Ужыванне плаўленай корундавай цэглы ў плавільнай печы для шкла

плаўленыя корундавыя цэглыГліна алюмінію расплаўляюць у электрадугавой печы і адліваюць у пэўную мадэль пэўнай формы, адпальваюць і кансервуюць пры награванні, а затым апрацоўваюць для атрымання патрэбнага прадукту. Агульны вытворчы працэс заключаецца ў выкарыстанні высакаякаснага кальцынаванага гліна алюмінію (вышэй за 95%) і невялікай колькасці дабавак, змяшчэнні інгрэдыентаў у электрадугавую печ і адліванні іх у загадзя падрыхтаваныя формы пасля расплаўлення пры высокай тэмпературы вышэй за 2300°C, а затым падтрыманні цяпла. Пасля адпалу загатоўка вымаецца, і пасля дакладнай халоднай апрацоўкі, папярэдняй зборкі і праверкі вынятая нарыхтоўка становіцца гатовым прадуктам, які адпавядае патрабаванням.

Плаўленыя корундавыя цэглы падзяляюцца на тры тыпы ў залежнасці ад розных крышталічных формаў і колькасці аксіду алюмінію: першы — гэта α-Al2O3 у якасці асноўнай крышталічнай фазы, якая называецца α-корундавымі цэгламі; другі — гэта α-Al2, дзе крышталічныя фазы O3 і β-Al2O3 у асноўным аднолькавыя, што называецца αβ-корундавымі цэгламі; трэці тып — гэта ў асноўным крышталічныя фазы β-Al2O3, якія называюцца β-корундавымі цэгламі. Плаўленыя корундавыя цэглы, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў печах для плаўлення ліставога шкла, — гэта другі і трэці тыпы, а менавіта плаўленыя αβ-корундавыя цэглы і β-корундавыя цэглы. У гэтым артыкуле будзе разгледжана фізічная і хімічная ўласцівасць плаўленых αβ-корундавых цэглы і β-корундавых цэглы, а таксама іх прымяненне ў печах для плаўлення ліставога шкла.

1. Аналіз характарыстык плаўленай корундавай цэглы

1.1 Цагліна з плаўленага αβ-корунду

Плаўленыя цэглы з αβ-корунда складаюцца прыкладна на 50% з α-Al2O3 і β-Al2O3, прычым два крышталі пераплятаюцца, утвараючы вельмі шчыльную структуру, якая мае выдатную моцную каразійную стойкасць супраць шчолачаў. Каразійная стойкасць пры высокай тэмпературы (вышэй за 1350°C) крыху горшая, чым у плаўленых цэглы AZS, але пры тэмпературах ніжэй за 1350°C іх каразійная стойкасць да расплаўленага шкла эквівалентная каразійнай стойкасці плаўленых цэглы AZS. Паколькі яны не ўтрымліваюць Fe2O3, TiO2 і іншых прымешак, фаза матрычнага шкла вельмі малая, і староннія рэчывы, такія як бурбалкі, менш схільныя да ўтварэння пры кантакце з расплаўленым шклом, таму матрычнае шкло не забруджваецца.

Плаўленыя цэглы з αβ-корунда маюць шчыльную крышталізацыю і выдатную каразійную ўстойлівасць да расплаўленага шкла пры тэмпературах ніжэй за 1350°C, таму яны шырока выкарыстоўваюцца ў рабочай ванне і за яе межамі шклоплавільных печаў, звычайна ў жолабах, мантажных цэглах, варотных цэглах і г.д. Плаўленыя цэглы з корунда ў свеце лепш за ўсё вырабляюцца японскай кампаніяй Toshiba.

1.2 Цагліна з плаўленага β-корунду

Плаўленая β-корундовая цэгла складаецца амаль на 100% з β-Al2O3 і мае буйную пласціністую крышталічную структуру β-Al2O3. Яна большая і менш трывалая. З іншага боку, яна мае добрую ўстойлівасць да расколвання, асабліва яна дэманструе надзвычай высокую каразійную ўстойлівасць да моцных шчолачных пароў, таму выкарыстоўваецца ў верхняй частцы шклоплавільнай печы. Аднак, калі яна награваецца ў атмасферы з нізкім утрыманнем шчолачы, яна рэагуе з SiO2, і β-Al2O3 лёгка раскладаецца, выклікаючы ўсаджванне аб'ёму, што прыводзіць да расколін і расколін, таму яе выкарыстоўваюць у месцах, далёкіх ад месцаў, дзе рассыпаецца шкляная сыравіна.

1.3 Фізічныя і хімічныя ўласцівасці плаўленай цэглы з αβ і β корунду

Хімічны склад плаўленых цэглы з α-β і β-корунду ў асноўным складаецца з Al₂O₃, розніца заключаецца ў асноўным у складзе крышталічнай фазы, а розніца ў мікраструктуры прыводзіць да розніцы ў фізічных і хімічных уласцівасцях, такіх як аб'ёмная шчыльнасць, каэфіцыент цеплавога пашырэння і трываласць на сціск.

