Шыны балқыту пешінде балқытылған корунд кірпішін қолдану

Балқытылған корунд кірпіштеріэлектр доғалық пеште балқытылған алюминий оксиді белгілі бір пішіндегі көрсетілген үлгіге құйылады, күйдіріледі және жылумен сақталады, содан кейін қажетті өнімді алу үшін өңделеді. Жалпы өндіріс процесі жоғары тазалықтағы кальциленген алюминий оксидін (95%-дан жоғары) және аз мөлшерде қоспаларды пайдалану, ингредиенттерді электр доғалық пешке салу және 2300°C-тан жоғары температурада балқытылғаннан кейін алдын ала дайындалған қалыптарға құю, содан кейін оларды жылы ұстау болып табылады. Күйдіргеннен кейін ол алынады, ал алынған дайындама дәл суық өңдеуден, алдын ала жинаудан және тексеруден кейін талаптарға сай келетін дайын өнімге айналады.

Балқытылған корунд кірпіштері әртүрлі кристалдық пішіндері мен алюминий оксидінің мөлшеріне байланысты үш түрге бөлінеді: біріншісі - негізгі кристалдық фаза ретінде α-Al2O3, α-корунд кірпіштері деп аталады; екіншісі - α-Al2. O3 және β-Al2O3 кристалдық фазалары негізінен бірдей құрамда болады, ол αβ корунд кірпіштері деп аталады; үшінші түрі - негізінен β-Al2O3 кристалдық фазалары, β корунд кірпіштері деп аталады. Қалқымалы шыны балқыту пештерінде жиі қолданылатын балқытылған корунд кірпіштері екінші және үшінші түрлері болып табылады, атап айтқанда балқытылған αβ корунд кірпіштері және β корунд кірпіштері. Бұл мақалада балқытылған αβ корунд кірпіштері мен β корунд кірпіштерінің физикалық және химиялық қасиеттеріне және оларды қалқымалы шыны балқыту пештерінде қолдануға назар аударылады.

1. Балқытылған корунд кірпіштерінің өнімділігін талдау

1. 1 Балқытылған αβ корунд кірпіші

Балқытылған αβ корунд кірпіштері шамамен 50% α-Al2O3 және β-Al2O3-тен тұрады, және екі кристал өте тығыз құрылым түзу үшін өзара байланысқан, ол өте күшті сілтілік коррозияға төзімділікке ие. Жоғары температурадағы (1350°C жоғары) коррозияға төзімділік балқытылған AZS кірпіштеріне қарағанда сәл нашар, бірақ 1350°C-тан төмен температурада оның балқытылған шыныға коррозияға төзімділігі балқытылған AZS кірпіштеріне тең. Оның құрамында Fe2O3, TiO2 және басқа қоспалар болмағандықтан, матрицалық шыны фазасы өте аз, ал көпіршіктер сияқты бөгде заттардың балқытылған шынымен жанасқан кезде пайда болуы ықтималдығы аз, сондықтан матрицалық шыны ластанбайды.

Балқытылған αβ корунд кірпіштері кристалдану кезінде тығыз және 1350°C-тан төмен балқытылған шыныға тамаша коррозияға төзімді, сондықтан олар жұмыс бассейнінде және шыны балқыту пештерінен тыс жерлерде, әдетте кір жуатын орындарда, ерін кірпіштерінде, қақпа кірпіштерінде және т.б. кеңінен қолданылады. Әлемдегі балқытылған корунд кірпіштерін ең жақсы түрде Жапонияның Toshiba компаниясы жасайды.

1.2 Балқытылған β корунд кірпіші

Балқытылған β-корунд кірпіштері шамамен 100% β-Al2O3-тен тұрады және үлкен пластина тәрізді β-Al2O3 кристалды құрылымына ие. Үлкенірек және онша қуатты емес. Бірақ екінші жағынан, ол жақсы шашырауға төзімділікке ие, әсіресе күшті сілті буына өте жоғары коррозияға төзімділік көрсетеді, сондықтан ол шыны балқыту пешінің жоғарғы құрылымында қолданылады. Дегенмен, ол сілті мөлшері аз атмосферада қыздырылған кезде SiO2-мен әрекеттеседі, ал β-Al2O3 оңай ыдырайды және көлемнің кішіреюіне әкеліп, жарықтар мен сызаттардың пайда болуына әкеледі, сондықтан ол шыны шикізатының шашыраңқы жерлерінен алыс жерлерде қолданылады.

1.3 Балқытылған αβ және β корунд кірпіштерінің физикалық және химиялық қасиеттері

Балқытылған α-β және β корунд кірпіштерінің химиялық құрамы негізінен Al2O3 болып табылады, айырмашылық негізінен кристалдық фазалық құрамда, ал микроқұрылымдағы айырмашылық көлемдік тығыздық, жылулық кеңею коэффициенті және сығылу беріктігі сияқты физикалық және химиялық қасиеттердің айырмашылығына әкеледі.

