Εφαρμογή του λιωμένου τούβλου κορούνδιου σε φούρνο τήξης γυαλιού επίπλευσης

Λιωμένα τούβλα κορούνδιουΗ τήξη της αλουμίνας σε ηλεκτρικό κλίβανο τόξου και η χύτευση σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο συγκεκριμένου σχήματος, η ανόπτηση και η θερμική συντήρηση, και στη συνέχεια η επεξεργασία για την απόκτηση του επιθυμητού προϊόντος. Η γενική διαδικασία παραγωγής είναι η χρήση υψηλής καθαρότητας πυρωμένης αλουμίνας (άνω του 95%) και μιας μικρής ποσότητας προσθέτων, η τοποθέτηση των συστατικών στον ηλεκτρικό κλίβανο τόξου και η χύτευση τους σε προκατασκευασμένα καλούπια αφού λιώσουν σε υψηλή θερμοκρασία άνω των 2300 °C, και στη συνέχεια η διατήρησή τους σε ζεστά καλούπια. Μετά την ανόπτηση, αφαιρείται και το ακατέργαστο τεμάχιο γίνεται ένα τελικό προϊόν που πληροί τις απαιτήσεις μετά από ακριβή ψυχρή κατεργασία, προ-συναρμολόγηση και επιθεώρηση.

Τα συντηγμένα τούβλα κορούνδιου χωρίζονται σε τρεις τύπους ανάλογα με τις διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές και ποσότητες αλουμίνας: ο πρώτος είναι το α-Al2O3 ως η κύρια κρυσταλλική φάση, που ονομάζεται τούβλα α-κορούνδιου· ο δεύτερος είναι το α-Al2. Οι κρυσταλλικές φάσεις O3 και β-Al2O3 έχουν κυρίως το ίδιο περιεχόμενο, που ονομάζεται τούβλα αβ κορούνδιου· ο τρίτος τύπος είναι κυρίως κρυσταλλικές φάσεις β-Al2O3, που ονομάζεται τούβλα β κορούνδιου. Τα συντηγμένα τούβλα κορούνδιου που χρησιμοποιούνται συνήθως σε φούρνους τήξης υαλοπινάκων επίπλευσης είναι ο δεύτερος και ο τρίτος τύπος, δηλαδή τα συντηγμένα τούβλα αβ κορούνδιου και τα τούβλα β κορούνδιου. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στις φυσικές και χημικές ιδιότητες των συντηγμένων τούβλων αβ κορούνδιου και των τούβλων β κορούνδιου και στην εφαρμογή τους σε φούρνους τήξης υαλοπινάκων επίπλευσης.

1. Ανάλυση απόδοσης των τούβλων από λιωμένο κορούνδιο

1. 1 Συντηγμένο τούβλο αβ κορούνδιου

Τα συντηγμένα τούβλα αβ κορούνδιου αποτελούνται από περίπου 50% α-Al2O3 και β-Al2O3, και οι δύο κρύσταλλοι αλληλοσυνδέονται για να σχηματίσουν μια πολύ πυκνή δομή, η οποία έχει εξαιρετική ισχυρή αντοχή στη διάβρωση από αλκάλια. Η αντοχή στη διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία (πάνω από 1350°C) είναι ελαφρώς χειρότερη από αυτή των συντηγμένων τούβλων AZS, αλλά σε θερμοκρασίες κάτω από 1350°C, η αντοχή του στη διάβρωση σε λιωμένο γυαλί είναι ισοδύναμη με αυτή των συντηγμένων τούβλων AZS. Επειδή δεν περιέχει Fe2O3, TiO2 και άλλες ακαθαρσίες, η φάση του γυαλιού μήτρας είναι πολύ μικρή και είναι λιγότερο πιθανό να εμφανιστούν ξένες ύλες, όπως φυσαλίδες, όταν έρχονται σε επαφή με το λιωμένο γυαλί, έτσι ώστε το γυαλί μήτρας να μην μολυνθεί.

Τα συντηγμένα τούβλα κορούνδιου αβ είναι πυκνά σε κρυστάλλωση και έχουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε λιωμένο γυαλί κάτω από τους 1350°C, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως στην πισίνα εργασίας και πέραν αυτών των κλιβάνων τήξης γυαλιού, συνήθως σε πλυντήρια, τούβλα χειλιών, τούβλα πύλης κ.λπ. Τα συντηγμένα τούβλα κορούνδιου στον κόσμο κατασκευάζονται καλύτερα από την Toshiba της Ιαπωνίας.

