Glerbræðsluofn er hitabúnaður til að bræða gler úr eldföstum efnum. Þjónustuskilyrði og endingartími glerbræðsluofns er að miklu leyti háður fjölbreytni og gæðum eldföstra efna. Þróun glerframleiðslutækni er að miklu leyti háð framförum í framleiðslutækni eldföstra efna. Þess vegna er skynsamlegt val og notkun eldföstra efna mjög mikilvægt atriði í hönnun glerbræðsluofna. Til að gera þetta verður að hafa fulla þekkingu á eftirfarandi tveimur atriðum, annars vegar eiginleika og viðeigandi hlutar valda eldfösta efnisins, og hins vegar þjónustuskilyrði og tæringarferli hvers hluta glerbræðsluofnsins.
Bræddir korundmúrsteinareru brædd áloxíð í rafbogaofni og steypt í ákveðna gerð með ákveðinni lögun, glóðuð og hitavarðveitt og síðan unnin til að fá fram þá vöru sem óskað er eftir. Almennt framleiðsluferli er að nota mjög hreint brennt áloxíð (yfir 95%) og lítið magn af aukefnum, setja innihaldsefnin í rafbogaofninn og steypa þau í forsmíðaðar mót eftir að hafa verið brædd við háan hita yfir 2300°C og halda þeim síðan heitum. Eftir glóðun er það tekið út og úttakið eyðublað verður fullunnið vara sem uppfyllir kröfur eftir nákvæma köldvinnslu, forsamsetningu og skoðun.
Bræddir kórundummúrsteinar eru skipt í þrjár gerðir eftir mismunandi kristalformum og magni áloxíðs: sá fyrsti er α-Al2O3 sem aðalkristallafasi, kallaður α-kórundummúrsteinar; sá seinni er α-Al2. O3 og β-Al2O3 kristalfasarnir eru aðallega í sama innihaldi, sem kallast αβ kórundummúrsteinar; sá þriðji eru aðallega β-Al2O3 kristalfasar, kallaðir β kórundummúrsteinar. Bræddir kórundummúrsteinar sem almennt eru notaðir í bræðsluofnum fyrir flotgler eru önnur og þriðja gerðin, þ.e. bræddir αβ kórundummúrsteinar og β kórundummúrsteinar. Þessi grein mun fjalla um eðlis- og efnafræðilega eiginleika bræddra αβ kórundummúrsteina og β kórundummúrsteina og notkun þeirra í bræðsluofnum fyrir flotgler.
1. Árangursgreining á bræddum kórundummúrsteinum
1. 1 Sambræddur αβ korundmúrsteinn
Samrunnin αβ kórundmúrsteinar eru um 50% α-Al2O3 og β-Al2O3, og kristallarnir tveir eru fléttaðir saman til að mynda mjög þétta uppbyggingu sem hefur framúrskarandi sterka basísk tæringarþol. Tæringarþolið við hátt hitastig (yfir 1350°C) er örlítið verra en hjá samrunnnum AZS múrsteinum, en við hitastig undir 1350°C er tæringarþol þess gegn bráðnu gleri jafngilt því sem hjá samrunnnum AZS múrsteinum. Þar sem það inniheldur ekki Fe2O3, TiO2 og önnur óhreinindi er fylliefnisglerfasinn mjög lítill og ólíklegt er að framandi efni eins og loftbólur komist í snertingu við bráðið gler, þannig að fylliefnisglerið mengist ekki.
Bræddir αβ kórundum múrsteinar eru þéttir í kristöllun og hafa framúrskarandi tæringarþol gegn bráðnu gleri undir 1350°C, þannig að þeir eru mikið notaðir í vinnslulaugum og utan glerbræðsluofna, venjulega í þvottahúsum, kantmúrsteinum, hliðmúrsteinum o.s.frv. Bræddir kórundum múrsteinar í heiminum eru best framleiddir af japanska fyrirtækinu Toshiba.
1.2 Sambræddur β-korundmúrsteinn
Samrunnin β-kórund múrsteinar eru úr næstum 100% β-Al2O3 og hafa stóra, plötulaga β-Al2O3 kristallabyggingu. Stærri og minna öflug. Hins vegar hefur það góða mótstöðu gegn flötun, sérstaklega sýnir það mjög mikla tæringarþol gegn sterkum basa gufum, þannig að það er notað í efri byggingu glerbræðsluofna. Hins vegar, þegar það er hitað í andrúmslofti með lágu basainnihaldi, mun það hvarfast við SiO2, og β-Al2O3 mun auðveldlega brotna niður og valda rúmmálsrýrnun sem veldur sprungum og sprungum, þannig að það er notað á stöðum fjarri dreifingu glerhráefna.
1.3 Eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar bræddra αβ og β korundmúrsteina
Efnasamsetning samruninna α-β og β kórundumsteina er aðallega Al2O3, munurinn liggur aðallega í kristalfasasamsetningu og munurinn á örbyggingu leiðir til mismunandi eðlis- og efnafræðilegra eiginleika eins og rúmmálsþéttleika, varmaþenslustuðuls og þjöppunarstyrks.
