Плавленый огнеупор на основе глинозема Al-O для стекловаренных печей
Плавленые литые огнеупорные материалы высоко ценятся экспертами со всего мира, поскольку они особенно устойчивы к коррозии стекломассой, шлаком и т. д. и имеют длительный срок службы. Они были быстро разработаны. Самым большим преимуществом плавленых литых огнеупорных материалов на основе глинозема (за исключением плавленых муллитовых кирпичей) является то, что они содержат очень мало стеклофазы, поэтому они широко используются в стекловаренных печах. Фактически, плавленые корундовые огнеупорные материалы должны включать две разновидности, а именно плавленый корундовый песок и плавленые литые изделия. Первое объединяется для производства спеченных корундовых изделий и аморфных огнеупорных материалов, в то время как последнее представляет собой изделие, непосредственно отлитое в определенную форму после плавления.
Состав плавленых литых огнеупорных материалов на основе глинозема
Муллитовые плавленые литые кирпичи могут быть изготовлены из ферроглинозема и других природных сырьевых материалов SiO2-Al2O3 из-за их высокого содержания SiO2. Существуют также повторно спеченный плавленый муллит, изготовленный из плавленого муллита в качестве заполнителя.
Алюминиевое сырье, используемое в плавленых корундовых кирпичах, представляет собой химически обработанный промышленный глинозем с небольшим количеством введенной кальцинированной соды. Добавление небольшого количества карбоната натрия к промышленному глинозему может сделать α (альфа)-корундовые плавленые литые кирпичи. Добавление немного большего количества карбоната натрия может сделать α·β-смешанные кристаллические корундовые плавленые литые кирпичи. Добавление большего количества карбоната натрия может сделать β (бета)-корундовые плавленые литые кирпичи. Промышленный глинозем и оксид хрома могут быть смешаны для получения алюминиево-хромовых плавленых литые кирпичи.
Алюмооксидные литые кирпичи в основном состоят из Al2O3, с хорошим развитием кристаллов и плотной структурой. Al2O3 осаждает α-корунд после плавления и затвердевания, а β-корунд осаждается, когда сосуществует небольшое количество Na2O. Его химическая формула Na2O·11Al2O3, в которой весовой процент Na2O к Al2O3 составляет 5:95. Помимо большого количества Al2O3 и небольшого количества Na2O, α-корундовые кирпичи, β-корундовые кирпичи и α·β-корундовые кирпичи содержат очень мало других оксидов. Существует только две кристаллические фазы: α-корунд и β-корунд.
Содержание SiO2 в муллитовых электроплавленых литых кирпичах превышает 15%. Поэтому, помимо образования кристаллов корунда, также образуется значительное количество кристаллов муллита. Небольшое количество других оксидов, таких как Fe2O3 и TiO2, часть которых образует твердый раствор с муллитом, а другая часть образует стеклофазу с небольшим количеством SiO2 и Al2O3. Основными кристаллическими фазами в кирпиче являются корунд и муллит. Стеклофаза заполнена между кристаллическими фазами, а также в стеклофазе имеется небольшое количество зародышей кристаллов алюмосиликатов.
В электроплавленых литейных кирпичах из алюминия и хрома часть Cr2O3 растворяется в твердом растворе корунда, а другая часть образует композитную шпинель с Al2O3, MgO и FeO в определенной пропорции. Стеклофазы очень мало, и из-за малого количества SiO2 стеклофаза не содержит зародышей кристаллов.
Характеристики огнеупоров из электроплавленого глинозема
Общие характеристики, Основной кристаллической фазой огнеупоров из электроплавленого глинозема является корунд, который относится к нейтральным огнеупорам.
Удельный вес α-корунда составляет 3,99, а удельный вес β-корунда составляет 3,2, поэтому кирпичи, содержащие больше α-корунда, имеют более высокий удельный вес. Муллитовые электроплавленые литые кирпичи содержат кристаллы муллита с более низким удельным весом. Поэтому удельный вес ниже, что аналогично удельному весу кирпичей из β-корунда. Алюмохромовые кирпичи имеют более высокий удельный вес, чем кирпичи из α-корунда, потому что кристаллы корунда содержат твердый раствор Cr2O3, а удельный вес шпинели больше, чем у корунда.
α-корундовые кирпичи (используются редко) и αβ-корундовые кирпичи меньше загрязняют стекложидкость
В этих двух огнеупорных материалах почти нет оксидов металлов с сильными красящими свойствами, таких как Cr2O3, Fe2O3, TiO2. Поэтому при прямом контакте со стеклом стекложидкость вообще не будет окрашена. Содержание стеклофазы в материале составляет менее 1,0%, что является самым низким показателем среди всех огнеупорных материалов, контактирующих со стеклом. Стеклофаза является слабым звеном в огнеупоре. После того, как огнеупор разъедается, стеклофаза размягчается и теряется первой. В результате основная кристаллическая фаза теряет связующий материал и становится рыхлой, попадая в стекло, образуя камни и полосы. Более того, стеклофаза часто содержит пузырьки, и по мере разъедания и потери стеклофазы пузырьки также попадают в стекложидкость. Поэтому кирпичи с меньшим содержанием стеклофазы обладают лучшей коррозионной стойкостью и меньшим загрязнением стекложидкости.