1.2 Συντηγμένο τούβλο β κορούνδιου

Τα συντηγμένα τούβλα β-κορούνδιου αποτελούνται από σχεδόν 100% β-Al2O3 και έχουν μια μεγάλη κρυσταλλική δομή β-Al2O3 που μοιάζει με πλάκα. Μεγαλύτερα και λιγότερο ισχυρά. Από την άλλη πλευρά, όμως, έχουν καλή αντοχή σε θρυμματισμό, ειδικά παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη διάβρωση σε ισχυρούς αλκαλικούς ατμούς, επομένως χρησιμοποιούνται στην άνω δομή του κλιβάνου τήξης γυαλιού. Ωστόσο, όταν θερμαίνεται σε ατμόσφαιρα με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλκάλια, θα αντιδράσει με SiO2 και το β-Al2O3 θα αποσυντεθεί εύκολα και θα προκαλέσει συρρίκνωση όγκου, προκαλώντας ρωγμές και ρωγμές, επομένως χρησιμοποιούνται σε μέρη μακριά από τη διασπορά των πρώτων υλών γυαλιού.

1.3 Φυσικές και χημικές ιδιότητες των συντηγμένων τούβλων αβ και β κορούνδιου

Η χημική σύνθεση των συντηγμένων τούβλων α-β και β κορούνδιου είναι κυρίως Al2O3, η διαφορά είναι κυρίως στη σύνθεση της κρυσταλλικής φάσης και η διαφορά στη μικροδομή οδηγεί στη διαφορά στις φυσικές και χημικές ιδιότητες όπως η πυκνότητα όγκου, ο συντελεστής θερμικής διαστολής και η αντοχή σε θλίψη.

2. Εφαρμογή τηγμένων τούβλων κορούνδιου σε κλιβάνους τήξης γυαλιού

Τόσο ο πυθμένας όσο και το τοίχωμα της πισίνας βρίσκονται σε άμεση επαφή με το υγρό γυαλί. Για όλα τα μέρη που έρχονται σε άμεση επαφή με το υγρό γυαλί, η πιο σημαντική ιδιότητα του πυρίμαχου υλικού είναι η αντοχή στη διάβρωση, δηλαδή δεν λαμβάνει χώρα χημική αντίδραση μεταξύ του πυρίμαχου υλικού και του υγρού γυαλί.

Τα τελευταία χρόνια, κατά την αξιολόγηση των δεικτών ποιότητας των τηγμένων πυρίμαχων υλικών σε άμεση επαφή με τηγμένο γυαλί, εκτός από τη χημική σύνθεση, τους φυσικούς και χημικούς δείκτες και τη σύνθεση των ορυκτών, πρέπει επίσης να αξιολογούνται οι ακόλουθοι τρεις δείκτες: ο δείκτης αντοχής στη διάβρωση του γυαλιού, ο δείκτης φυσαλίδων καθίζησης και ο δείκτης κρυστάλλωσης καθίζησης.

Με τις υψηλότερες απαιτήσεις για την ποιότητα του γυαλιού και όσο μεγαλύτερη είναι η παραγωγική ικανότητα του κλιβάνου, η χρήση των συντηγμένων ηλεκτρικών τούβλων θα είναι ευρύτερη. Τα συντηγμένα τούβλα που χρησιμοποιούνται συνήθως σε κλιβάνους τήξης γυαλιού είναι τα συντηγμένα τούβλα σειράς AZS (Al2O3-ZrO2-SiO2). Όταν η θερμοκρασία του τούβλου AZS είναι πάνω από 1350℃, η αντοχή του στη διάβρωση είναι 2~5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του τούβλου αβ-Al2O3. Τα συντηγμένα τούβλα αβ κορούνδιου αποτελούνται από λεπτά σωματίδια α-αλουμίνας (53%) και β-αλουμίνας (45%) σε στενή διαβάθμιση, που περιέχουν μια μικρή ποσότητα υαλώδους φάσης (περίπου 2%), γεμίζοντας τους πόρους μεταξύ των κρυστάλλων, με υψηλή καθαρότητα, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ψυκτικά τούβλα τοίχου πισίνας και ψυκτικά τούβλα πυθμένα οδοστρώματος και τούβλα ραφής κ.λπ.

