Примена фузионе корундске цигле у пећи за топљење флоат стакла

Опеке од фузионог корундаАлуминијум се топи у електролучној пећи и лије у одређени модел одређеног облика, жари се и конзервира на топлоти, а затим се обрађује да би се добио жељени производ. Општи производни процес је употреба калцинисане алуминијум оксида високе чистоће (изнад 95%) и мале количине адитива, стављање састојака у електролучну пећ и ливење у префабриковане калупе након топљења на високој температури изнад 2300 °C, а затим одржавање топлим. Након жарења, вади се, а извађени бланк постаје готов производ који испуњава захтеве након прецизне хладне обраде, претходне монтаже и инспекције.

Плављене корундске опеке су подељене у три типа према различитим кристалним облицима и количинама алуминијума: први је α-Al2O3 као главна кристална фаза, названа α-корундске опеке; други је α-Al2. Кристалне фазе O3 и β-Al2O3 су углавном у истом садржају, што се назива αβ корундске опеке; трећи тип је углавном кристалне фазе β-Al2O3, назване β корундске опеке. Плављене корундске опеке које се обично користе у пећима за топљење флоат стакла су други и трећи тип, наиме плављене αβ корундске опеке и β корундске опеке. Овај чланак ће се фокусирати на физичка и хемијска својства плављених αβ корундских опека и β корундских опека и њихову примену у пећима за топљење флоат стакла.

1. Анализа перформанси цигли од растопљеног корунда

1.1 Опека од растаљеног αβ корунда

Плављене αβ корундске опеке се састоје од око 50% α-Al2O3 и β-Al2O3, а два кристала су испреплетена и формирају веома густу структуру, која има одличну отпорност на јаку алкалну корозију. Отпорност на корозију на високој температури (изнад 1350°C) је нешто лошија од отпорности на корозију плављених AZS опека, али на температурама испод 1350°C, њихова отпорност на корозију растопљеног стакла је еквивалентна отпорности на растопљено стакло плављених AZS опека. Пошто не садрже Fe2O3, TiO2 и друге нечистоће, фаза матричног стакла је веома мала, а стране материје попут мехурића се мање вероватно јављају када дођу у контакт са растопљеним стаклом, тако да матрично стакло неће бити загађено.

Стопљене αβ корундске цигле су густе у кристализацији и имају одличну отпорност на корозију растопљеног стакла испод 1350°C, тако да се широко користе у радном базену и ван пећи за топљење стакла, обично у праоницима, циглама за усне, циглама за капије итд. Стопљене корундске цигле у свету најбоље производи јапанска компанија Тошиба.

1.2 Опека од плављеног β корунда

Плављене β-корундске цигле се састоје од скоро 100% β-Al2O3 и имају велику плочасту кристалну структуру β-Al2O3. Веће су и мање моћне. Али с друге стране, имају добру отпорност на љуштење, посебно показују изузетно високу отпорност на корозију на јаке алкалне паре, па се користе у горњој структури пећи за топљење стакла. Међутим, када се загревају у атмосфери са ниским садржајем алкалија, реагују са SiO2, а β-Al2O3 се лако разлаже и узрокује скупљање запремине, што узрокује пукотине и пукотине, па се користе на местима далеко од расипања стаклених сировина.

1.3 Физичка и хемијска својства стопљених αβ и β корундских опеки

Хемијски састав стопљених α-β и β корундских опека је углавном Al2O3, разлика је углавном у саставу кристалне фазе, а разлика у микроструктури доводи до разлике у физичким и хемијским својствима као што су густина у насипу, коефицијент термичког ширења и чврстоћа на притисак.

2. Примена плављених корундских цигли у пећима за топљење стакла

И дно и зид базена су у директном контакту са стакленом течношћу. За све делове који су у директном контакту са стакленом течношћу, најважније својство ватросталног материјала је отпорност на корозију, односно не долази до хемијске реакције између ватросталног материјала и стаклене течности.

Последњих година, приликом процене показатеља квалитета растопљених ватросталних материјала у директном контакту са растопљеним стаклом, поред хемијског састава, физичко-хемијских показатеља и минералног састава, морају се проценити и следећа три показатеља: индекс отпорности на ерозију стакла, индекс таложених мехурића и индекс таложене кристализације.

Са вишим захтевима за квалитет стакла и већим производним капацитетом пећи, употреба плављених електродизел цигли биће шира. Плављене цигле које се обично користе у пећима за топљење стакла су плављене цигле серије AZS (Al2O3-ZrO2-SiO2). Када је температура AZS цигле изнад 1350℃, њена отпорност на корозију је 2~5 пута већа од αβ-Al2O3 цигле. Плављене αβ корунд цигле се састоје од уско распоређених финих честица α-алуминијума (53%) и β-алуминијума (45%), које садрже малу количину стаклене фазе (око 2%), попуњавају поре између кристала, високе су чистоће и могу се користити као цигле за хлађење зидова базена и цигле за хлађење дна базена, цигле за шавове итд.

Минерални састав растопљених αβ корундских опеки садржи само малу количину стаклене фазе, која неће цурити и загађивати стаклену течност током употребе, и има добру отпорност на корозију и одличну отпорност на хабање на високим температурама испод 1350°C. То је део за хлађење пећи за топљење стакла. Идеалан је ватростални материјал за зидове резервоара, дна резервоара и канале пећи за топљење флоат стакла. У инжењерском пројекту пећи за топљење флоат стакла, растопљена αβ корундска опека се користи као цигла за зид базена у делу за хлађење пећи за топљење стакла. Поред тога, растопљене αβ корундске опеке се користе и за цигле за поплочавање и покривање спојева у делу за хлађење.

Плављена β корунд цигла је бели производ састављен од крупних кристала β-Al2O3, који садржи 92%~95% Al2O3, само мање од 1% стаклене фазе, а његова структурна чврстоћа је релативно слаба због растресите кристалне решетке. Ниска, привидна порозност је мања од 15%. Пошто је сам Al2O3 засићен натријумом изнад 2000°C, веома је стабилан на алкалне паре на високим температурама, а његова термичка стабилност је такође одлична. Међутим, када је у контакту са SiO2, Na2O садржан у β-Al2O3 се разлаже и реагује са SiO2, а β-Al2O3 се лако трансформише у α-Al2O3, што резултира великим скупљањем запремине, узрокујући пукотине и оштећења. Стога је погодан само за надградње даље од летеће прашине SiO2, као што је надградња радног базена пећи за топљење стакла, излив на задњем делу зоне топљења и његов оближњи парапет, нивелисање малих пећи и други делови.

Пошто не реагује са испарљивим оксидима алкалних метала, неће бити растопљеног материјала који цури са површине цигле и контаминира стакло. У пећи за топљење флоат стакла, због наглог сужавања улаза у канал за проток хладног дела, лако је изазвати кондензацију алкалне паре овде, па је канал за проток овде направљен од растопљених β цигли које су отпорне на корозију алкалном паром.

3. Закључак

Захваљујући одличним својствима растопљених корундских опека у погледу отпорности на ерозију стакла, отпорности на пену и отпорности на камен, посебно због своје јединствене кристалне структуре, готово да не загађују растопљено стакло. Постоје важне примене у тракама за бистрење, секцијама за хлађење, каналима, малим пећима и другим деловима.