关于“单晶刚玉磨料”的一些认识问题-筑龙博客
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水泥及混凝土制品&水处理&磨料
关于“单晶刚玉磨料”的一些认识问题
关于“单晶刚玉磨料”的一些认识问题一&问题的提出在国内，单晶的生产因环保问题已停产多年，作为刚玉磨料的一个品种事实上也已不能再向用户提供，但是，在国内磨料市场上以刚玉磨料的另一品种的磨料(在国内行业还没有正式鉴定和命名)作为单晶刚玉磨料却一直在向用户提供，笔者认为这样不妥，这种磨料与国家标准和行业标准规定的单晶刚玉磨料有很大的区别，希望行业有关部门和组织关注该问题。二&单晶刚玉磨料单晶刚玉磨料是刚玉系磨料中的一个品种，它是以矾土、黄铁矿、无烟煤、铁屑为原料，在电弧炉中冶炼而成。在冶炼过程中，矾土中的杂质除了被无烟煤的碳素还原成金属结合成铁合金沉于炉底之外，有一部分杂质则与黄铁矿中的硫其反应，生成硫化氢气体排出炉外，矾土中的一部分铝与硫化合成硫化铝夹杂在物理刚玉之间。由于硫化铝能溶于水，所以将冷却结晶好的熔块水解后，就能得到大多数是由单个刚玉晶体组成的各种粒度的磨粒，其氧化铝含量在98％以上，颗粒形状多为等积状，而且是完整的晶体，具有良好的多角多棱切削刃，并有较高的硬度和韧性，因此这种磨料在磨削时不易破碎，切削能力强且寿命长。单晶刚玉磨料适于加工较硬的或难磨的金属材料，如高矾高速钢、耐热合金钢、钴基或镍基合金钢、不锈钢等。尤其是含钒2~3％的高钒钢，其可磨性很差，用一般普通磨料很难磨削，而单晶刚玉则能适用。此外，这种磨料磨削淬火钢、工具钢及其他合金钢时，均能获得良好的磨削效果。三&单晶刚玉磨料已基本停止生产虽然单晶刚玉磨料具有优良的磨削性能，但是，由于在制造过程中有H2S和SO2气体及废水产生，严重地污染环境，这种磨料一直在国内未能大量的生产。原第四砂轮厂是单晶刚玉磨料的主要生产厂，由于该厂处于山东省淄博市，基于环保问题，早在上个世纪九十年代就已停止生产，随后单晶刚玉磨料的主要生产厂转移到处于比较偏僻的河南省西峡县，其中主要生产厂西峡县正弘单晶刚玉厂也于2004年以后停止了生产，至此为止，在国内单晶刚玉磨料已基本停止生产。在世界范围内，随着对环境保护的日益重视，这种磨料在上个世纪九十年代末，国外也已基本停止生产。四&最近几年一些生产厂提供的单晶刚玉磨料不应称作是单晶刚玉磨料自单晶刚玉磨料停止生产后，国内磨料的生产厂家经过研制，又开发出了一种新的刚玉磨料品种（据称为国外的MA88），在某些性能上可以替代单晶刚玉磨料，这种刚玉磨料在国内也已经能批量生产，并供应磨具生产厂的需要。但是，在国内这种刚玉磨料的生产厂家在向磨具生产厂提供这种磨料时，仍然称为是单晶刚玉磨料，笔者认为：这种磨料不能说就是单晶刚玉磨料，原因有二：一是单晶刚玉磨料是以矾土、硫化物为主要原料，经电弧炉熔炼,颗粒由水解制成，多为等积状的单晶体，Al2O3含量不少于98%，而这种新研发的刚玉磨料国内也没有正式的权威的制造资料或鉴定资料可供查看，据笔者了解是以铝氧粉为主要原料，经电弧炉熔炼而成，颗粒是由机械破碎的方法获得，从制造工艺的不同可以看出，新的刚玉磨料不能说就是以前的单晶刚玉磨料；二是在磨料的使用性能方面，据了解新的刚玉磨料也不能完全代替原来的单晶刚玉磨料。五&建议1）虽然单晶刚玉磨料已停止生产，但有关单晶刚玉磨料方面的国家标准和行业标准还没有废止，在国外JIS&R版的日本术语标准中已将单晶刚玉磨料的术语删除，希望全国磨料磨具标准化技术委员会按照国家标准化的方针政策对单晶刚玉磨料的标准组织进行复审，尽快废止。2）对于最近几年开发出的刚玉磨料品种，希望磨料磨具协会和磨料磨具标准化技术委员会能尽快组织进行产品鉴定工作和标准化工作，使这种刚玉磨料能够规范化生产，促进磨料行业生产和技术的发展。作者简介：张长伍，高级工程师，全国磨料磨具标准化技术委员会原秘书长、副主任委员，2008年退休后担任全国磨料磨具标准化技术委员会顾问，2010年11月当选为涂附磨具分会专家委员会委员。
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单晶刚玉项目可行性研究报告
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刚玉产能以及能耗现状分析
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　　刚玉主要包括棕刚玉、白刚玉、亚白刚玉、致密刚玉、黑刚玉、锆刚玉、铬刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉、烧结刚玉等。
