تطبيق طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر في فرن صهر الزجاج العائم

طوب اكسيد الالمونيوم المنصهريتم صهر الألومينا في فرن القوس الكهربائي وصبها في نموذج محدد ذو شكل محدد، وتصلبها وحفظها بالحرارة، ثم معالجتها للحصول على المنتج المطلوب. تتمثل عملية الإنتاج العامة في استخدام الألومينا المكلسة عالية النقاء (أعلى من 95%) وكمية صغيرة من المواد المضافة، ووضع المكونات في فرن القوس الكهربائي، وصبها في قوالب جاهزة بعد صهرها عند درجة حرارة عالية تزيد عن 2300 درجة مئوية. ، ومن ثم إبقائها دافئة بعد التلدين، يتم إخراجها، ويصبح الفراغ المأخوذ منتجًا نهائيًا يلبي المتطلبات بعد العمل البارد الدقيق والتجميع المسبق والفحص.

ينقسم طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر إلى ثلاثة أنواع حسب الأشكال البلورية المختلفة وكميات الألومينا: الأول هو α-Al2O3 باعتباره الطور البلوري الرئيسي، ويسمى طوب α- اكسيد الالمونيوم؛ والثاني هو α-Al2. توجد المرحلتان البلوريتان O 3 و β-Al2O3 بشكل أساسي في نفس المحتوى، وهو ما يسمى طوب اكسيد الالمونيوم αβ؛ النوع الثالث هو في الأساس أطوار بلورية β-Al2O3، تسمى طوب اكسيد الالمونيوم. طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر المستخدم بشكل شائع في أفران صهر الزجاج المصقول هو النوعان الثاني والثالث، وهما طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ وطوب اكسيد الالمونيوم β. ستركز هذه المقالة على الخواص الفيزيائية والكيميائية لطوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ وطوب اكسيد الالمونيوم وتطبيقاتها في أفران صهر الزجاج المصقول.

1. تحليل أداء طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر

1. 1 طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ

يتكون طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ من حوالي 50% α-Al2 O 3 و β-Al 2 O 3، ويتم تشابك البلورتين لتشكيل بنية كثيفة للغاية، والتي تتمتع بمقاومة قوية ممتازة للتآكل القلوي. مقاومة التآكل عند درجات حرارة عالية (أعلى من 1350 درجة مئوية) أسوأ قليلاً من مقاومة طوب AZS المنصهر، ولكن عند درجات حرارة أقل من 1350 درجة مئوية، فإن مقاومته للتآكل للزجاج المنصهر تعادل مقاومة طوب AZS المنصهر. نظرًا لأنه لا يحتوي على Fe2 O 3 وTiO 2 وشوائب أخرى، فإن مرحلة الزجاج المصفوفي صغيرة جدًا، ومن غير المرجح أن تحدث مواد غريبة مثل الفقاعات عند ملامستها للزجاج المنصهر، لذلك لن يتلوث زجاج المصفوفة .

طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر كثيف في التبلور ولديه مقاومة ممتازة للتآكل للزجاج المنصهر تحت 1350 درجة مئوية، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في حوض العمل وخارج أفران صهر الزجاج، عادة في المغاسل، وطوب الشفة، وطوب البوابات، وما إلى ذلك. من الأفضل تصنيع طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر في العالم بواسطة شركة توشيبا اليابانية.

1.2 الطوب المنصهر اكسيد الالمونيوم

يتكون طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر من 100% تقريبًا من β-Al2 O 3، وله بنية بلورية كبيرة تشبه الصفيحة β-Al 2 O 3. أكبر وأقل قوة. ولكن من ناحية أخرى، فهو يتمتع بمقاومة جيدة للتشظي، خاصة أنه يظهر مقاومة عالية للتآكل بسبب البخار القلوي القوي، لذلك يتم استخدامه في الهيكل العلوي لفرن صهر الزجاج. ومع ذلك، عند تسخينه في جو ذي محتوى قلوي منخفض، فإنه سوف يتفاعل مع SiO 2، و β-Al 2 O 3 سوف يتحلل بسهولة ويسبب انكماش الحجم مما يسبب الشقوق والشقوق، لذلك يتم استخدامه في أماكن بعيدة عن تناثر المواد الخام الزجاجية.

1.3 الخواص الفيزيائية والكيميائية للطوب المنصهر αβ و β اكسيد الالمونيوم

التركيب الكيميائي للطوب المنصهر α-β و β اكسيد الالمونيوم هو بشكل رئيسي Al 2 O 3 ، ويكون الاختلاف بشكل رئيسي في تكوين الطور البلوري، ويؤدي الاختلاف في البنية المجهرية إلى اختلاف الخواص الفيزيائية والكيميائية مثل الكثافة الظاهرية والتمدد الحراري معامل، وقوة الضغط.

