การใช้อิฐคอรันดัมผสมในเตาหลอมแก้วโฟลต

อิฐคอรันดัมผสมเป็นการหลอมอลูมินาในเตาอาร์คไฟฟ้าแล้วหล่อเป็นแบบจำลองที่กำหนดรูปร่างเฉพาะ อบอ่อนและเก็บรักษาความร้อน จากนั้นจึงนำไปแปรรูปเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ กระบวนการผลิตโดยทั่วไปคือการใช้อลูมินาเผาที่มีความบริสุทธิ์สูง (สูงกว่า 95%) และสารเติมแต่งจำนวนเล็กน้อย ใส่ส่วนผสมลงในเตาอาร์คไฟฟ้า แล้วหล่อลงในแม่พิมพ์สำเร็จรูปหลังจากหลอมที่อุณหภูมิสูงกว่า 2300 ° C จากนั้นให้อบอุ่น หลังจากการหลอมแล้ว จะนำออก และช่องว่างที่นำออกจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ตรงตามข้อกำหนดหลังจากการทำงานเย็นที่แม่นยำ การประกอบล่วงหน้า และการตรวจสอบ

อิฐคอรันดัมหลอมละลายแบ่งออกเป็นสามประเภทตามรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันและปริมาณของอลูมินา ประเภทแรกคือ α-Al2O3 เป็นเฟสผลึกหลัก เรียกว่าอิฐ α-คอรันดัม; ประการที่สองคือα-Al2 เฟสคริสตัล O 3 และβ-Al2O3 ส่วนใหญ่อยู่ในเนื้อหาเดียวกันซึ่งเรียกว่าอิฐαβคอรันดัม ประเภทที่สามส่วนใหญ่เป็นเฟสคริสตัล β-Al2O3 เรียกว่าอิฐ β คอรันดัม อิฐผสมคอรันดัมที่ใช้กันทั่วไปในเตาหลอมแก้วโฟลตเป็นประเภทที่สองและสาม ได้แก่ อิฐผสมαβคอรันดัมและอิฐβคอรันดัม บทความนี้จะเน้นที่คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอิฐ αβ คอรันดัมที่หลอมละลายและอิฐ β คอรันดัม และการนำไปใช้ในเตาหลอมแก้วโฟลต

1. การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของอิฐคอรันดัมหลอมละลาย

1. อิฐคอรันดัมαβผสม 1 ก้อน

อิฐ αβ คอรันดัมที่หลอมรวมประกอบด้วย α-Al2 O 3 ประมาณ 50% และ β-Al 2 O 3 และคริสตัลทั้งสองถูกเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนของอัลคาไลที่แข็งแกร่งได้ดีเยี่ยม ความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 1350°C) จะแย่กว่าอิฐ AZS ที่หลอมละลายเล็กน้อย แต่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1350°C ความต้านทานการกัดกร่อนต่อกระจกหลอมเหลวจะเทียบเท่ากับความต้านทานการกัดกร่อนของอิฐ AZS ที่หลอมละลาย เนื่องจากไม่มี Fe2 O 3 , TiO 2 และสิ่งสกปรกอื่นๆ เฟสเมทริกซ์แก้วจึงมีขนาดเล็กมาก และสิ่งแปลกปลอม เช่น ฟองอากาศ มีโอกาสน้อยที่จะเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับแก้วหลอมเหลว เพื่อให้แก้วเมทริกซ์ไม่ปนเปื้อน .

