Primjena taljene korundne opeke u peći za taljenje plutajućeg stakla

Taljene korundne opekeAluminijev oksid se tali u elektrolučnoj peći i lijeva u određeni model određenog oblika, žari i toplinski konzervira, a zatim obrađuje kako bi se dobio željeni proizvod. Opći proizvodni proces je korištenje visokočistog kalciniranog aluminijevog oksida (iznad 95%) i male količine aditiva, stavljanje sastojaka u elektrolučnu peć i njihovo lijevanje u montažne kalupe nakon što se tale na visokoj temperaturi iznad 2300 °C, a zatim održavanje topline. Nakon žarenja, vadi se, a izvađeni blank postaje gotov proizvod koji zadovoljava zahtjeve nakon precizne hladne obrade, prethodne montaže i inspekcije.

Taljene korundne opeke dijele se u tri vrste prema različitim kristalnim oblicima i količinama aluminijevog oksida: prva je α-Al2O3 kao glavna kristalna faza, nazvana α-korundne opeke; druga je α-Al2. Kristalne faze O3 i β-Al2O3 uglavnom su u istom sadržaju, što se naziva αβ korundne opeke; treća vrsta je uglavnom kristalna faza β-Al2O3, nazvana β korundne opeke. Taljene korundne opeke koje se obično koriste u pećima za taljenje float stakla su druga i treća vrsta, naime taljene αβ korundne opeke i β korundne opeke. Ovaj članak će se usredotočiti na fizikalna i kemijska svojstva taljenih αβ korundnih opeka i β korundnih opeka te njihovu primjenu u pećima za taljenje float stakla.

1. Analiza performansi taljenih korundnih opeka

1.1 Opeka od taljenog αβ korunda

Taljene αβ korundne opeke sastoje se od oko 50% α-Al2O3 i β-Al2O3, a dva kristala su isprepletena i tvore vrlo gustu strukturu koja ima izvrsnu otpornost na jaku alkalnu koroziju. Otpornost na koroziju na visokim temperaturama (iznad 1350°C) nešto je lošija od one taljenih AZS opeka, ali na temperaturama ispod 1350°C, otpornost na koroziju rastaljenog stakla jednaka je onoj taljenih AZS opeka. Budući da ne sadrži Fe2O3, TiO2 i druge nečistoće, faza matrice stakla je vrlo mala, a strane tvari poput mjehurića manje su vjerojatno da će se pojaviti kada dođu u kontakt s rastaljenim staklom, tako da matrica stakla neće biti onečišćena.

Taljene αβ korundne opeke su guste u kristalizaciji i imaju izvrsnu otpornost na koroziju rastaljenog stakla ispod 1350°C, pa se široko koriste u radnom bazenu i izvan peći za taljenje stakla, obično u praonicama, usnama, vratima itd. Taljene korundne opeke u svijetu najbolje proizvodi japanska Toshiba.

1.2 Opeka od taljenog β korunda

Taljene β-korundne opeke sastoje se od gotovo 100% β-Al2O3 i imaju veliku pločastu kristalnu strukturu β-Al2O3. Veće su i manje snažne. S druge strane, imaju dobru otpornost na ljuštenje, posebno pokazuju izuzetno visoku otpornost na koroziju na jake alkalne pare, pa se koriste u gornjoj strukturi peći za taljenje stakla. Međutim, kada se zagrijavaju u atmosferi s niskim udjelom alkalija, reagiraju sa SiO2, a β-Al2O3 se lako raspadaju i uzrokuju skupljanje volumena, što uzrokuje pukotine i pukotine, pa se koriste na mjestima daleko od raspršenih staklenih sirovina.

1.3 Fizikalna i kemijska svojstva taljenih αβ i β korundnih opeka

Kemijski sastav taljenih α-β i β korundnih opeka uglavnom je Al2O3, razlika je uglavnom u sastavu kristalne faze, a razlika u mikrostrukturi dovodi do razlike u fizikalnim i kemijskim svojstvima kao što su gustoća mase, koeficijent toplinskog širenja i tlačna čvrstoća.

