Sulatatud korundtellise pealekandmine ujukklaasi sulatusahjus

Sulatatud korundtellisedsulatatakse alumiiniumoksiid elektrikaarahjus ja valatakse kindla kujuga mudeliks, lõõmutatakse ja säilitatakse kuumuses ning seejärel töödeldakse soovitud toote saamiseks. Üldine tootmisprotsess on kasutada kõrge puhtusastmega kaltsineeritud alumiiniumoksiidi (üle 95%) ja väikest kogust lisandeid, panna koostisosad elektrikaarahju ja valada need pärast sulatamist kõrgel temperatuuril üle 2300 °C eelvalmistatud vormidesse ning seejärel hoida neid soojas. Pärast lõõmutamist võetakse see välja ja väljavõetud toorikust saab pärast täpset külmtöötlemist, eelmonteerimist ja kontrollimist nõuetele vastav valmistoode.

Sulatatud korundtellised jagunevad kolme tüüpi vastavalt erinevatele kristallivormidele ja alumiiniumoksiidi kogustele: esimene on α-Al2O3 kui peamine kristallfaas, mida nimetatakse α-korundtellisteks; teine ​​on α-Al2, kus O3 ja β-Al2O3 kristallfaasid on peamiselt samas sisalduses, mida nimetatakse αβ korundtellisteks; kolmas tüüp on peamiselt β-Al2O3 kristallfaasid, mida nimetatakse β-korundtellisteks. Ujukklaasi sulatusahjudes tavaliselt kasutatavad sulatatud korundtellised on teist ja kolmandat tüüpi, nimelt sulatatud αβ ja β korundtellised. See artikkel keskendub sulatatud αβ ja β korundtelliste füüsikalistele ja keemilistele omadustele ning nende kasutamisele ujukklaasi sulatusahjudes.

1. Sulatatud korundtelliste toimivusanalüüs

1. 1 Sulatatud αβ korundtellis

Sulatatud αβ korundtellised koosnevad umbes 50% ulatuses α-Al2O3 ja β-Al2O3 elementidest ning need kaks kristalli on omavahel põimunud, moodustades väga tiheda struktuuri, millel on suurepärane tugev leelismetallide korrosioonikindlus. Kõrgel temperatuuril (üle 1350 °C) on korrosioonikindlus veidi halvem kui sulatatud AZS-tellistel, kuid temperatuuril alla 1350 °C on selle korrosioonikindlus sulaklaasi suhtes samaväärne sulatatud AZS-telliste omaga. Kuna see ei sisalda Fe2O3, TiO2 ega muid lisandeid, on maatriksklaasi faas väga väike ja võõrkehade, näiteks mullide, teke sulaklaasiga kokkupuutel on väiksem, mistõttu maatriksklaas ei saastu.

Sulatatud αβ korundtellised on kristalliseerumistihedusega ja neil on suurepärane korrosioonikindlus sulaklaasi suhtes alla 1350 °C, seega kasutatakse neid laialdaselt klaasisulatusahjude tööbasseinis ja väljaspool neid, tavaliselt pesurennides, huuletellistes, väravatellistes jne. Maailma parimad sulatatud korundtellised on Jaapani Toshiba toode.

1.2 Sulatatud β-korundtellis

Sulatatud β-korundtellised koosnevad peaaegu 100% ulatuses β-Al2O3-st ja neil on suur plaaditaoline β-Al2O3 kristallstruktuur. Suuremad ja vähem võimsad. Kuid teisest küljest on neil hea purunemiskindlus, eriti see näitab äärmiselt kõrget korrosioonikindlust tugevate leeliseliste aurude suhtes, mistõttu neid kasutatakse klaasisulatusahjude ülemises konstruktsioonis. Kui neid aga kuumutatakse madala leelisesisaldusega atmosfääris, reageerib see SiO2-ga ja β-Al2O3 laguneb kergesti ning põhjustab mahu kokkutõmbumist, mis põhjustab pragusid ja lõhesid, mistõttu neid kasutatakse kohtades, mis on kaugel klaasitoorainete hajumisest.

1.3 Sulatatud αβ ja β korundtelliste füüsikalised ja keemilised omadused

Sulatatud α-β ja β korundtelliste keemiline koostis on peamiselt Al2O3, erinevus seisneb peamiselt kristallfaasi koostises ning mikrostruktuuri erinevus põhjustab erinevusi füüsikalistes ja keemilistes omadustes, nagu näiteks mahutihedus, soojuspaisumistegur ja survetugevus.

