корунд боксит

Вот что сразу скажу: многие путают, будто корунд и боксит — это почти одно и то же. На деле боксит — это алюминиевая руда, а корунд — уже готовый оксид алюминия, причём с разной структурой. Когда работаешь с керамикой, эта разница становится критичной. Помню, в 2018-м мы на одном из уральских заводов пытались заменить импортный корунд местным бокситом — вроде бы логично, сырьё под боком. Но после обжига пошла трещиноватость, потому что в боксите слишком много примесей железа. Пришлось спекать при другом режиме, добавлять магнезию для стабилизации. С тех пор всегда смотрю не только на химический состав, но и на морфологию частиц.

Боксит как сырьевая база: где подвох?

С бокситом главная проблема — нестабильность партий. Возьмём североуральские месторождения: в одной партии глинозём может быть 48–50%, в другой — уже под 55%, а кремнезём прыгает от 8% до 15%. Для литейных форм это ещё куда ни шло, но для высокоогнеупорной керамики — катастрофа. Мы как-то взяли партию без дополнительного флотирования — думали, сэкономим на подготовке. В итоге на изделиях для печей термообработки появились стекловидные потёки после 1200°C. Пришлось перерабатывать всю партию.

Сейчас многие пытаются использовать обогащённый боксит в корундовых муллитовых композициях. Но тут важно не переборщить с температурой спекания: если дать выше 1500°C, начинается избыточная стеклофаза, и прочность падает. Проверяли на прессах для керамических втулок — при нагрузке в 20 МПа образцы с пережжённым бокситом трескались по границам зёрен.

Кстати, именно после того случая мы начали активнее работать с ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика — у них как раз строгий контроль качества шихты. На их производстве видел, как каждую партию боксита проверяют не только на глинозём, но и на микротрещиноватость после сушки. Это правильный подход.

Корунд в промышленной керамике: от теории к браку

С корундом своя головная боль. Белый электрокорунд — это, конечно, эталон, но его цена кусается. Поэтому часто берут нормальный электрокорунд с содержанием Al2O3 около 95%. Но здесь важно смотреть не на паспортные 95%, а на то, какие именно примеси. Если титана больше 2% — будет чёрная полоса в изделиях после окислительного обжига. Как-то получили партию плиток для футеровки с серыми разводами — оказалось, поставщик сменил месторождение сырья для корунда.

Ещё момент: гранулометрия корунда. Для формовых изделий типа сопел лучше брать полифракционный состав, а для тонкой керамики — узкие фракции. Мы в прошлом году экспериментировали с микронизированным корундом от того же ООО Цзиюань Саифу — для гидростатического прессования подошёл идеально, но при сушке дал усадку на 0,8% больше расчётной. Пришлось корректировать техпроцесс.

Кстати, их сайт https://www.saferola.ru — там есть хорошие технические спецификации по корунду, я иногда сверяюсь, когда возникают споры с технологами. Особенно полезны данные по огнеупорам и абразивам.

Технологические компромиссы: когда смешивать выгодно

Самые стабильные результаты получаются, когда комбинируешь боксит и корунд в определённых пропорциях. Для обычных огнеупоров типа шамотного кирпича можно до 40% боксита вводить — экономия приличная. Но для изделий с высокой термостойкостью лучше не больше 15–20%, иначе начинается ползучесть при длительных нагрузках.

Помню, делали опытную партию термопарных трубок: взяли 70% корунда и 30% боксита. Вроде бы всё по ГОСТу, но в эксплуатации на металлургическом комбинате через три месяца появились микротрещины. Разбирались — оказалось, проблема в разном коэффициенте теплового расширения: у корунда 8,5·10??/°C, а у бокситовой составляющей — до 9,2·10??/°C. При циклическом нагреве до 1300°C это дало рассинхронизацию.

Сейчас для ответственных изделий лучше использовать готовые композиты — те же муллитокорундовые смеси. У того же ООО Цзиюань Саифу есть неплохие разработки в этой области — их керамика для разливки алюминия показывает стабильность до 800 теплосмен.

Практические грабли: что не пишут в учебниках

В теории всё просто: подобрал состав — запустил в производство. На практике же мелочи решают. Например, влажность боксита перед помом. Если выше 3% — будут комки, которые потом дадут непропеки. Мы как-то зимой приняли партию боксита — вроде бы по паспорту влажность 2,5%, а на самом деле внутри смерзшиеся комья были с влажностью до 8%. Пришлось сушильный барабан экстренно запускать.

С корундом другая история — его гигроскопичность. Особенно это касается тонких фракций. Открыл мешок — и через сутки уже кашица, если в цехе влажность выше 60%. Поэтому сейчас перешли на биг-бэги с полиэтиленовыми вкладышами. Кстати, на saferola.ru в описании сырья это указано — молодец, что предупреждают клиентов.

Ещё важный момент: взаимодействие с связующими. Для боксита лучше щелочные связки, а для корунда — нейтральные. Если смешиваешь оба материала, нужно подбирать компромиссный вариант. Мы используем лигносульфонаты с модификаторами — дорого, но стабильно.

Перспективы и тупики

Сейчас многие гонятся за наноразмерными корундами — мол, прочность выше. Но на практике для большинства применений это избыточно. Для тех же сопел песочных формовок достаточно корунда с зерном 40–80 мкм. Более мелкие фракции только удорожают продукцию без реального выигрыша в эксплуатации.

С бокситом интереснее: появляются технологии его глубокого обогащения, где удаётся довести глинозём до 85% почти без железа. Но пока это лабораторные разработки — в промышленных масштабах слишком энергозатратно.

Из практических наблюдений: комбинация корунда и боксита в пропорции 3:1 даёт оптимальные характеристики для большинства огнеупорных изделий. Проверено на продукции разных заводов, включая те, что используют сырьё от ООО Цзиюань Саифу. Их подход к контролю качества действительно соответствует заявленному — видел их лабораторные журналы, впечатляет.

В общем, с этими материалами главное — не теоретизировать, а постоянно практиковать. Каждая новая партия сырья — это новый вызов, сколько бы лет в профессии ни было.