Zastosowanie stopionej cegły korundowej w piecu do topienia szkła float

Cegły z topionego korundusą topione tlenek glinu w elektrycznym piecu łukowym i odlewane w określony model o określonym kształcie, wyżarzane i utrwalane cieplnie, a następnie przetwarzane w celu uzyskania pożądanego produktu. Ogólny proces produkcyjny polega na zastosowaniu wysokiej czystości kalcynowanego tlenku glinu (powyżej 95%) i niewielkiej ilości dodatków, umieszczeniu składników w elektrycznym piecu łukowym i odlaniu ich do prefabrykowanych form po stopieniu w wysokiej temperaturze powyżej 2300 ° C , a następnie utrzymuje je w cieple. Po wyżarzaniu jest wyjmowany, a wyjęty półwyrób staje się gotowym produktem, spełniającym wymagania po precyzyjnej obróbce na zimno, wstępnym montażu i kontroli.

Cegły z topionego korundu dzielą się na trzy typy w zależności od różnych form krystalicznych i ilości tlenku glinu: pierwszy to α-Al2O3 jako główna faza krystaliczna, zwany cegłą α-korundową; drugi to α-Al2. Fazy krystaliczne O 3 i β-Al2O3 mają głównie tę samą zawartość, co nazywa się cegłami korundowymi αβ; trzeci typ to głównie fazy krystaliczne β-Al2O3, zwane cegłami β korundowymi. Cegły z korundu topionego, powszechnie stosowane w piecach do topienia szkła float, to cegły z korundu topionego αβ i cegły z korundu β. W artykule skupiono się na właściwościach fizykochemicznych stopionych cegieł korundowych αβ i cegieł β korundowych oraz ich zastosowaniu w piecach do topienia szkła float.

1. Analiza właściwości użytkowych cegieł korundowych

1. 1 Cegła z topionego korundu αβ

Cegły z stopionego korundu αβ składają się z około 50% α-Al2O3 i β-Al2O3, a oba kryształy są przeplatane, tworząc bardzo gęstą strukturę, która ma doskonałą odporność na korozję alkaliczną. Odporność na korozję w wysokiej temperaturze (powyżej 1350°C) jest nieco gorsza niż topionych cegieł AZS, natomiast w temperaturach poniżej 1350°C jej odporność na korozję w stosunku do roztopionego szkła jest porównywalna z topionymi cegłami AZS. Ponieważ nie zawiera Fe2O3, TiO2 i innych zanieczyszczeń, faza szklana matrycy jest bardzo mała, a prawdopodobieństwo pojawienia się ciał obcych, takich jak pęcherzyki, gdy styka się ze stopionym szkłem, jest mniejsze, dzięki czemu szklana matryca nie zostanie zanieczyszczona .

Cegły z topionego korundu αβ charakteryzują się dużą gęstością krystalizacji i doskonałą odpornością na korozję w przypadku stopionego szkła w temperaturze poniżej 1350°C, dlatego są szeroko stosowane w basenie roboczym i poza piecami do topienia szkła, zwykle w płuczkach, cegłach wargowych, cegłach bramowych itp. Cegły ze stopionego korundu najlepiej na świecie produkuje japońska firma Toshiba.

1.2 Cegła z topionego β korundu

Cegły z topionego β-korundu składają się prawie w 100% z β-Al2O3 i mają dużą, płytkową strukturę krystaliczną β-Al2O3. Większy i mniej potężny. Ale z drugiej strony ma dobrą odporność na odpryskiwanie, szczególnie wykazuje wyjątkowo wysoką odporność na korozję na silne opary alkaliczne, dlatego jest stosowany w górnej konstrukcji pieca do topienia szkła. Jednak po podgrzaniu w atmosferze o niskiej zawartości alkaliów będzie reagował z SiO 2 , a β-Al 2 O 3 będzie łatwo ulegał rozkładowi i powodował skurcz objętościowy powodujący pęknięcia i pęknięcia, dlatego stosuje się go w miejscach oddalonych od rozproszenie surowców szklanych.

1.3 Właściwości fizykochemiczne topionych cegieł korundowych αβ i β

Skład chemiczny stopionych cegieł korundowych α-β i β to głównie Al 2 O 3, różnica polega głównie na składzie fazy krystalicznej, a różnica w mikrostrukturze prowadzi do różnicy we właściwościach fizycznych i chemicznych, takich jak gęstość nasypowa, rozszerzalność cieplna współczynnik i wytrzymałość na ściskanie.