2. Notkun bræddra kórundumsteina í glerbræðsluofnum
Bæði botn og veggur laugarinnar eru í beinni snertingu við glervökvann. Fyrir alla hluta sem eru í beinni snertingu við glervökvann er mikilvægasti eiginleiki eldfasta efnisins tæringarþol, það er að segja, engin efnahvörf eiga sér stað milli eldfasta efnisins og glervökvans.
Á undanförnum árum, þegar gæðavísar á bræddu eldföstum efnum í beinni snertingu við bráðið gler hafa verið metnir, verður auk efnasamsetningar, eðlis- og efnafræðilegra vísa og steinefnasamsetningar einnig að meta eftirfarandi þrjá vísa: glerrofsþolsvísitölu, útfellingarbóluvísitölu og útfellingarkristöllunarvísitölu.
Með hærri kröfum um gæði glersins og meiri framleiðslugetu ofnsins verður notkun bræddra rafmagnsmúrsteina víðtækari. Bræddir múrsteinar sem almennt eru notaðir í glerbræðsluofnum eru AZS serían (Al2O3-ZrO2-SiO2) bræddir múrsteinar. Þegar hitastig AZS múrsteins er yfir 1350℃ er tæringarþol hans 2~5 sinnum hærra en αβ-Al2O3 múrsteinar. Bræddir αβ kórundum múrsteinar eru samsettir úr fínum ögnum af α-álumíni (53%) og β-álumíni (45%) sem eru þéttskipaðir, innihalda lítið magn af glerfasa (um 2%), sem fyllir svigrúmin milli kristalla, með mikilli hreinleika, og geta verið notaðir sem kælimúrsteinar fyrir sundlaugarveggi og kælimúrsteinar fyrir botnlagnir og sauma múrsteina o.s.frv.
Steinefnasamsetning bræddra αβ kórundum múrsteina inniheldur aðeins lítið magn af glerfasa, sem mun ekki síast út og menga glervökvann við notkun, og hefur góða tæringarþol og framúrskarandi slitþol við háan hita undir 1350°C. Það er kælihluti glerbræðsluofnsins. Það er tilvalið eldfast efni fyrir tankveggi, botn tanka og þvottahús í fljótandi glerbræðsluofnum. Í verkfræðiverkefninu fyrir fljótandi glerbræðsluofna er bræddur αβ kórundum múrsteinn notaður sem laugarveggmúrsteinn í kælihluta glerbræðsluofnsins. Að auki eru bræddir αβ kórundum múrsteinar einnig notaðir sem gangstéttarmúrsteinar og samskeyti í kælihlutanum.
Samrunninn β-kórundmúrsteinn er hvít vara sem samanstendur af grófum β-Al2O3 kristöllum, sem innihalda 92%~95% Al2O3, aðeins minna en 1% glerfasa, og byggingarstyrkur þess er tiltölulega veikur vegna lauss kristalgrindar. Lágt, sýnileg gegndræpi er minna en 15%. Þar sem Al2O3 sjálft er mettað með natríum yfir 2000°C, er það mjög stöðugt gegn basískum gufu við hátt hitastig, og hitastöðugleiki þess er einnig framúrskarandi. Hins vegar, þegar það kemst í snertingu við SiO2, brotnar Na2O sem er í β-Al2O3 niður og hvarfast við SiO2, og β-Al2O3 umbreytist auðveldlega í α-Al2O3, sem leiðir til mikillar rúmmálsrýrnunar, sem veldur sprungum og skemmdum. Þess vegna hentar það aðeins fyrir yfirbyggingar fjarri fljúgandi SiO2 ryki, svo sem yfirbyggingu vinnslulaugar glerbræðsluofns, stútinn að aftan á bræðslusvæðinu og nærliggjandi brjóstriðju, litla ofnjöfnunarbúnað og aðra hluta.
Þar sem það hvarfast ekki við rokgjörn alkalímálmoxíð, mun ekkert bráðið efni leka af múrsteinsyfirborðinu til að menga glerið. Í bræðsluofni flotglers, vegna skyndilegrar þrengingar á inntaki flæðisrásar kælihlutans, er auðvelt að valda þéttingu basískrar gufu þar, þannig að flæðisrásin hér er úr bræddum β-múrsteinum sem eru ónæmar fyrir tæringu frá basískri gufu.
3. Niðurstaða
Vegna framúrskarandi eiginleika bræddra kórundummúrsteina hvað varðar glereyðingarþol, froðuþol og steinþol, sérstaklega einstakrar kristalbyggingar þeirra, mengar það varla bráðið gler. Það hefur mikilvæga notkun í hreinsiefni, kælihlutum, rennum, litlum ofnum og öðrum hlutum.
Birtingartími: 5. júlí 2024