2. Sulatatud korundtelliste kasutamine klaasisulatusahjudes

Nii basseini põhi kui ka sein puutuvad otseselt kokku klaasvedelikuga. Kõigi klaasvedelikuga otseselt kokkupuutuvate osade puhul on tulekindla materjali kõige olulisem omadus korrosioonikindlus, st tulekindla materjali ja klaasvedeliku vahel ei toimu keemilist reaktsiooni.

Viimastel aastatel on sulaklaasiga otseses kokkupuutes olevate sulatatud tulekindlate materjalide kvaliteedinäitajate hindamisel lisaks keemilisele koostisele, füüsikalistele ja keemilistele näitajatele ning mineraalsele koostisele vaja hinnata ka järgmisi kolme näitajat: klaasi erosioonikindluse indeks, sadestunud mullide indeks ja sadestunud kristallisatsiooni indeks.

Klaasi kvaliteedinõuete ja ahju suurema tootmisvõimsuse tõttu on sulatatud elektriliste telliste kasutusala laiem. Klaasisulatusahjudes kasutatakse tavaliselt AZS-seeria (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂) sulatatud telliseid. Kui AZS-tellise temperatuur on üle 1350 ℃, on selle korrosioonikindlus 2–5 korda suurem kui αβ-Al₂O₃ tellisel. Sulatatud αβ-korundtellised koosnevad tihedalt paigutatud α-alumiiniumoksiidi (53%) ja β-alumiiniumoksiidi (45%) peenosakestest, mis sisaldavad väikest kogust klaasfaasi (umbes 2%), täites kristallidevahelised poorid, on kõrge puhtusastmega ja neid saab kasutada basseini seina telliste ja põhja sillutise jahutusosa, telliste ja õmbluste telliste jms jahutusosadena.

Sulatatud αβ-korundtelliste mineraalne koostis sisaldab vaid väheses koguses klaasfaasi, mis kasutamise ajal ei imbu välja ega saasta klaasivedelikku, ning millel on hea korrosioonikindlus ja suurepärane kõrge temperatuuriga kulumiskindlus alla 1350 °C. See on klaasisulatusahju jahutusosa. See on ideaalne tulekindel materjal ujukklaasisulatusahjude mahutite seinte, põhjade ja kanalisatsioonikanalite jaoks. Ujukklaasisulatusahju projekteerimisel kasutatakse sulatatud αβ-korundtellist klaasisulatusahju jahutusosa basseini seina tellisena. Lisaks kasutatakse sulatatud αβ-korundtellist ka sillutustelliste ja kattevuukide tellistena jahutussektsioonis.

Sulatatud β-korundtellis on valge toode, mis koosneb jämedatest β-Al2O3 kristallidest, sisaldades 92%–95% Al2O3, millest ainult alla 1% on klaasfaasi, ning selle struktuuriline tugevus on lahtise kristallvõre tõttu suhteliselt nõrk. Madal, näiv poorsus on alla 15%. Kuna Al2O3 ise on üle 2000 °C naatriumiga küllastunud, on see kõrgetel temperatuuridel leeliselise auru suhtes väga stabiilne ja selle termiline stabiilsus on samuti suurepärane. SiO2-ga kokkupuutel laguneb β-Al2O3-s sisalduv Na2O ja reageerib SiO2-ga ning β-Al2O3 muundub kergesti α-Al2O3-ks, mille tulemuseks on suur mahu kokkutõmbumine, mis omakorda põhjustab pragusid ja kahjustusi. Seetõttu sobib see ainult SiO2 lendava tolmu eest kaitstud pealisehitiste jaoks, näiteks klaasisulatusahju tööbasseini pealisehitis, sulatustsooni tagumine tila ja selle lähedal asuv parapet, väikesed ahju tasandusdetailid ja muud osad.

Kuna see ei reageeri lenduvate leelismetallioksiididega, ei imbu tellise pinnalt sula materjali, mis klaasi saastaks. Ujukklaasi sulatusahjus on jahutusosa voolukanali sisselaskeava järsu kitsenemise tõttu siin lihtne leeliselise auru kondenseerumist põhjustada, seega on siinne voolukanal valmistatud sulatatud β-tellistest, mis on leeliselise auru korrosioonile vastupidavad.

3. Kokkuvõte

Sulatatud korundtelliste suurepäraste omaduste, näiteks klaasierosioonikindluse, vahukindluse ja kivikindluse, eriti ainulaadse kristallstruktuuri tõttu ei saasta see sula klaasi peaaegu üldse. Sellel on olulisi rakendusi selituslindil, jahutussektsioonil, kanalil, väikeses ahjus ja mujal.