Az üvegolvasztó kemence egy hőkezelő berendezés tűzálló anyagokból készült üveg olvasztására. Az üvegolvasztó kemence üzemi hatékonysága és élettartama nagymértékben függ a tűzálló anyagok változatosságától és minőségétől. Az üveggyártási technológia fejlesztése nagymértékben függ a tűzálló gyártási technológia fejlesztésétől. Ezért a tűzálló anyagok ésszerű kiválasztása és felhasználása nagyon fontos eleme az üvegolvasztó kemencék tervezésének. Ehhez a következő két pontot kell elsajátítani: az egyik a kiválasztott tűzálló anyag jellemzői és alkalmazható részei, a másik pedig az üvegolvasztó kemence egyes részeinek üzemi feltételei és korróziós mechanizmusa.
Olvasztott korund téglákElektromos ívkemencében megolvasztott alumínium-oxidot öntenek egy meghatározott alakú modellre, lágyítják és hőkezelik, majd feldolgozzák a kívánt termék előállításához. Az általános gyártási folyamat a nagy tisztaságú (95% feletti) kalcinált alumínium-oxid és kis mennyiségű adalékanyag felhasználása, az összetevők elektromos ívkemencébe helyezése, majd 2300 °C feletti magas hőmérsékleten történő megolvasztás után előre gyártott formákba öntése, majd melegen tartása. A lágyítás után kiveszik, és a kivett nyersdarab precíz hidegalakítás, előszerelés és ellenőrzés után a követelményeknek megfelelő késztermékké válik.
Az olvasztott korundtéglákat három típusba sorolják a különböző kristályformák és az alumínium-oxid mennyisége szerint: az első az α-Al2O3, mint fő kristályfázis, amelyet α-korund tégláknak neveznek; a második az α-Al2, amelyben az O3 és a β-Al2O3 kristályfázisok főként azonos tartalmúak, ezt αβ korund tégláknak nevezik; a harmadik típus főként β-Al2O3 kristályfázisok, amelyeket β korund tégláknak neveznek. Az úsztatott üvegolvasztó kemencékben általában használt olvasztott korundtéglák a második és harmadik típus, nevezetesen az olvasztott αβ korund téglák és a β korund téglák. Ez a cikk az olvasztott αβ korund téglák és a β korund téglák fizikai és kémiai tulajdonságaira, valamint az úsztatott üvegolvasztó kemencékben való alkalmazásukra összpontosít.
1. Ömlesztett korundtéglák teljesítményelemzése
1. 1 Olvasztott αβ korund tégla
Az olvasztott αβ korund téglák körülbelül 50%-ban α-Al2O3-ból és β-Al2O3-ból állnak, és a két kristály összefonódik, így egy nagyon sűrű szerkezetet alkot, amely kiválóan ellenáll az alkáli korróziónak. A korrózióállóság magas hőmérsékleten (1350°C felett) valamivel rosszabb, mint az olvasztott AZS tégláké, de 1350°C alatti hőmérsékleten az olvadt üveggel szembeni korrózióállósága megegyezik az olvasztott AZS téglákéval. Mivel nem tartalmaz Fe2O3-at, TiO2-t és egyéb szennyeződéseket, a mátrix üvegfázis nagyon kicsi, és kisebb a valószínűsége az idegen anyagoknak, például buborékoknak, amikor az olvadt üveggel érintkezik, így a mátrix üveg nem szennyeződik.
Az olvasztott αβ korundtéglák kristályosodási sűrűségűek és kiváló korrózióállósággal rendelkeznek az olvadt üveggel szemben 1350°C alatt, ezért széles körben használják őket az üvegolvasztó kemencék munkamedencéjében és azon túl, általában öntőkádakban, ajaktéglákban, kaputéglákban stb. A világon a legjobb olvasztott korundtéglákat a japán Toshiba gyártja.
1.2 Olvasztott β-korund tégla
Az olvasztott β-korund téglák közel 100%-ban β-Al2O3-ból állnak, és nagy, lemezes β-Al2O3 kristályszerkezettel rendelkeznek. Nagyobbak és kevésbé erősek. Másrészt viszont jó lepattogzási ellenállással rendelkeznek, különösen rendkívül magas korrózióállóságot mutatnak az erős lúgos gőzökkel szemben, ezért üvegolvasztó kemencék felső szerkezetében használják. Azonban, ha alacsony lúgtartalmú atmoszférában melegítik, reakcióba lép SiO2-vel, és a β-Al2O3 könnyen bomlik, és térfogatzsugorodást okoz, repedéseket és repedéseket okozva, ezért olyan helyeken használják, amelyek távol vannak az üveg alapanyagok szóródásától.
1.3 Az αβ és β korund téglák fizikai és kémiai tulajdonságai
Az olvasztott α-β és β korundtéglák kémiai összetétele főként Al 2 O 3, az eltérés főként a kristályfázis-összetételben rejlik, a mikroszerkezetbeli különbség pedig a fizikai és kémiai tulajdonságok, például a térfogatsűrűség, a hőtágulási együttható és a nyomószilárdság eltéréséhez vezet.