2. Шыны балқыту пештерінде балқытылған корунд кірпіштерін қолдану

Бассейннің түбі де, қабырғасы да шыны сұйықтықпен тікелей жанасады. Шыны сұйықтықпен тікелей жанасатын барлық бөлшектер үшін отқа төзімді материалдың ең маңызды қасиеті - коррозияға төзімділік, яғни отқа төзімді материал мен шыны сұйықтық арасында химиялық реакция жүрмейді.

Соңғы жылдары балқытылған шынымен тікелей жанасатын балқытылған отқа төзімді материалдардың сапа көрсеткіштерін бағалау кезінде химиялық құрамынан, физикалық және химиялық көрсеткіштерінен және минералды құрамынан басқа, келесі үш көрсеткішті де бағалау қажет: шыны эрозиясына төзімділік индексі, тұнба көпіршікті индексі және тұнба кристалдану индексі.

Шыны сапасына қойылатын талаптардың жоғарылауымен және пештің өндірістік қуатының артуымен балқытылған электр кірпіштерін пайдалану кеңейеді. Шыны балқыту пештерінде жиі қолданылатын балқытылған кірпіштер - AZS сериялы (Al2O3-ZrO2-SiO2) балқытылған кірпіштер. AZS кірпішінің температурасы 1350℃ жоғары болғанда, оның коррозияға төзімділігі αβ-Al2O3 кірпішіне қарағанда 2-5 есе жоғары. Балқытылған αβ корунд кірпіштері кристалдар арасындағы тесіктерді толтыратын аз мөлшерде шыны фазадан (шамамен 2%) тұратын тығыз орналасқан α-глинозем (53%) және β-глинозем (45%) ұсақ бөлшектерден тұрады, оларды жоғары тазалықпен бассейн қабырғасының кірпіштерін салқындататын бөлік ретінде және кірпіштер мен жіктелген кірпіштерді және т.б. салқындатқыш бөлік ретінде пайдалануға болады.

Балқытылған αβ корунд кірпіштерінің минералды құрамы аз мөлшерде шыны фазасын қамтиды, ол пайдалану кезінде ағып кетпейді және шыны сұйықтықты ластамайды, коррозияға төзімділігі жоғары және 1350°C-тан төмен температурада тамаша тозуға төзімді. Бұл шыны балқыту пешінің салқындатқыш бөлігі. Бұл резервуар қабырғалары, резервуар түбі және қалқымалы шыны балқыту пештерінің жуу орындары үшін тамаша отқа төзімді материал. Қалқымалы шыны балқыту пешінің инженерлік жобасында балқытылған αβ корунд кірпіші шыны балқыту пешінің салқындатқыш бөлігінің бассейн қабырға кірпіші ретінде қолданылады. Сонымен қатар, балқытылған αβ корунд кірпіштері салқындату бөліміндегі жол кірпіштері мен жабын қосылыстары кірпіштері үшін де қолданылады.

Балқытылған β корунд кірпіші - β-Al2O3 ірі кристалдарынан тұратын ақ өнім, оның құрамында 92% ~ 95% Al2O3 бар, тек 1% шыны фазасы бар, және оның құрылымдық беріктігі бос кристалдық торға байланысты салыстырмалы түрде әлсіз. Төмен, көрінетін кеуектілігі 15% -дан аз. Al2O3 өзі 2000°C-тан жоғары температурада натриймен қаныққандықтан, ол жоғары температурада сілті буына өте тұрақты және оның термиялық тұрақтылығы да тамаша. Дегенмен, SiO2-мен жанасқан кезде, β-Al2O3 құрамындағы Na2O ыдырайды және SiO2-мен әрекеттеседі, ал β-Al2O3 оңай α-Al2O3-ке айналады, бұл үлкен көлемде кішіреюге әкеледі, бұл жарықтар мен зақымдануларға әкеледі. Сондықтан, ол тек SiO2 ұшатын шаңнан алыс орналасқан үстіңгі құрылымдарға, мысалы, шыны балқыту пешінің жұмыс бассейнінің үстіңгі құрылымына, балқыту аймағының артқы жағындағы шүмек пен оның жанындағы парапетке, шағын пешті тегістеуге және басқа да бөлшектерге жарамды.

Ол ұшпа сілтілік металл оксидтерімен әрекеттеспегендіктен, кірпіш бетінен әйнектің ластануына әкелетін балқытылған материал болмайды. Қалқымалы шыны балқыту пешінде салқындатқыш бөліктің ағын каналының кірісінің кенеттен тарылуына байланысты, мұнда сілтілік будың конденсациясын тудыру оңай, сондықтан мұндағы ағын каналы сілтілік будың коррозиясына төзімді балқытылған β кірпіштерден жасалған.

3. Қорытынды

Шыны эрозиясына, көбікке және тасқа төзімділік тұрғысынан балқытылған корунд кірпіштерінің тамаша қасиеттеріне, әсіресе оның ерекше кристалдық құрылымына сүйене отырып, ол балқытылған әйнекті ластамайды. Тазарту таспасында, салқындату бөлімінде, жүгіргіште, шағын пеште және басқа да бөлшектерде маңызды қолданыстар бар.