อิฐ αβ คอรันดัมผสมมีความหนาแน่นในการตกผลึกและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่อกระจกหลอมเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 1350°C ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งทำงานและนอกเหนือจากเตาหลอมแก้ว ซึ่งมักจะอยู่ในร้านซักรีด อิฐปาก อิฐประตู ฯลฯ อิฐคอรันดัมผสมในโลกนี้ผลิตโดยโตชิบาของญี่ปุ่น

1.2 อิฐคอรันดัมผสม

อิฐ β-คอรันดัมที่หลอมรวมประกอบด้วย β-Al2 O 3 เกือบ 100% และมีโครงสร้างผลึก β-Al 2 O 3 คล้ายแผ่นขนาดใหญ่ ใหญ่กว่าและทรงพลังน้อยกว่า แต่ในทางกลับกัน มีความต้านทานการหลุดร่อนที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อไออัลคาไลที่รุนแรงสูงมาก ดังนั้นจึงใช้ในโครงสร้างด้านบนของเตาหลอมแก้ว แต่เมื่อถูกความร้อนในบรรยากาศที่มีปริมาณความเป็นด่างต่ำจะทำปฏิกิริยากับ SiO 2 และ β-Al 2 O 3 จะสลายตัวได้ง่ายและทำให้ปริมาตรหดตัวทำให้เกิดรอยแตกร้าวจึงใช้ในสถานที่ห่างไกลจาก การกระเจิงของวัตถุดิบแก้ว

1.3 คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอิฐ αβ และ β คอรันดัมที่หลอมละลาย

องค์ประกอบทางเคมีของอิฐคอรันดัมที่หลอมรวมα-βและβส่วนใหญ่เป็น Al 2 O 3 ความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ในองค์ประกอบเฟสคริสตัลและความแตกต่างในโครงสร้างจุลภาคทำให้เกิดความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีเช่นความหนาแน่นรวมการขยายตัวทางความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์และกำลังรับแรงอัด

2. การใช้อิฐคอรันดัมหลอมละลายในเตาหลอมแก้ว

ทั้งด้านล่างและผนังสระสัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่เป็นแก้ว สำหรับชิ้นส่วนทั้งหมดที่สัมผัสกับของเหลวแก้วโดยตรง คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวัสดุทนไฟคือความต้านทานการกัดกร่อน กล่าวคือ ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นระหว่างวัสดุทนไฟและของเหลวแก้ว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เมื่อประเมินตัวบ่งชี้คุณภาพของวัสดุทนไฟที่หลอมละลายโดยสัมผัสโดยตรงกับแก้วหลอมเหลว นอกเหนือจากองค์ประกอบทางเคมี ตัวบ่งชี้ทางกายภาพและเคมี และองค์ประกอบของแร่ธาตุแล้ว จะต้องประเมินตัวบ่งชี้สามตัวต่อไปนี้ด้วย: ดัชนีความต้านทานการกัดกร่อนของแก้ว การตกตะกอน ดัชนีฟองและดัชนีการตกผลึกที่ตกตะกอน

ด้วยความต้องการคุณภาพแก้วที่สูงขึ้นและกำลังการผลิตของเตาเผาที่มากขึ้น การใช้อิฐไฟฟ้าที่หลอมละลายจะกว้างขึ้น อิฐหลอมที่ใช้กันทั่วไปในเตาหลอมแก้วคืออิฐผสม AZS series (Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2 ) เมื่ออุณหภูมิของอิฐ AZS สูงกว่า 1,350 ℃ ความต้านทานการกัดกร่อนของอิฐจะอยู่ที่ 2~5 เท่าของอิฐ α β -Al 2 O 3 อิฐ αβ คอรันดัมที่หลอมรวมประกอบด้วยอนุภาคละเอียด α-อลูมินา (53%) และ β-อลูมินา (45%) ที่สับเปลี่ยนกันอย่างใกล้ชิด โดยมีเฟสแก้วจำนวนเล็กน้อย (ประมาณ 2%) เติมเต็มรูขุมขนระหว่างคริสตัลด้วยความบริสุทธิ์สูง และสามารถใช้เป็นอิฐผนังสระว่ายน้ำส่วนระบายความร้อนและอิฐทางเท้าด้านล่างและอิฐตะเข็บ ฯลฯ