2. تطبيق طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر في أفران صهر الزجاج

يكون كل من الجزء السفلي والجدار من حوض السباحة على اتصال مباشر بالسائل الزجاجي. بالنسبة لجميع الأجزاء التي تتصل مباشرة بالسائل الزجاجي، فإن الخاصية الأكثر أهمية للمادة المقاومة للحرارة هي مقاومة التآكل، أي أنه لا يحدث أي تفاعل كيميائي بين المادة المقاومة للحرارة والسائل الزجاجي.

في السنوات الأخيرة، عند تقييم مؤشرات جودة المواد الحرارية المنصهرة في اتصال مباشر مع الزجاج المنصهر، بالإضافة إلى التركيب الكيميائي والمؤشرات الفيزيائية والكيميائية والتركيب المعدني، يجب أيضًا تقييم المؤشرات الثلاثة التالية: مؤشر مقاومة تآكل الزجاج، المترسب مؤشر الفقاعة ومؤشر التبلور المترسب.

مع ارتفاع متطلبات جودة الزجاج وزيادة القدرة الإنتاجية للفرن، فإن استخدام الطوب الكهربائي المنصهر سيكون أوسع. الطوب المنصهر الشائع الاستخدام في أفران صهر الزجاج هو الطوب المنصهر من سلسلة AZS (Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2). عندما تكون درجة حرارة الطوب AZS أعلى من 1350 درجة مئوية، فإن مقاومته للتآكل تكون 2 ~ 5 أضعاف مقاومة الطوب α β -Al 2 O 3. يتكون طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ من جزيئات دقيقة من α-alumina (53%) وβ-alumina (45%)، تحتوي على كمية صغيرة من الطور الزجاجي (حوالي 2%)، وتملأ المسام بين البلورات، بدرجة نقاء عالية، ويمكن استخدامها كطوب حائط لجزء التبريد وطوب الرصيف السفلي لجزء التبريد وطوب التماس وما إلى ذلك.

يحتوي التركيب المعدني لطوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ فقط على كمية صغيرة من الطور الزجاجي، والتي لن تتسرب وتلوث السائل الزجاجي أثناء الاستخدام، ولها مقاومة جيدة للتآكل ومقاومة ممتازة للتآكل عند درجات الحرارة العالية أقل من 1350 درجة مئوية. جزء التبريد من فرن صهر الزجاج. إنها مادة حرارية مثالية لجدران الخزانات وقيعان الخزانات ومغاسل أفران صهر الزجاج المصقول. في المشروع الهندسي لفرن صهر الزجاج العائم، يتم استخدام طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ كطوب جدار حمام السباحة لجزء التبريد من فرن صهر الزجاج. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر αβ أيضًا في طوب الرصف وتغطية الطوب المشترك في قسم التبريد.

طوب اكسيد الالمونيوم المنصهر هو منتج أبيض يتكون من بلورات β -Al2 O 3 الخشنة، التي تحتوي على 92٪ ~ 95٪ Al 2 O 3، فقط أقل من 1٪ مرحلة زجاجية، وقوتها الهيكلية ضعيفة نسبيًا بسبب الشبكة البلورية الفضفاضة. . منخفضة، المسامية الظاهرة أقل من 15%. وبما أن Al2O3 نفسه مشبع بالصوديوم فوق 2000 درجة مئوية، فهو مستقر للغاية ضد البخار القلوي عند درجات الحرارة العالية، كما أن ثباته الحراري ممتاز أيضًا. ومع ذلك، عند التلامس مع SiO 2، يتحلل Na 2 O الموجود في β-Al 2 O 3 ويتفاعل مع SiO2، ويتحول β-Al 2 O 3 بسهولة إلى α-Al 2 O 3، مما يؤدي إلى حجم كبير. الانكماش، مما يسبب الشقوق والأضرار. ولذلك، فهي مناسبة فقط للهياكل الفوقية البعيدة عن الغبار المتطاير SiO2، مثل البنية الفوقية لحوض العمل لفرن صهر الزجاج، والصنبور الموجود في الجزء الخلفي من منطقة الصهر والحاجز المجاور لها، وتسوية الفرن الصغير وأجزاء أخرى.

نظرًا لأنه لا يتفاعل مع أكاسيد الفلزات القلوية المتطايرة، فلن يكون هناك مادة منصهرة تتسرب من سطح الطوب لتلوث الزجاج. في فرن صهر الزجاج العائم، بسبب التضييق المفاجئ لمدخل قناة التدفق لجزء التبريد، من السهل التسبب في تكثيف البخار القلوي هنا، وبالتالي فإن قناة التدفق هنا مصنوعة من الطوب المنصهر المقاوم للتآكل بالبخار القلوي.

3. الاستنتاج

بناءً على الخصائص الممتازة لطوب اكسيد الالمونيوم المنصهر من حيث مقاومة تآكل الزجاج، ومقاومة الرغوة، ومقاومة الحجر، وخاصة هيكله البلوري الفريد، فإنه بالكاد يلوث الزجاج المنصهر. هناك تطبيقات مهمة في حزام التصفية، قسم التبريد، العداء، الفرن الصغير وأجزاء أخرى.