2. Ужыванне плаўленых корундавых цэглы ў шкловарных печах

І дно, і сценкі басейна знаходзяцца ў непасрэдным кантакце са шкляной вадкасцю. Для ўсіх частак, якія непасрэдна кантактуюць са шкляной вадкасцю, найважнейшай уласцівасцю вогнетрывалага матэрыялу з'яўляецца каразійная ўстойлівасць, гэта значыць, паміж вогнетрывалым матэрыялам і шкляной вадкасцю не адбываецца хімічнай рэакцыі.

У апошнія гады пры ацэнцы паказчыкаў якасці плаўленых вогнетрывалых матэрыялаў, якія знаходзяцца ў непасрэдным кантакце з расплаўленым шклом, акрамя хімічнага складу, фізіка-хімічных паказчыкаў і мінеральнага складу, неабходна таксама ацэньваць наступныя тры паказчыкі: індэкс устойлівасці да эрозіі шкла, індэкс асадкавых бурбалак і індэкс асадкавай крышталізацыі.

З больш высокімі патрабаваннямі да якасці шкла і павелічэннем вытворчай магутнасці печы, выкарыстанне плаўленай электрычнай цэглы будзе шырэйшым. Плаўленая цэгла, якая звычайна выкарыстоўваецца ў шкловарных печах, - гэта плаўленая цэгла серыі AZS (Al2O3-ZrO2-SiO2). Пры тэмпературы цэглы AZS вышэй за 1350℃ яе каразійная ўстойлівасць у 2~5 разоў вышэйшая, чым у цэглы αβ-Al2O3. Плаўленая цэгла αβ-корунду складаецца з шчыльна размешчаных дробных часціц α-аксіду алюмінію (53%) і β-аксіду алюмінію (45%), якія ўтрымліваюць невялікую колькасць шкляной фазы (каля 2%), запаўняючы пары паміж крышталямі, з высокай чысцінёй і можа выкарыстоўвацца ў якасці цэглы для астуджэння сценак басейнаў і ахаладжальнай часткі дна, цэглы для швоў і г.д.

Мінеральны склад плаўленых цэглы з αβ-корунда змяшчае толькі невялікую колькасць шкляной фазы, якая не будзе прасочвацца і забруджваць шкляную вадкасць падчас выкарыстання, а таксама мае добрую каразійную ўстойлівасць і выдатную высокатэмпературную зносаўстойлівасць ніжэй за 1350°C. Гэта ахаладжальная частка шклоплавільнай печы. Гэта ідэальны вогнетрывалы матэрыял для сценак рэзервуараў, дна рэзервуараў і лоткаў плавільных печаў для ліўнога шкла. У інжынерным праекце плавільных печаў для ліўнога шкла плаўленая цэгла з αβ-корунда выкарыстоўваецца ў якасці цэглы для сцен басейна ахаладжальнай часткі шклоплавільнай печы. Акрамя таго, плаўленая цэгла з αβ-корунда таксама выкарыстоўваецца для брукаванкі і цэглы для пакрыцця швоў у секцыі ахаладжвання.

Плаўленая β-корундовая цэгла — гэта белы прадукт, які складаецца з буйных крышталяў β-Al2O3, які змяшчае 92%~95% Al2O3 і менш за 1% шкляной фазы. Яго структурная трываласць адносна слабая з-за друзлай крышталічнай рашоткі. Нізкая, бачная парыстасць складае менш за 15%. Паколькі сам Al2O3 насычаны натрыем пры тэмпературы вышэй за 2000°C, ён вельмі ўстойлівы да шчолачных пара пры высокіх тэмпературах, а яго тэрмічная стабільнасць таксама выдатная. Аднак пры кантакце з SiO2 Na2O, які змяшчаецца ў β-Al2O3, раскладаецца і рэагуе з SiO2, і β-Al2O3 лёгка ператвараецца ў α-Al2O3, што прыводзіць да вялікай аб'ёмнай ўсаджвання, расколін і пашкоджанняў. Такім чынам, ён падыходзіць толькі для надбудоў, размешчаных далей ад пылу SiO2, такіх як надбудова рабочага басейна шклоплавільнай печы, выліўная труба ў задняй частцы плаўкі і бліжэйшы парапет, выраўноўванне невялікай печы і іншыя дэталі.

Паколькі ён не рэагуе з лятучымі аксідамі шчолачных металаў, расплаўлены матэрыял не будзе выцякаць з паверхні цэглы і забруджваць шкло. У печы для плаўлення ліставага шкла з-за рэзкага звужэння ўваходу ў праточны канал астуджальнай часткі лёгка можа выклікаць кандэнсацыю шчолачных пароў, таму праточны канал тут выраблены з плаўленай β-цэглы, устойлівай да карозіі пад уздзеяннем шчолачнай пары.

3. Заключэнне

Дзякуючы выдатным уласцівасцям плаўленага корунду, такім як устойлівасць да эрозіі шкла, пенаўстойлівасць і ўстойлівасць да каменя, асабліва дзякуючы сваёй унікальнай крышталічнай структуры, ён амаль не забруджвае расплаўленае шкло. Ён мае важнае прымяненне ў ачышчальных канвеерах, секцыях астуджэння, катлах, невялікіх печах і іншых дэталях.