En glassmältugn är en termisk utrustning för smältning av glas tillverkat av eldfasta material. Glassmältugnens driftseffektivitet och livslängd beror till stor del på variationen och kvaliteten på eldfasta material. Utvecklingen av glasproduktionsteknik beror i hög grad på förbättringen av eldfast tillverkningsteknik. Därför är ett rimligt val och en rimlig användning av eldfasta material en mycket viktig del av designen av glassmältugnar. För att göra detta måste följande två punkter behärskas, den ena är egenskaperna och tillämpliga delar av det valda eldfasta materialet, och den andra är driftsförhållandena och korrosionsmekanismen för varje del av glassmältugnen.
Smälta korundtegelstenarsmälts aluminiumoxid i en ljusbågsugn och gjuts till en specificerad modell med en specifik form, glödgas och värmebehandlas, och bearbetas sedan för att erhålla den önskade produkten. Den allmänna produktionsprocessen är att använda högren kalcinerad aluminiumoxid (över 95 %) och en liten mängd tillsatser, placera ingredienserna i ljusbågsugnen och gjuta dem i prefabricerade formar efter att ha smälts vid en hög temperatur över 2300 °C, och sedan hålla dem varma. Efter glödgning tas den ut, och det uttagna ämnet blir en färdig produkt som uppfyller kraven efter exakt kallbearbetning, förmontering och inspektion.
Smälta korundtegelstenar delas in i tre typer beroende på de olika kristallformerna och mängderna aluminiumoxid: den första är α-Al2O3 som huvudkristallfas, kallad α-korundtegelstenar; den andra är α-Al2. O3- och β-Al2O3-kristallfaserna har huvudsakligen samma innehåll, vilket kallas αβ-korundtegelstenar; den tredje typen är huvudsakligen β-Al2O3-kristallfaser, kallade β-korundtegelstenar. Smälta korundtegelstenar som vanligtvis används i smältugnar för floatglas är den andra och tredje typen, nämligen smälta αβ-korundtegelstenar och β-korundtegelstenar. Denna artikel kommer att fokusera på de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos smälta αβ-korundtegelstenar och β-korundtegelstenar och deras tillämpningar i smältugnar för floatglas.
1. Prestandanalys av smälta korundtegelstenar
1. 1 Smält αβ-korundtegel
Smälta αβ-korundtegelstenar består av cirka 50 % α-Al2O3 och β-Al2O3, och de två kristallerna är sammanflätade för att bilda en mycket tät struktur med utmärkt stark alkalikorrosionsbeständighet. Korrosionsbeständigheten vid hög temperatur (över 1350 °C) är något sämre än för smälta AZS-tegelstenar, men vid temperaturer under 1350 °C är dess korrosionsbeständighet mot smält glas likvärdig med smälta AZS-tegelstenar. Eftersom de inte innehåller Fe2O3, TiO2 och andra föroreningar är matrisglasfasen mycket liten, och främmande ämnen som bubblor är mindre benägna att uppstå när de kommer i kontakt med smält glas, så att matrisglaset inte förorenas.
Smälta αβ-korundtegelstenar har en tät kristallisation och utmärkt korrosionsbeständighet mot smält glas under 1350 °C, så de används ofta i arbetsbassängen och utanför glassmältugnar, vanligtvis i tvättinrättningar, läpptegelstenar, grindtegelstenar etc. Smälta korundtegelstenar i världen tillverkas bäst av japanska Toshiba.
1.2 Smält β-korundtegel
Smälta β-korundtegelstenar består av nästan 100 % β-Al2O3 och har en stor, plattliknande β-Al2O3-kristallin struktur. De är större och mindre kraftfulla. Å andra sidan har de god motståndskraft mot splittring, särskilt mot stark alkaliånga som extremt hög korrosionsbeständighet, så de används i den övre strukturen i glassmältugnar. Men när de upphettas i en atmosfär med låg alkalihalt reagerar de med SiO2, och β-Al2O3 sönderfaller lätt och orsakar volymkrympning, vilket leder till sprickor och krackeleringar, så de används på platser långt ifrån spridda glasråvaror.
1.3 Fysikaliska och kemiska egenskaper hos smälta αβ- och β-korundtegelstenar
Den kemiska sammansättningen av smälta α-β- och β-korundtegelstenar är huvudsakligen Al2O3, skillnaden ligger främst i kristallfasens sammansättning, och skillnaden i mikrostruktur leder till skillnader i fysikaliska och kemiska egenskaper såsom skrymdensitet, värmeutvidgningskoefficient och tryckhållfasthet.