Основной кристаллической фазой плавленого корундового кирпича является корунд, а вязкость метаморфического слоя, образующегося после эрозии натриево-известковым стеклом при высокой температуре, ниже, чем у литого корундового кирпича. Поэтому коррозионная стойкость не такая хорошая, как у циркониевого корундового кирпича при высоких температурах, и он, как правило, не используется в стенке плавильной ванны и отверстии для потока жидкости. Он в основном используется на стенке рабочей ванны и материальном канале. Температура в этих частях относительно низкая, и основное требование заключается в том, чтобы кирпичи имели меньше загрязнения для стеклянной жидкости. Когда эти два огнеупорных материала используются в этих низкотемпературных частях, они имеют меньше загрязнения для стеклянной жидкости, чем циркониевые корундовые кирпичи. По сравнению с α-корундовыми кирпичами и αβ-смешанными кристаллическими корундовыми кирпичами, α-корундовые кирпичи более устойчивы к коррозии стеклянной жидкости, если пористость одинакова. На самом деле, из-за производственных причин некоторые α-корундовые кирпичи имеют более высокую пористость. Коррозионная стойкость α-корундовых кирпичей с более высокой пористостью хуже, чем αβ-корундовых кирпичей с более низкой пористостью. Обратите особое внимание на этот момент. αβ-корундовые кирпичи часто используются для кирпичей рабочих стен бассейнов.
β-корундовый электроплавленый литой кирпич имеет хорошую устойчивость к щелочным парам
β-корундовый кирпич — это чистый кристалл β-корунда, то есть кристалл Na2O·11Al2O3. Кристалл пластинчатый, большой и с поперечными связями. Поверхность кирпича мягкая и светлая, полупрозрачная, хрупкая и ломкая. Этот кирпич имеет две основные характеристики. Первая — хорошая устойчивость к эрозии щелочных паров. Вторая — хорошая термостойкость.
Глинозем образует β-корунд после контакта с оксидами щелочных металлов при высокой температуре. Поскольку сами β-корундовые кирпичи состоят из кристаллов корунда, они не будут реагировать со щелочными оксидами. Но еще один момент, на который следует обратить особое внимание, это то, что SiO2 будет реагировать с корундом следующим образом:
2SiO2+Na2O·11Al2O3→Na2O·Al2O3·2SiO2+10Al2O3
То есть образуются нефелин и α-корунд. Это приведет к рыхлости и разрушению структуры кирпичей из β-корунда. Поэтому кирпичи из β-корунда не могут контактировать с SiO2 при высоких температурах. Это делает этот кирпич непригодным для использования в зонах с большим содержанием пыли, в верхнем пространстве около загрузочного отверстия в горизонтальной пламенной печи и в верхнем пространстве плавильной ванны в подковообразной пламенной печи.
Кирпичи из β-корунда обладают лучшей термической устойчивостью среди всех электролитных огнеупорных материалов благодаря хорошо развитым кристаллам, тесной связи и сшивке между кристаллами и высокой пористости. Они очень подходят в качестве огнеупорных материалов для задней части плавильной секции горизонтальной пламенной ванны (вдали от загрузочного люка) и верхнего пространства рабочего бассейна. Но следует отметить, что их прочность на сжатие низкая. Если он используется в качестве подоконного кирпича, то пролет подоконника не может превышать 6 метров.
Электролитой муллитовый огнеупор имеет плохие характеристики
Электролитый муллитовый кирпич является старейшим электролитым огнеупором. Он уступает другим электролитым огнеупорным материалам, но лучше комбинированных огнеупорных материалов. Он использовался в качестве нижнего кирпича для стен бассейна давным-давно, чтобы сбалансировать срок службы верхнего и нижнего кирпича для стен бассейна, чтобы снизить стоимость.
При изготовлении электролитого муллитового кирпича в процессе охлаждения сначала осаждаются кристаллы корунда, а затем кристаллы муллита. Эти две кристаллические фазы потребляют большую часть SiO2 и Al2O3 в составе кирпича. Оставшееся небольшое количество SiO2 и Al2O3 сосуществует с остальными компонентами, а именно Fe2O3, TiO2, CaO, MgO и Na2O, и в конечном итоге становится стеклянной фазой. Стеклянная фаза составляет большую часть кирпича, и стеклянная фаза содержит так много веществ с низкой температурой плавления. Поэтому коррозионная стойкость хуже, чем у других электролитых огнеупорных материалов. Кроме того, стеклофаза содержит пузырьки и восстанавливающие вещества, поэтому образование пузырьков загрязнит стекложидкость. С другой стороны, электроплавленые муллитовые кирпичи обладают лучшей коррозионной стойкостью, чем спеченные огнеупорные материалы с тем же составом. Это связано с тем, что муллит в огнеупорном материале будет генерировать жидкие фазы корунда и нефелина, когда он подвергается коррозии под воздействием щелочи. Жидкая фаза нефелина имеет низкую вязкость и легко теряется. В результате корпус кирпича повреждается. Поскольку спеченный огнеупорный материал имеет высокую пористость, эта реакция может проникать внутрь корпуса кирпича, поэтому она очень разрушительна. Из-за своей высокой плотности реакция электроплавленых муллитовых кирпичей может осуществляться только на поверхности кирпича, поэтому коррозионная стойкость относительно высока.
