Primjena opeke od topljenog korunda u peći za topljenje float stakla

Topljene korundne ciglese topi glinica u elektrolučnoj peći i lijeva u zadani model određenog oblika, žari i toplinski konzervira, a zatim obrađuje kako bi se dobio željeni proizvod. Opći proizvodni proces je korištenje kalcinirane glinice visoke čistoće (iznad 95%) i male količine aditiva, stavljanje sastojaka u elektrolučnu peć i livenje u prefabrikovane kalupe nakon topljenja na visokoj temperaturi iznad 2300°C. , a zatim ih održavati toplim. Nakon žarenja se vadi, a izvađeni zalogaj postaje gotov proizvod koji ispunjava zahtjeve nakon precizne hladne obrade, predmontaže i pregleda.

Cigle od topljenog korunda dijele se u tri tipa prema različitim kristalnim oblicima i količinama glinice: prva je α-Al2O3 kao glavna kristalna faza, nazvana α-korund cigle; drugi je α-Al2 Kristalne faze O 3 i β-Al2O3 su uglavnom u istom sadržaju, što se naziva αβ korund cigle; treći tip su uglavnom β-Al2O3 kristalne faze, nazvane β korundne cigle. Cigle od topljenog korunda koje se obično koriste u pećima za topljenje float stakla su drugi i treći tip, naime cigle od αβ korunda i β korundne opeke. Ovaj članak će se fokusirati na fizička i kemijska svojstva fuzioniranih αβ korundnih cigli i β korundnih opeka i njihovu primjenu u pećima za topljenje float stakla.

1. Analiza performansi opeke od topljenog korunda

1. 1 Taljena αβ korundna cigla

Stopljene αβ korundne cigle se sastoje od oko 50% α-Al2 O 3 i β-Al 2 O 3 , a dva kristala su isprepletena da formiraju vrlo gustu strukturu, koja ima odličnu jaku otpornost na alkalnu koroziju. Otpornost na koroziju na visokim temperaturama (iznad 1350°C) je nešto lošija od otpornosti na fuzionisane AZS cigle, ali na temperaturama ispod 1350°C, njena otpornost na koroziju prema rastaljenom staklu je ekvivalentna otpornosti topljenih AZS cigli. Budući da ne sadrži Fe2O3, TiO2 i druge nečistoće, faza matričnog stakla je vrlo mala, a manja je vjerovatnoća da će se strana materija poput mjehurića pojaviti kada dođe u kontakt sa rastopljenim staklom, tako da staklo matriksa neće biti zagađeno. .

Taljeni αβ korund cigle su guste u kristalizaciji i imaju odličnu otpornost na koroziju na rastopljeno staklo ispod 1350°C, tako da se široko koriste u radnom bazenu i izvan peći za topljenje stakla, obično u perionicama, opekama, ciglama za kapije, itd. Topljene korundne cigle na svijetu najbolje proizvodi japanska Toshiba.

1.2 Taljena β korundna cigla

Spojene β-korundne cigle se sastoje od skoro 100% β-Al2 O 3 i imaju veliku β-Al 2 O 3 kristalnu strukturu nalik ploči. Veći i manje moćni. Ali s druge strane, ima dobru otpornost na ljuštenje, posebno pokazuje izuzetno visoku otpornost na koroziju na jake alkalne pare, pa se koristi u gornjoj strukturi peći za topljenje stakla. Međutim, kada se zagreva u atmosferi sa niskim sadržajem alkalija, reaguje sa SiO 2 , a β-Al 2 O 3 će se lako razgraditi i prouzrokovati skupljanje zapremine da izazove pukotine i pukotine, pa se koristi na mestima daleko od rasipanje staklenih sirovina.

1.3 Fizička i hemijska svojstva spojenih αβ i β korundnih cigli

Hemijski sastav fuzionisanih α-β i β korundnih opeka je uglavnom Al 2 O 3 , razlika je uglavnom u sastavu kristalne faze, a razlika u mikrostrukturi dovodi do razlike u fizičkim i hemijskim svojstvima kao što su nasipna gustina, termičko širenje koeficijenta i tlačne čvrstoće.