2. Användning av smälta korundtegelstenar i glassmältugnar
Både botten och väggen på poolen är i direkt kontakt med glasvätskan. För alla delar som är i direkt kontakt med glasvätskan är den viktigaste egenskapen hos det eldfasta materialet korrosionsbeständigheten, det vill säga att ingen kemisk reaktion sker mellan det eldfasta materialet och glasvätskan.
Under senare år, vid bedömning av kvalitetsindikatorer för smälta eldfasta material i direkt kontakt med smält glas, måste, utöver kemisk sammansättning, fysikaliska och kemiska indikatorer samt mineralsammansättning, även följande tre indikatorer bedömas: glaserosionsbeständighetsindex, utfällningsbubbelindex och utfällningskristallisationsindex.
Med högre krav på glaskvalitet och ju större ugnens produktionskapacitet, kommer användningen av smälta elektriska tegelstenar att bli bredare. Smälta tegelstenar som vanligtvis används i glassmältningsugnar är AZS-serien (Al2O3-ZrO2-SiO2) smälta tegelstenar. När temperaturen hos AZS-tegelstenen är över 1350 ℃ är dess korrosionsbeständighet 2~5 gånger högre än hos αβ-Al2O3-tegelsten. Smälta αβ-korundtegelstenar består av tätt förskjutna α-aluminiumoxid (53 %) och β-aluminiumoxid (45 %) fina partiklar, som innehåller en liten mängd glasfas (cirka 2 %), vilket fyller porerna mellan kristallerna, med hög renhet, och kan användas som kylande delar för poolväggstegel och kylande delar för bottenbeläggningstegel och falstegelstenar etc.
Mineralsammansättningen i smälta αβ-korundtegelstenar innehåller endast en liten mängd glasfas, som inte sipprar ut och förorenar glasvätskan under användning, och har god korrosionsbeständighet och utmärkt slitstyrka vid höga temperaturer under 1350 °C. Det är den kylande delen av glassmältugnen. Det är ett idealiskt eldfast material för tankväggar, tankbottnar och rännor i flytglassmältugnar. I teknikprojektet för flytglassmältugnar används smält αβ-korundtegel som bassängväggstegel i kyldelen av glassmältugnen. Dessutom används smälta αβ-korundtegelstenar även för gatutegelstenar och täckfogar i kylsektionen.
Smält β-korundtegel är en vit produkt som består av grova β-Al2O3-kristaller, innehållande 92–95 % Al2O3, endast mindre än 1 % glasfas, och dess strukturella hållfasthet är relativt svag på grund av det lösa kristallgittret. Låg, den synbara porositeten är mindre än 15 %. Eftersom Al2O3 i sig är mättat med natrium över 2000 °C, är det mycket stabilt mot alkaliånga vid höga temperaturer, och dess termiska stabilitet är också utmärkt. Men när det kommer i kontakt med SiO2 sönderfaller Na2O som finns i β-Al2O3 och reagerar med SiO2, och β-Al2O3 omvandlas lätt till α-Al2O3, vilket resulterar i en stor volymkrympning, vilket orsakar sprickor och skador. Därför är den endast lämplig för överbyggnader borta från flygande SiO2-damm, såsom överbyggnaden i arbetsbassängen i en glassmältugn, utloppet på baksidan av smältzonen och dess närliggande bröstvärn, liten ugnsnivåinställning och andra delar.
Eftersom det inte reagerar med flyktiga alkalimetalloxider kommer inget smält material att sippra från tegelstenens yta och förorena glaset. I smältugnen för floatglas, på grund av den plötsliga förträngningen av inloppet till kyldelens flödeskanal, är det lätt att orsaka kondensation av alkalisk ånga här, så flödeskanalen här är gjord av smälta β-tegelstenar som är resistenta mot korrosion från alkalisk ånga.
3. Slutsats
Baserat på de utmärkta egenskaperna hos smälta korundtegelstenar vad gäller motståndskraft mot glaserosion, skumbeständighet och stenbeständighet, särskilt dess unika kristallstruktur, förorenar den knappast smält glas. Den har viktiga tillämpningar inom klarningsband, kylsektioner, rännor, små ugnar och andra delar.
Publiceringstid: 5 juli 2024