Aplicarea cărămizii de corindon topit în cuptorul de topire a sticlei flotate

Cărămizi de corindon topiteAlumina topită într-un cuptor cu arc electric este turnată într-un model specificat, cu o formă specifică, recoaptă și conservată termic, apoi prelucrată pentru a obține produsul dorit. Procesul general de producție constă în utilizarea aluminei calcinate de înaltă puritate (peste 95%) și a unei cantități mici de aditivi, introducerea ingredientelor în cuptorul cu arc electric și turnarea lor în matrițe prefabricate după topire la o temperatură ridicată peste 2300 °C, apoi menținerea lor la cald. După recoacere, este scoasă, iar semifabricatul scos devine un produs finit care îndeplinește cerințele după prelucrare la rece precisă, pre-asamblare și inspecție.

Cărămizile de corindon topit sunt împărțite în trei tipuri în funcție de diferitele forme cristaline și cantități de alumină: prima este α-Al2O3 ca fază cristalină principală, numită cărămizi α-corindon; a doua este α-Al2. Fazele cristaline O3 și β-Al2O3 au în principal același conținut, fiind numite cărămizi de corindon αβ; al treilea tip este în principal fazele cristaline β-Al2O3, numite cărămizi β corindon. Cărămizile de corindon topit utilizate în mod obișnuit în cuptoarele de topire a sticlei flotate sunt al doilea și al treilea tip, și anume cărămizile de corindon αβ topite și cărămizile de corindon β. Acest articol se va concentra pe proprietățile fizice și chimice ale cărămizilor de corindon αβ topite și ale cărămizilor de corindon β topite și pe aplicarea lor în cuptoarele de topire a sticlei flotate.

1. Analiza performanței cărămizilor de corindon topit

1. 1 Cărămidă de corindon αβ topită

Cărămizile de corindon αβ topite sunt compuse din aproximativ 50% α-Al2O3 și β-Al2O3, iar cele două cristale sunt interconectate pentru a forma o structură foarte densă, care are o rezistență excelentă la coroziunea alcalină. Rezistența la coroziune la temperaturi ridicate (peste 1350°C) este puțin mai slabă decât cea a cărămizilor AZS topite, dar la temperaturi sub 1350°C, rezistența sa la coroziune față de sticla topită este echivalentă cu cea a cărămizilor AZS topite. Deoarece nu conține Fe2O3, TiO2 și alte impurități, faza vitroasă a matricei este foarte mică, iar corpurile străine, cum ar fi bulele, sunt mai puțin susceptibile de a apărea atunci când intră în contact cu sticla topită, astfel încât sticla matricei nu va fi poluată.

Cărămizile de corindon αβ topite au o cristalizare densă și o rezistență excelentă la coroziune la sticla topită sub 1350°C, așa că sunt utilizate pe scară largă în baia de lucru și în afara cuptoarelor de topire a sticlei, de obicei în spălătoare, cărămizi cu buze, cărămizi cu uși etc. Cărămizile de corindon topite din lume sunt fabricate cel mai bine de compania japoneză Toshiba.

1.2 Cărămidă de corindon β topită

Cărămizile de β-corindon topite sunt compuse din aproape 100% β-Al₂O₃ și au o structură cristalină de β-Al₂O₃, asemănătoare plăcilor mari. Sunt mai mari și mai puțin puternice. Pe de altă parte, însă, au o bună rezistență la exfoliere, în special prezintă o rezistență extrem de mare la coroziune la vapori alcalini puternici, așa că sunt utilizate în structura superioară a cuptorului de topire a sticlei. Cu toate acestea, atunci când sunt încălzite într-o atmosferă cu conținut scăzut de alcali, vor reacționa cu SiO₂, iar β-Al₂O₃ se va descompune ușor și va provoca contracția volumică, provocând fisuri și fisuri, așa că sunt utilizate în locuri departe de împrăștierea materiilor prime din sticlă.

1.3 Proprietățile fizice și chimice ale cărămizilor de corindon topite αβ și β

Compoziția chimică a cărămizilor de corindon α-β și β topite este în principal Al2O3, diferența constând în principal în compoziția fazei cristaline, iar diferența de microstructură duce la diferențe în proprietățile fizice și chimice, cum ar fi densitatea în vrac, coeficientul de dilatare termică și rezistența la compresiune.