2. Olvasztott korundtéglák alkalmazása üvegolvasztó kemencékben
A medence alja és fala is közvetlenül érintkezik az üvegfolyadékkal. Az üvegfolyadékkal közvetlenül érintkező összes alkatrész esetében a tűzálló anyag legfontosabb tulajdonsága a korrózióállóság, azaz nem megy végbe kémiai reakció a tűzálló anyag és az üvegfolyadék között.
Az elmúlt években az olvadt üveggel közvetlenül érintkező olvasztott tűzálló anyagok minőségi mutatóinak értékelésekor a kémiai összetétel, a fizikai és kémiai mutatók, valamint az ásványi összetétel mellett a következő három mutatót is értékelni kell: az üvegeróziós ellenállási indexet, a kicsapódott buborék indexet és a kicsapódott kristályosodási indexet.
Az üvegminőséggel szemben támasztott magasabb követelményeknek és a kemence nagyobb termelési kapacitásának köszönhetően az olvasztott elektromos téglák felhasználása szélesebb körű lesz. Az üvegolvasztó kemencékben általában használt olvasztott téglák az AZS sorozatú (Al2O3-ZrO2-SiO2) olvasztott téglák. Amikor az AZS tégla hőmérséklete 1350℃ felett van, korrózióállósága 2-5-szöröse az αβ-Al2O3 tégláénak. Az olvasztott αβ korund téglák szorosan eltolt α-alumínium-oxid (53%) és β-alumínium-oxid (45%) finom részecskékből állnak, kis mennyiségű (kb. 2%) üvegfázist tartalmaznak, kitöltik a kristályok közötti pórusokat, nagy tisztasággal rendelkeznek, és hűtőelemként használhatók medencefal-téglákként és hűtőelemként padlóburkolatokhoz, téglákhoz és varrattéglákhoz stb.
Az olvasztott αβ korund téglák ásványi összetétele csak kis mennyiségű üvegfázist tartalmaz, amely használat közben nem szivárog ki és nem szennyezi be az üvegfolyadékot, jó korrózióállósággal és kiváló magas hőmérsékleti kopásállósággal rendelkezik 1350 °C alatt. Ez az üvegolvasztó kemence hűtő része. Ideális tűzálló anyag az úsztatott üvegolvasztó kemencék tartályfalaihoz, tartályfenékéhez és csatornáihoz. Az úsztatott üvegolvasztó kemence mérnöki projektjében az olvasztott αβ korund téglát az üvegolvasztó kemence hűtő részének medencefal-téglájaként használják. Ezenkívül az olvasztott αβ korund téglákat járdatéglákhoz és fedőfúz téglákhoz is használják a hűtőszakaszban.
A olvasztott β-korund tégla fehér színű, β-Al2O3 durva kristályokból álló termék, 92%~95% Al2O3-at tartalmaz, csak kevesebb mint 1% üvegfázist, és szerkezeti szilárdsága viszonylag gyenge a laza kristályrács miatt. Alacsony, a látszólagos porozitás kevesebb, mint 15%. Mivel az Al2O3 maga 2000°C felett nátriummal telítődik, magas hőmérsékleten nagyon stabil az alkáligőzzel szemben, és hőstabilitása is kiváló. SiO2-vel érintkezve azonban a β-Al2O3-ban található Na2O bomlik és reakcióba lép a SiO2-vel, a β-Al2O3 pedig könnyen átalakul α-Al2O3-vá, ami nagy térfogatzsugorodást eredményez, repedéseket és károsodást okozva. Ezért csak a SiO2 szálló porától távol eső felépítményekhez alkalmas, mint például az üvegolvasztó kemence munkamedencéjének felépítménye, az olvasztózóna hátsó részén található kifolyó és a közeli mellvéd, kisebb kemenceszintek és egyéb alkatrészek.
Mivel nem reagál illékony alkálifém-oxidokkal, nem fog olvadt anyag szivárogni a tégla felületéről, ami szennyezhetné az üveget. Az úsztatott üvegolvasztó kemencében a hűtőrész áramlási csatornájának bemenete hirtelen szűkül, így könnyen előfordulhat lúgos gőz kondenzációja, ezért az áramlási csatorna itt olvasztott β-téglákból készül, amelyek ellenállnak a lúgos gőz okozta korróziónak.
3. Következtetés
A korund téglák kiváló tulajdonságainak, az üvegerózióval, a habbal és a kővel szembeni ellenállásnak, különösen az egyedi kristályszerkezetének köszönhetően alig szennyezik az olvadt üveget. Fontos alkalmazási területei vannak derítőszalagokban, hűtőszakaszokban, elvezetőcsövekben, kis kemencékben és más alkatrészekben.
Közzététel ideje: 2024. július 5.