Алюминий-хромовые (хромокорундовые) электроплавленые огнеупорные материалы с особенно хорошей коррозионной стойкостью
Содержание стеклофазы в алюминий-хромовых электроплавленых огнеупорных материалах очень низкое, менее 5%. Он окружен двумя кристаллическими фазами с хорошей коррозионной стойкостью. Одна из кристаллических фаз — корунд, усиленный присутствием Cr2O3. Вторая кристаллическая фаза — композитная шпинель, состоящая из Cr2O3, MgO, Al2O3 и т. д. Обе кристаллические фазы очень стабильны. Поэтому весь кирпич имеет отличную коррозионную стойкость, которая в три раза выше, чем стойкость к высокотемпературной коррозии циркониевого корундового кирпича № 41, и идеально подходит для использования в качестве кирпичей для отверстий для потока.
Однако, поскольку Cr2O3 обладает чрезвычайно сильными красящими свойствами, красящая способность трехвалентного Cr в десятки раз выше, чем у трехвалентного Fe, поэтому его можно использовать только в стекловолоконных ванных печах и темно-зеленых бутылочных стеклянных ваннах, которые не требуют окраски. Кроме того, термическая стабильность этого кирпича не очень хорошая, что также ограничивает его применение.
Меры предосторожности
Плохая термостойкость. Электроплавленые огнеупорные материалы плотные и имеют низкую пористость. При термическом ударе и неравномерном нагреве в них нет пор для буферизации и регулировки, поэтому они очень легко лопаются. Поскольку стекловаренная печь работает непрерывно в течение длительного времени, температура не сильно меняется, поэтому этот недостаток не влияет на использование. Однако вблизи кратера температура несколько изменится из-за реверсирования, поэтому будьте внимательны. Кроме того, обратите внимание на временное охлаждение и ремонт печи. Температура печи не может меняться слишком сильно. Этот тип кирпича имеет плохую термостойкость. Но все же есть различия между разными сортами.
Порядок термостойкости следующий (при одинаковой пористости):
β-корундовый электроплавленый кирпич > α-корундовый электроплавленый кирпич = муллитовый электроплавленый кирпич > алюмохромовый электроплавленый кирпич > α.β-электропластовый кирпич
Корундовый муллитовый огнеупорный кирпич для стекловаренных печей
Корундовый муллитовый кирпич для стекловаренных печей — это высококачественные огнеупорные изделия. В качестве основного сырья в этом продукте используется корунд, а в качестве вспомогательного — муллит. Добавляя соответствующее количество высокочистого глинозема, ультратонкого порошка оксида кремния и добавок, его сильно прессуют и формуют с помощью фрикционного пресса 630T. Он обжигается при высокой температуре в окислительной атмосфере и может использоваться в течение длительного времени в условиях высокой температуры 1700 градусов. Характеристики корундового муллитового кирпича для стекловаренных печей следующие:
- (1) Содержание Al2O3 в корундовом муллитовом кирпиче для стекловаренных печей составляет ≥82%, что обеспечивает хорошую устойчивость к высоким температурам. В то же время огнеупорная температура высокая, а температура размягчения нагрузки превышает 1700 градусов.
- (2) Устойчив к химической эрозии, имеет сильную устойчивость к кислотным растворам или шлаку.
- (3) Содержание Fe2O3 в продукте составляет ≤0,3%, что делает его устойчивым к окислению. Он нелегко вступает в химическую реакцию с такими газами, как O2, H2 и CO.
- (4) Хорошая термическая стабильность, высокая температурная объемная стабильность, нелегко расширяется или сжимается.
- (5) Хорошая стойкость к тепловому удару, охлаждение водой 1100℃ ≥30 раз, устойчив к быстрому охлаждению и нагреванию, нелегко отслаивается.
- (6) Высокая прочность на сжатие при комнатной температуре, ≥100 МПа, нелегко изнашивается во время транспортировки или разгрузки.
Кирпичи из корундового муллита могут напрямую контактировать с пламенем, устойчивы к отслаиванию и выдерживают высокие температуры. Их можно использовать в качестве рабочей футеровки для высокотемпературных промышленных печей. Они в основном используются в нефтехимической промышленности, крупных и средних печах газификации синтетического аммиака и материалах газовых печей магнитных материалов, а также вспомогательных сооружениях для высокотемпературных промышленных печей. Производитель огнеупорных материалов Rongsheng может настраивать решения огнеупорной футеровки в соответствии с условиями работы стекловаренных печей. Он также может настраивать и обрабатывать различные формы корундовых и муллитовых огнеупорных кирпичей и изделий в соответствии с требованиями заказчика к высокотемпературному оборудованию.