2. Aplicarea cărămizilor de corindon topit în cuptoarele de topire a sticlei

Atât fundul, cât și peretele piscinei sunt în contact direct cu lichidul din sticlă. Pentru toate părțile care intră în contact direct cu lichidul din sticlă, cea mai importantă proprietate a materialului refractar este rezistența la coroziune, adică nu are loc nicio reacție chimică între materialul refractar și lichidul din sticlă.

În ultimii ani, la evaluarea indicatorilor de calitate ai materialelor refractare topite în contact direct cu sticla topită, pe lângă compoziția chimică, indicatorii fizico-chimici și compoziția minerală, trebuie evaluați și următorii trei indicatori: indicele de rezistență la eroziunea sticlei, indicele de precipitare a bulelor și indicele de cristalizare precipitată.

Cu cerințe mai ridicate pentru calitatea sticlei și cu cât capacitatea de producție a cuptorului este mai mare, utilizarea cărămizilor electrice topite va fi mai răspândită. Cărămizile topite utilizate în mod obișnuit în cuptoarele de topire a sticlei sunt cărămizile topite din seria AZS (Al2O3-ZrO2-SiO2). Când temperatura cărămizii AZS este peste 1350℃, rezistența sa la coroziune este de 2~5 ori mai mare decât cea a cărămizii αβ-Al2O3. Cărămizile de corindon αβ topite sunt compuse din particule fine de α-alumină (53%) și β-alumină (45%), decalate strâns, conținând o cantitate mică de fază vitroasă (aproximativ 2%), umplând porii dintre cristale, având o puritate ridicată și putând fi utilizate ca și cărămizi pentru răcirea peretelui piscinei, cărămizi pentru pavajul fundului piscinei și cărămizi pentru îmbinări etc.

Compoziția minerală a cărămizilor de corindon αβ topite conține doar o cantitate mică de fază de sticlă, care nu se va infiltra și nu va polua lichidul din sticlă în timpul utilizării și are o rezistență bună la coroziune și o rezistență excelentă la uzură la temperaturi ridicate sub 1350 °C. Este partea de răcire a cuptorului de topire a sticlei. Este un material refractar ideal pentru pereții rezervorului, fundul rezervorului și coloanele cuptoarelor de topire a sticlei flotate. În proiectul de inginerie al cuptorului de topire a sticlei flotate, cărămida de corindon αβ topită este utilizată ca și cărămidă pentru peretele bazinului părții de răcire a cuptorului de topire a sticlei. În plus, cărămizile de corindon αβ topite sunt utilizate și pentru cărămizi de pavaj și cărămizi de acoperire a rosturilor în secțiunea de răcire.

Cărămida de corindon β topită este un produs alb compus din cristale grosiere de β-Al2O3, conținând 92%~95% Al2O3, doar sub 1% fază vitroasă, iar rezistența sa structurală este relativ slabă datorită rețelei cristaline laxe. Porozitatea aparentă este scăzută, mai mică de 15%. Deoarece Al2O3 în sine este saturat cu sodiu peste 2000°C, este foarte stabil față de vaporii alcalini la temperaturi ridicate, iar stabilitatea sa termică este, de asemenea, excelentă. Cu toate acestea, în contact cu SiO2, Na2O conținut în β-Al2O3 se descompune și reacționează cu SiO2, iar β-Al2O3 se transformă ușor în α-Al2O3, rezultând o contracție volumică mare, provocând fisuri și deteriorări. Prin urmare, este potrivit doar pentru suprastructuri ferite de praful zburător de SiO2, cum ar fi suprastructura piscinei de lucru a unui cuptor de topire a sticlei, gura de scurgere din spatele zonei de topire și parapetul din apropiere, nivelarea micului cuptor și alte părți.

Deoarece nu reacționează cu oxizii volatili ai metalelor alcaline, nu va exista material topit care să se prelingă de pe suprafața cărămizii pentru a contamina sticla. În cuptorul de topire a sticlei flotate, din cauza îngustării bruște a orificiului de admisie al canalului de curgere al părții de răcire, este ușor să se condenseze vaporii alcalini aici, astfel încât canalul de curgere de aici este realizat din cărămizi β topite, care sunt rezistente la coroziunea cauzată de aburul alcalin.

3. Concluzie

Datorită proprietăților excelente ale cărămizilor de corindon topit în ceea ce privește rezistența la eroziunea sticlei, rezistența la spumă și rezistența la pietre, în special a structurii sale cristaline unice, acestea poluează foarte puțin sticla topită. Există aplicații importante în benzi de clarificare, secțiuni de răcire, canale de încălzire, cuptoare mici și alte componente.