l’allumina fusa bianca (WFA), le cui proprietà refrattarie rappresentano un importante campo di applicazione che sfrutta al massimo le sue caratteristiche principali.
Proprietà refrattarie dell’allumina fusa bianca
L’allumina fusa bianca è una materia prima di prima qualità nei materiali refrattari ad alte prestazioni grazie alla sua combinazione unica di proprietà, tutte derivanti dalla sua elevata purezza e dalla struttura cristallina stabile.
| Proprietà | Descrizione e motivazione | Vantaggio nei refrattari |
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| 1. Altissima purezza | Il contenuto di Al₂O₃ è in genere ≥99% . Bassi livelli di silice (SiO₂), ossido di ferro (Fe₂O₃) e altre impurità. | – Elevata refrattarietà sotto carico (RUL) : le impurità formano vetri bassofondenti che si ammorbidiscono ad alte temperature. L’elevata purezza resiste a questo fenomeno. – Eccellente resistenza alla corrosione : meno impurità significano meno fasi a rischio di attacco da parte di scorie, metalli o vapori alcalini. |
| 2. Punto di fusione estremamente elevato | La fase pura α-Al₂O₃ ha un punto di fusione di ~2050°C . | – Fornisce la fondamentale capacità di resistere ad alte temperature per rivestimenti in ambienti termici severi (ad esempio, siviere per acciaio, forni petrolchimici). |
| 3. Eccellente stabilità del volume e basso creep | La struttura cristallina stabile presenta una minima variazione lineare permanente durante il riscaldamento (PLC) e resiste alla deformazione sotto carico costante ad alte temperature. | – Garantisce che il rivestimento refrattario mantenga la sua integrità strutturale e non si restringa, non si crepi o non ceda durante il servizio, garantendo una maggiore durata della campagna. |
| 4. Elevata durezza e resistenza all’abrasione | Durezza Mohs pari a 9. | – Resiste all’erosione causata da cariche solide, gas carichi di particelle e materiali fusi in movimento (ad esempio scorie, metallo). |
| 5. Buona resistenza agli shock termici | Sebbene non sia valido quanto alcuni materiali a bassa espansione come il carburo di silicio, la sua moderata espansione termica e l’elevata resistenza gli consentono di resistere a un numero ragionevole di cicli termici. | – Adatto per applicazioni che prevedono un funzionamento intermittente o rapidi cambiamenti di temperatura, anche se questo è spesso gestito dalla formulazione complessiva del refrattario. |
| 6. Inerzia chimica | Altamente resistente all’attacco di acidi, scorie e atmosfere ossidanti. | – Fondamentale per la resistenza alla corrosione . Si comporta bene contro le scorie acide ed è spesso utilizzato nelle aree con “linea di scorie”. (Nota: è meno resistente agli alcali forti e alle atmosfere riducenti). |
Come viene utilizzato il WFA nei prodotti refrattari
Il WFA non viene utilizzato da solo, ma come aggregato o componente granulare essenziale all’interno di una matrice refrattaria. Le sue proprietà definiscono la struttura portante del prodotto finale.
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Come grano aggregato:
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Il WFA viene frantumato e setacciato in diverse granulometrie (grossolana, media, fine).
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Questi grani formano la struttura scheletrica del refrattario, fornendo:
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Resistenza alle alte temperature
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Resistenza all’abrasione e all’erosione
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Resistenza alla penetrazione delle scorie (dovuta alla bassa reattività).
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Nelle formulazioni refrattarie:
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Mattoni e forme: utilizzati in mattoni ad alto contenuto di allumina, malte e forme prefabbricate per applicazioni impegnative.
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Monolitici (refrattari non formati): un componente chiave in:
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Materiali colabili a basso e bassissimo contenuto di cemento (LCC/ULCC): questa è un’applicazione primaria. L’elevata purezza e la granulometria precisa del WFA consentono di ottenere strutture colabili dense, resistenti e ad alte prestazioni, con minimi punti deboli (dovuti al cemento).
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Miscele per spruzzatura e compattazione: utilizzate per la rapida riparazione e installazione di rivestimenti.
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Materie plastiche e materiali modellabili.
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Aree di applicazione chiave nell’industria
Le proprietà del WFA lo rendono ideale per le condizioni più severe in vari settori industriali ad alta temperatura:
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Industria siderurgica:
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Rivestimenti delle siviere: soprattutto nella zona della linea delle scorie, dove la corrosione è più aggressiva.
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Rivestimenti della paniera: per colata continua.
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Focolari di forni di riscaldamento.
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Industria petrolchimica:
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Cracker a vapore: negli scambiatori di calore e nei tubi radianti, dove la resistenza agli shock termici e all’erosione causata dalle particelle fini del catalizzatore è fondamentale.
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Riformatori e altri rivestimenti per forni ad alta temperatura.
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Industria della ceramica:
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Arredi per forni: utilizzati per realizzare supporti, pali e contenitori che sostengono la ceramica durante la cottura. La loro elevata purezza impedisce la contaminazione dei prodotti.
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Incenerimento e gassificazione dei rifiuti:
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Rivestimento per camere esposte a ceneri e scorie aggressive.
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