Η ορυκτή σύνθεση των συντηγμένων τούβλων αβ κορούνδιου περιέχει μόνο μια μικρή ποσότητα υάλινης φάσης, η οποία δεν θα διαρρεύσει και δεν θα μολύνει το υγρό γυαλιού κατά τη χρήση, και έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες κάτω από 1350 ° C. Είναι το ψυκτικό μέρος του κλιβάνου τήξης γυαλιού. Είναι ένα ιδανικό πυρίμαχο υλικό για τα τοιχώματα δεξαμενών, τους πυθμένες δεξαμενών και τα πλυντήρια των κλιβάνων τήξης γυαλιού επίπλευσης. Στο έργο μηχανικής του κλιβάνου τήξης γυαλιού επίπλευσης, το συντηγμένο τούβλο αβ κορούνδιου χρησιμοποιείται ως τούβλο τοίχου πισίνας του ψυκτικού μέρους του κλιβάνου τήξης γυαλιού. Επιπλέον, τα συντηγμένα τούβλα αβ κορούνδιου χρησιμοποιούνται επίσης για τούβλα πεζοδρομίου και τούβλα κάλυψης αρμών στο τμήμα ψύξης.

Το συντηγμένο τούβλο β κορούνδιου είναι ένα λευκό προϊόν που αποτελείται από χονδροειδείς κρυστάλλους β-Al2O3, που περιέχουν 92%~95% Al2O3, μόνο λιγότερο από 1% υαλώδη φάση, και η δομική του αντοχή είναι σχετικά ασθενής λόγω του χαλαρού κρυσταλλικού πλέγματος. Χαμηλό, το φαινομενικό πορώδες είναι λιγότερο από 15%. Δεδομένου ότι το ίδιο το Al2O3 είναι κορεσμένο με νάτριο πάνω από 2000°C, είναι πολύ σταθερό έναντι αλκαλικών ατμών σε υψηλές θερμοκρασίες και η θερμική του σταθερότητα είναι επίσης εξαιρετική. Ωστόσο, όταν έρχεται σε επαφή με SiO2, το Na2O που περιέχεται στο β-Al2O3 αποσυντίθεται και αντιδρά με το SiO2, και το β-Al2O3 μετατρέπεται εύκολα σε α-Al2O3, με αποτέλεσμα μεγάλη συρρίκνωση όγκου, προκαλώντας ρωγμές και ζημιές. Επομένως, είναι κατάλληλο μόνο για υπερκατασκευές μακριά από ιπτάμενη σκόνη SiO2, όπως η υπερκατασκευή της δεξαμενής εργασίας ενός κλιβάνου τήξης γυαλιού, το στόμιο στο πίσω μέρος της ζώνης τήξης και το κοντινό στηθαίο, η ισοπέδωση του μικρού κλιβάνου και άλλα μέρη.

Επειδή δεν αντιδρά με πτητικά οξείδια αλκαλικών μετάλλων, δεν θα υπάρχει λιωμένο υλικό που να διαρρέει από την επιφάνεια του τούβλου και να μολύνει το γυαλί. Στον κλίβανο τήξης γυαλιού επίπλευσης, λόγω της απότομης στένωσης της εισόδου του καναλιού ροής του ψυκτικού τμήματος, είναι εύκολο να προκληθεί συμπύκνωση αλκαλικών ατμών εδώ, επομένως το κανάλι ροής εδώ είναι κατασκευασμένο από συντηγμένα τούβλα β που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση από αλκαλικό ατμό.

3. Συμπέρασμα

Με βάση τις εξαιρετικές ιδιότητες των τούβλων από τηγμένο κορούνδιο όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση του γυαλιού, την αντοχή στον αφρό και την αντοχή στην πέτρα, ειδικά τη μοναδική κρυσταλλική δομή του, δεν μολύνει σχεδόν καθόλου το τηγμένο γυαλί. Υπάρχουν σημαντικές εφαρμογές σε ιμάντες διαύγασης, τμήματα ψύξης, αγωγούς, μικρούς κλιβάνους και άλλα μέρη.