vetro, dispositivi di pre-trattamento dell'acqua di ferro, inceneritori di rifiuti e rivestimenti di forni di gassificazione.
2. I mattoni di corindone sono ampiamente utilizzati nei forni di cracking e di conversione nell'industria petrolchimica e dei fertilizzanti, nonché in vari rivestimenti di forni ad alta-temperatura nell'industria metallurgica come forni per l'acciaio e altiforni.
Entrambi i prodotti hanno i loro vantaggi: i mattoni in corindone al cromo hanno prestazioni migliori in termini di resistenza alle alte-temperature e resistenza all'erosione; i mattoni di corindone presentano vantaggi in termini di costi. Nelle applicazioni ingegneristiche reali, la selezione dei mattoni in corindone dovrebbe essere effettuata in base a temperature operative specifiche e requisiti economici, nonché in posizioni e intervalli di temperatura appropriati, per raggiungere l'equilibrio ottimale tra prestazioni e costi.