2. Primjena taljenih korundnih opeka u pećima za taljenje stakla

I dno i stijenka bazena su u izravnom kontaktu sa staklenom tekućinom. Za sve dijelove koji su u izravnom kontaktu sa staklenom tekućinom, najvažnije svojstvo vatrostalnog materijala je otpornost na koroziju, odnosno ne dolazi do kemijske reakcije između vatrostalnog materijala i staklene tekućine.

Posljednjih godina, pri procjeni pokazatelja kvalitete taljenih vatrostalnih materijala u izravnom kontaktu s rastaljenim staklom, osim kemijskog sastava, fizikalno-kemijskih pokazatelja i mineralnog sastava, moraju se procijeniti i sljedeća tri pokazatelja: indeks otpornosti na eroziju stakla, indeks taloženih mjehurića i indeks taložene kristalizacije.

S višim zahtjevima za kvalitetom stakla i većim proizvodnim kapacitetom peći, upotreba taljenih električnih opeka bit će šira. Taljene opeke koje se obično koriste u pećima za taljenje stakla su taljene opeke serije AZS (Al2O3-ZrO2-SiO2). Kada je temperatura AZS opeke iznad 1350 ℃, njezina otpornost na koroziju je 2~5 puta veća od otpornosti na koroziju αβ-Al2O3 opeke. Taljene αβ korundne opeke sastoje se od usko raspoređenih finih čestica α-alumine (53%) i β-alumine (45%), koje sadrže malu količinu staklene faze (oko 2%), ispunjavaju pore između kristala, visoke su čistoće i mogu se koristiti kao rashladne opeke za zidove bazena i rashladne opeke za popločavanje dna i šavove itd.

Mineralni sastav taljenih αβ korundnih opeka sadrži samo malu količinu staklene faze koja neće curiti i zagađivati ​​staklenu tekućinu tijekom upotrebe, te ima dobru otpornost na koroziju i izvrsnu otpornost na habanje na visokim temperaturama ispod 1350 °C. To je rashladni dio peći za taljenje stakla. Idealan je vatrostalni materijal za stijenke spremnika, dna spremnika i kanale peći za taljenje float stakla. U inženjerskom projektu peći za taljenje float stakla, taljena αβ korundna opeka koristi se kao zidna opeka bazena rashladnog dijela peći za taljenje stakla. Osim toga, taljene αβ korundne opeke koriste se i za opeke za popločavanje i opeke za pokrivanje spojeva u dijelu za hlađenje.

Taljena β korundna opeka je bijeli proizvod sastavljen od grubih kristala β-Al2O3, koji sadrži 92%~95% Al2O3, samo manje od 1% staklene faze, a njegova strukturna čvrstoća je relativno slaba zbog labave kristalne rešetke. Niska je, prividna poroznost je manja od 15%. Budući da je sam Al2O3 zasićen natrijem iznad 2000°C, vrlo je stabilan na alkalne pare na visokim temperaturama, a njegova toplinska stabilnost je također izvrsna. Međutim, kada je u kontaktu sa SiO2, Na2O sadržan u β-Al2O3 se razgrađuje i reagira sa SiO2, a β-Al2O3 se lako pretvara u α-Al2O3, što rezultira velikim skupljanjem volumena, uzrokujući pukotine i oštećenja. Stoga je prikladan samo za nadgradnje dalje od leteće prašine SiO2, kao što je nadgradnja radnog bazena peći za taljenje stakla, izljev na stražnjoj strani zone taljenja i njegov obližnji parapet, nivelacija malih peći i drugi dijelovi.

Budući da ne reagira s hlapljivim oksidima alkalijskih metala, neće doći do curenja rastaljenog materijala s površine opeke i kontaminacije stakla. U peći za taljenje float stakla, zbog naglog sužavanja ulaza protočnog kanala rashladnog dijela, lako je uzrokovati kondenzaciju alkalne pare ovdje, pa je protočni kanal ovdje izrađen od taljenih β opeka koje su otporne na koroziju alkalnom parom.

3. Zaključak

Zbog izvrsnih svojstava taljenog korundnog ciglenog liva u smislu otpornosti na eroziju stakla, otpornosti na pjenu i otpornosti na kamen, posebno zbog svoje jedinstvene kristalne strukture, gotovo ne zagađuje rastaljeno staklo. Važne su primjene u trakama za bistrenje, odjeljcima za hlađenje, kanalima, malim pećima i drugim dijelovima.