　　上世纪八十年代初，为满足宝钢大型高炉铁沟生产需要，我国有关科研、生产企业联合攻关，以工业氧化铝粉为主要原料，经电弧炉熔融冶炼，研制生产了致密电熔刚玉，满足了宝钢生产需要。后期，随着我国钢铁、建材、有色、机械等行业科技进步发展的需要，刚玉类产品品种不断增加，产量不断扩大。目前，各刚玉类产品，主要用于耐火材料、磨料磨具生产，其生产能力等简述如下：
　　棕刚玉：现有企业220家，KVA不同功率的冶炼炉有390套，年产能力约为430万吨，实际年产量约180万吨，电耗度/吨。
　　白刚玉：生产企业80家，生产设备181套，现有产量50万吨，电耗1680度/吨左右。亚白刚玉：生产企业有10家，生产设备有20套，现生产能力10万吨，实际产量3万吨，电耗 度/吨。
　　致密刚玉：有生产企业5家，生产设备有15套，现有产量3万吨，电耗度/吨。
　　黑刚玉：生产企业4家，生产设备7套，现产量2.4万吨，电耗度/吨。
　　锆刚玉：以氧化铝粉、锆英石为原料，熔融法冶炼。现有生产企业7家，生产设备9套，产量3.5万吨。以氧化铝粉为原料生产的产品电耗度/吨。以铝矾土为原料生产的产品电耗度/吨。
　　单晶刚玉：生产企业2家，生产设备3套，产量8000吨，电耗2000度/吨。微晶刚玉：生产企业1家、生产设备2套，产量200吨。电耗2500度/吨。
　　烧结刚玉生产厂家主要在江苏、山东、浙江、陕西、河南、山西等地，现有生产设备20套，年产能27万吨，年产量20万吨左右。能耗为60 m3天然气/t～120 m3天然气/t不等，少部分企业能耗较高，达130m3天然气/t。
　　刚玉是耐火材料、磨料磨具的不可或缺的高性能原料，在刚玉各类品种中，大部分产品产能已严重过剩，无序竞争。棕刚玉、白刚玉生产企业多，相互压价，产品微利。锆刚玉、单晶刚玉、致密刚玉、微晶刚玉相对技术含量较高，生产企业较少，经济效益较好。亚白刚玉主要用优质高铝矾土冶炼，随着高铝矾土质量下降，亚白刚玉的指标难以达到，其市场已逐步用优质棕刚玉代替了很多，亚白刚玉的用量在下降。
　　烧结刚玉因有独特的性能，用于功能性材料而备受欢迎，长期以来我国烧结刚玉全部依赖进口。2002年开始，有关单位采用竖窑烧结法进行实验攻关，经过近十年的努力，掌握了生产工序的关键技术，并进行了产业化。目前该产品产能也已经过剩。
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　　棕刚玉是以铝矾土、焦碳(无烟煤)为主要原料，在电弧炉内经2000度高温冶炼而成，主要化学成分为Al2O3、TiO2，含有少量的SiO2和Fe2O3等，显微硬度HV,韧性比SiC高，用它制成的磨具，适于磨削抗张较高的金属，如各种通用钢材、可锻铸铁、硬青铜等，也可制造高级耐火材料。
　　白刚玉(White Fused Alumina)是以氧化铝粉为原料，经高温熔炼而成。呈白色，硬度比棕刚玉略高，韧性稍低。用其制作的磨具适用于高碳钢、高速钢和淬火钢等的磨削。也可研磨抛光材料，还可作精密铸造型砂、喷涂材料、化工触媒、特种陶瓷、高级耐火材料等。
　　三、亚白刚玉
　　亚白刚玉是在高品质棕刚玉基础上生产的。由于其化学成分和物理性能均与白刚玉接近，故称之亚白刚玉。体积密度&3.8g/cm2， 耐火度&1850℃。该产品具有白刚玉的硬度，同时兼有棕刚玉的韧性，是理想的高级耐火材料和研磨材料。
　　四、低碳亚白刚玉
　　低碳亚白刚玉是以优质铝矾土为原料，于电弧炉中经2000℃以上高温熔炼经特殊工艺加工而成，具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气孔率低、热态性能稳定等优点，有不起爆、不粉化的特点。是白刚玉、致密刚玉的理想替代品;规格有0-1mm、1-3mm、3-5mm、5-8200目、320目等;主要用于生产耐火捣打料、浇注料、不定型材料等。
　　五、电熔矾土致密刚玉
　　电熔矾土致密刚玉是专为大型钢厂的铁沟料、炮泥料、预制件等而设计的一个耐火原料品种，热震性能好，耐冲刷、耐腐蚀，气孔率低是其最突出的特点。化学成分中Al2O3含量在98%以上，多数出口，也少量供应国内。由于其化学成分和物理性能均与致密刚玉接近，故称之为矾土致密刚玉，在耐火材料领域中是白刚玉和致密刚玉的理想替代产品。其化学成分如下：Al2O3&98.0% ，Fe2O3&0.30% ，SiO2&1.0%，TiO2&1.0% ，R2O&0.3%。
　　六、高铝刚玉
　　高铝刚玉(High-Purity Brown Fused Alumina)，是以优质铝矾土为原料，于熔块式电弧炉中经2000℃以上高温熔炼而成。具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气孔率低、热态性能稳定等优点。Al2O3&&98.50 ,TiO2&&1.50，Fe2O3&&0.3，晶型：三方晶系，体积密度&3.88g/cm3，硬度：努谱