2. Primjena taljenog korunda u pećima za topljenje stakla

I dno i zid bazena su u direktnom kontaktu sa staklenom tečnošću. Za sve dijelove koji direktno dodiruju staklenu tekućinu, najvažnije svojstvo vatrostalnog materijala je otpornost na koroziju, odnosno ne dolazi do kemijske reakcije između vatrostalnog materijala i staklene tekućine.

Posljednjih godina, pri ocjenjivanju pokazatelja kvaliteta topljenih vatrostalnih materijala u direktnom kontaktu sa rastopljenim staklom, pored hemijskog sastava, fizičko-hemijskih pokazatelja i mineralnog sastava, moraju se ocjenjivati ​​i sljedeća tri pokazatelja: indeks otpornosti stakla na eroziju, taloženje indeks mjehurića i indeks precipitirane kristalizacije.

Sa višim zahtjevima za kvalitetom stakla i većim proizvodnim kapacitetom peći, upotreba topljenih električnih cigli će biti šira. Topljene opeke koje se obično koriste u pećima za topljenje stakla su fuzionisane cigle serije AZS (Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2 ). Kada je temperatura AZS cigle iznad 1350℃, njena otpornost na koroziju je 2~5 puta veća od α β -Al 2 O 3 cigle. Stopljene αβ korundne opeke se sastoje od usko raspoređenih α-alumina (53%) i β-aluminijuma (45%) finih čestica, koje sadrže malu količinu staklene faze (oko 2%), ispunjavajući pore između kristala, visoke čistoće, i može se koristiti kao dio za hlađenje cigle za zid bazena i dio za hlađenje za donji trotoar Cigle i opeke za šavove itd.

Mineralni sastav fuzionisanih αβ korundnih cigli sadrži samo malu količinu staklene faze, koja neće curiti i zagađivati ​​staklenu tečnost tokom upotrebe, a ima dobru otpornost na koroziju i odličnu otpornost na habanje pri visokim temperaturama ispod 1350 °C. rashladni dio peći za topljenje stakla. Idealan je vatrostalni materijal za zidove rezervoara, dna rezervoara i perionice peći za topljenje float stakla. U inženjerskom projektu peći za topljenje float stakla, fuzionirana αβ korundna cigla se koristi kao zidna cigla bazena rashladnog dijela peći za topljenje stakla. Dodatno, fuzionisane αβ korundne cigle se takođe koriste za cigle za pločnike i opeke za pokrivanje spojeva u delu za hlađenje.

Stopljena β korundna cigla je bijeli proizvod sastavljen od β-Al2O3 krupnih kristala, koji sadrži 92%~95% Al2O3, samo manje od 1% staklene faze, a njena strukturna čvrstoća je relativno slaba zbog labave kristalne rešetke . Niska, prividna poroznost je manja od 15%. Budući da je sam Al2O3 zasićen natrijumom iznad 2000°C, veoma je stabilan na alkalne pare na visokim temperaturama, a njegova termička stabilnost je takođe odlična. Međutim, kada je u kontaktu sa SiO 2 , Na 2 O sadržan u β-Al 2 O 3 se razlaže i reagira sa SiO2 , a β-Al 2 O 3 se lako transformira u α-Al 2 O 3 , što rezultira velikom zapreminom skupljanje, uzrokujući pukotine i oštećenja. Stoga je pogodan samo za nadgradnje udaljene od SiO2 leteće prašine, kao što je nadgradnja radnog bazena peći za topljenje stakla, izljev na stražnjoj strani zone topljenja i njen obližnji parapet, nivelacija male peći i drugi dijelovi.

Budući da ne reaguje sa isparljivim oksidima alkalnih metala, neće biti rastopljenog materijala koji curi sa površine cigle koji bi kontaminirao staklo. U peći za topljenje float stakla, zbog naglog suženja ulaza protočnog kanala rashladnog dijela, ovdje je lako izazvati kondenzaciju alkalne pare, pa je protočni kanal ovdje napravljen od topljenih β cigli koje su otporne. do korozije alkalnom parom.

3. Zaključak

Na osnovu odličnih svojstava opeke od topljenog korunda u smislu otpornosti na eroziju stakla, otpornosti na pjenu i otpornosti na kamen, posebno na svojoj jedinstvenoj kristalnoj strukturi, gotovo da ne zagađuje rastopljeno staklo. Važne su primjene u pojasu za bistrenje, rashladnom dijelu, vodilici, malim pećima i drugim dijelovima.