2. Zastosowanie topionych cegieł korundowych w piecach do topienia szkła

Zarówno dno, jak i ściana basenu mają bezpośredni kontakt ze szklaną cieczą. W przypadku wszystkich części mających bezpośredni kontakt z cieczą szklaną najważniejszą właściwością materiału ogniotrwałego jest odporność na korozję, to znaczy, że pomiędzy materiałem ogniotrwałym a cieczą szklaną nie zachodzi żadna reakcja chemiczna.

W ostatnich latach przy ocenie wskaźników jakości topionych materiałów ogniotrwałych mających bezpośredni kontakt ze stopionym szkłem, oprócz składu chemicznego, wskaźników fizyczno-chemicznych i składu mineralnego, należy ocenić także trzy następujące wskaźniki: wskaźnik odporności na erozję szkła, wytrąconą wskaźnik pęcherzykowy i wskaźnik krystalizacji strąconej.

Wraz z wyższymi wymaganiami dotyczącymi jakości szkła i większą wydajnością pieca, zastosowanie cegieł elektrycznych topionych będzie szersze. Cegły topione powszechnie stosowane w piecach do topienia szkła to cegły topione serii AZS (Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2 ). Gdy temperatura cegły AZS przekracza 1350 ℃, jej odporność na korozję jest 2 ~ 5 razy większa niż w przypadku cegły α β -Al 2 O 3. Cegły z topionego korundu αβ składają się z gęsto ułożonych na sobie drobnych cząstek α-tlenku glinu (53%) i β-tlenku glinu (45%), zawierających niewielką ilość fazy szklanej (około 2%), wypełniającej pory pomiędzy kryształami, o wysokiej czystości, i może być stosowany jako część chłodząca cegły ścienne basenu i część chłodząca dolna nawierzchnia Cegły i cegły ze szwem itp.

Skład mineralny topionych cegieł korundowych αβ zawiera jedynie niewielką ilość fazy szklanej, która nie będzie wyciekać i zanieczyszczać cieczy szklanej podczas użytkowania, a także ma dobrą odporność na korozję i doskonałą odporność na zużycie w wysokiej temperaturze poniżej 1350 ° C. Jest to część chłodząca pieca do topienia szkła. Jest idealnym materiałem ogniotrwałym na ściany zbiorników, dna zbiorników i rynny pieców do topienia szkła float. W projekcie inżynieryjnym dotyczącym pieca do topienia szkła float stopiona cegła korundowa αβ jest stosowana jako cegła ścienna basenu części chłodzącej pieca do topienia szkła. Ponadto cegły korundowe αβ stosuje się także do produkcji cegieł chodnikowych i cegieł okładzinowych w sekcji chłodzenia.

Topiona cegła β korundowa jest białym produktem złożonym z grubych kryształów β-Al2 O 3, zawierającym 92% ~ 95% Al 2 O 3, tylko mniej niż 1% fazy szklanej, a jej wytrzymałość strukturalna jest stosunkowo słaba ze względu na luźną sieć krystaliczną . Niska, pozorna porowatość jest mniejsza niż 15%. Ponieważ sam Al2O3 jest nasycony sodem w temperaturze powyżej 2000°C, jest bardzo odporny na pary alkaliczne w wysokich temperaturach, a jego stabilność termiczna jest również doskonała. Jednakże w kontakcie z SiO 2 Na 2 O zawarty w β-Al 2 O 3 rozkłada się i reaguje z SiO2, a β-Al 2 O 3 łatwo przekształca się w α-Al 2 O 3, czego efektem jest duża objętość kurczenie się, powodując pęknięcia i uszkodzenia. Dlatego nadaje się tylko do nadbudówek z dala od latającego pyłu SiO2, takich jak nadbudowa basenu roboczego pieca do topienia szkła, wylewka z tyłu strefy topienia i jej pobliski balustrad, poziomowanie małego pieca i inne części.

Ponieważ nie reaguje z lotnymi tlenkami metali alkalicznych, z powierzchni cegły nie będzie wyciekać stopiony materiał, który mógłby zanieczyścić szkło. W piecu do topienia szkła float, na skutek nagłego zwężenia wlotu kanału przepływowego części chłodzącej, łatwo jest w tym miejscu spowodować kondensację par alkalicznych, dlatego kanał przepływowy w tym przypadku wykonany jest z topionych cegieł β, które są odporne na korozję pod wpływem pary alkalicznej.

3. Wniosek

Opierając się na doskonałych właściwościach topionych cegieł korundowych pod względem odporności na erozję szkła, odporność na pianę i odporność na kamienie, zwłaszcza na jego unikalnej strukturze krystalicznej, prawie nie zanieczyszcza stopionego szkła. Istnieją ważne zastosowania w taśmie klarującej, sekcji chłodzącej, prowadnicy, małym piecu i innych częściach.