kg，莫氏： 9.0，颜色：灰黑色。
　　七、锆刚玉
　　锆刚玉(Fused Zirconia Alumina)是以氧化铝、氧化锆为原料在电弧炉中经2000℃以上高温冶炼而成。锆刚玉是以富铝、锆材料以及添加剂于电弧炉中，经2000℃以上高温冶炼而成，质地坚韧，结构致密，强度高。主要矿物相是a-Al2O3和Al2O3-ZrO2形成的共晶体。Al2O3的熔点为2050℃，ZrO2的熔点为2690℃。ZrO2含量为42.6%， 温度为1710℃时是Al2O3和ZrO2共晶点。
　　八、铬刚玉
　　铬刚玉是以氧化铝粉为主要原料，适配氧化铬等，经高温熔炼而成。呈粉红色，硬度与白刚玉近似，韧性比白刚玉高。用其制作的磨具，耐用度好，磨加工光洁度高，适用于量具、机床主轴、仪表零件、螺纹工件及样板磨等精密磨削。
　　九、黑刚玉
　　黑刚玉砂(又名低铝刚玉砂、铁砂粉)，一种新型抛光材料。以三水型和一水型铝矾土为原料经电弧炉高温冶炼冷却加工而成。黑刚玉磨料基本料集中，切削力强，韧性大，刚柔相济，耐磨性好。工效高。主要用于不锈钢、金属制品、光学玻璃、竹木制品的喷砂，又是制造树脂砂轮,切割片，砂布的新型磨料。理化指标如下：Al2O3&78.% Fe2O3&5.0% SiO2&9.0% TiO2&1.5～3.5%。
　　十、单晶刚玉
　　单晶刚玉(Monocrystalline Fused Alumina)是以铝矾土为主要原料，配加适量的硫化物，经高温熔炼而成。呈灰白色或浅土黄色，硬度高、韧性大。采用特殊工艺生产，各粒度品为自然结晶产生，而非机械粉碎结果。是一种韧性非常好的耐热高档研磨材料，用于制作高级切割和研磨工具，适用于高钒高速钢，奥氏体不锈钢，钛合金等高硬度，高韧性材料的磨削，特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工。单晶刚玉各项理化指标：化学成份： Al2O3&99%--99.72% (GB10174-88标准)，粒度组成： 24#--240#(GB2477-83标准)，抗压强度： 30.7N 模压法： 69.25%--82.57%，韧性： 64.9% ，颗粒密度： 3.96-3.99 g/cm2&。
　　十一、微晶刚玉
　　微晶刚玉是以铝矾土为主要原料，经高温熔炼、通过急冷的结晶方式而获得。色泽、化学成份与棕刚玉相似。晶体尺寸小、韧性大，自锐性好。用其制作的磨具，适用于重负荷磨削，成型磨削，切入磨削及荒磨。也适用于不锈钢、碳素钢、轴承钢和特种球墨铸铁等的磨削。用途：刚玉主要用于磨料磨具、中高档耐火材料、陶瓷、涂料、玻璃。
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什么是单晶刚玉的发展现状
什么是单晶刚玉的发展现状
提问者:decider2098
Specifications: 　　? Base mineral: alpha-Al2O3 　　? Crystal size(um): monocry stalline 　　? True density(g/cm^3): & 3.95 　　? Bulk density(g/cm3^): 1.85 ~ 1.91 　　? Knoop hardness(kg/mm^2): 2200 ~ 2400 　　? Toughness (single grain crushing strength)(kg): 1.20 　　Grit Size/Weight %/Chem. Comp. Al2O3　　24# ~ 90# &= 98.5　　100# ~ 240# &= 98.0　　单晶电熔氧化铝(又名32A)磨料:单晶刚玉是以铝矾土为主要原料，配加适量的硫化物，经高温熔炼而成。呈灰白色或浅土黄色，硬度高、韧性大。采用特殊工艺生产,各粒度品为自然结晶产生,而非机械粉碎结果.是一种韧性非常好的耐热高档研磨材料,用于制作高级切割和研磨工具,适用于高钒高速钢,奥氏体不锈钢,钛合金等高硬度,高韧性材料的磨削,特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工.单晶刚玉各项理化指标:　　化学成份: Al2O3 99%--99.72% (GB10174-88标准)　　粒度组成: 24#--240#(GB2477-83标准)　　抗压强度: 30.7N 模压法: 69.25%--82.57%　　韧 性: 64.9% 颗粒密度: 3.96-3.99 g/cm2 　　磁 性 物: 94.6%
回答者:waffle9911
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