องค์ประกอบแร่ของอิฐคอรันดัมαβผสมประกอบด้วยเฟสแก้วเพียงเล็กน้อยเท่านั้นซึ่งจะไม่ซึมออกมาและสร้างมลพิษให้กับของเหลวแก้วในระหว่างการใช้งานและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1350 ° C มันคือ ส่วนระบายความร้อนของเตาหลอมแก้ว เป็นวัสดุทนไฟที่เหมาะสำหรับผนังถัง พื้นถัง และเครื่องซักผ้าของเตาหลอมแก้วโฟลต ในโครงการวิศวกรรมเตาหลอมแก้วโฟลต อิฐ αβ คอรันดัมที่หลอมละลายจะถูกใช้เป็นอิฐผนังสระน้ำของส่วนทำความเย็นของเตาหลอมแก้ว นอกจากนี้ อิฐ αβ คอรันดัมที่หลอมรวมยังใช้สำหรับอิฐทางเท้าและปิดอิฐรอยต่อในส่วนทำความเย็น

อิฐคอรันดัมผสมเป็นผลิตภัณฑ์สีขาวที่ประกอบด้วยผลึกหยาบ β -Al2 O 3 ซึ่งมี 92% ~ 95% Al 2 O 3 มีเฟสแก้วน้อยกว่า 1% เท่านั้น และความแข็งแรงของโครงสร้างค่อนข้างอ่อนแอเนื่องจากโครงตาข่ายคริสตัลหลวม . ต่ำ ความพรุนปรากฏน้อยกว่า 15% เนื่องจากตัว Al2O3 นั้นอิ่มตัวด้วยโซเดียมที่สูงกว่า 2000°C จึงมีความเสถียรสูงต่อไออัลคาไลที่อุณหภูมิสูง และความเสถียรทางความร้อนยังดีเยี่ยมอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อสัมผัสกับ SiO 2 Na 2 O ที่อยู่ใน β-Al 2 O 3 จะสลายตัวและทำปฏิกิริยากับ SiO2 และ β-Al 2 O 3 จะถูกเปลี่ยนเป็น α-Al 2 O 3 ได้อย่างง่ายดาย ส่งผลให้มีปริมาตรมาก การหดตัวทำให้เกิดรอยแตกร้าวและเสียหาย ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับโครงสร้างส่วนบนที่อยู่ห่างจากฝุ่นฟุ้งกระจายของ SiO2 เท่านั้น เช่น โครงสร้างส่วนบนของพูลทำงานของเตาหลอมแก้ว ท่อจ่ายที่ด้านหลังของโซนหลอมเหลวและเชิงเทินในบริเวณใกล้เคียง การปรับระดับเตาหลอมขนาดเล็ก และชิ้นส่วนอื่นๆ

เนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะอัลคาไลที่ระเหยง่าย จึงไม่มีสิ่งหลอมเหลวไหลออกมาจากพื้นผิวอิฐเพื่อปนเปื้อนกระจก ในเตาหลอมแก้วโฟลต เนื่องจากทางเข้าของช่องการไหลของชิ้นส่วนทำความเย็นแคบลงอย่างกะทันหัน จึงทำให้เกิดการควบแน่นของไออัลคาไลน์ที่นี่ได้ง่าย ดังนั้นช่องทางการไหลที่นี่จึงทำจากอิฐหลอมละลาย β ที่ทนทาน การกัดกร่อนด้วยไอน้ำอัลคาไลน์

3. บทสรุป

ด้วยคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของอิฐคอรันดัมหลอมในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อนของแก้ว ความต้านทานโฟม และความต้านทานของหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงสร้างผลึกที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ ทำให้แทบไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อกระจกหลอมเหลว มีการใช้งานที่สำคัญในสายพานเคลียร์ ส่วนทำความเย็น รันเนอร์ เตาเผาขนาดเล็ก และชิ้นส่วนอื่นๆ