Anwendung von geschmolzenem Korundstein in Floatglas-Schmelzöfen

SchmelzkorundsteineDabei handelt es sich um geschmolzenes Aluminiumoxid in einem Elektrolichtbogenofen, das in ein bestimmtes Modell mit einer bestimmten Form gegossen, geglüht und hitzekonserviert und dann verarbeitet wird, um das gewünschte Produkt zu erhalten. Der allgemeine Produktionsprozess besteht darin, hochreines kalziniertes Aluminiumoxid (über 95 %) und eine kleine Menge Zusatzstoffe zu verwenden, die Zutaten in den Lichtbogenofen zu geben und sie nach dem Schmelzen bei einer hohen Temperatur über 2300 ° C in vorgefertigte Formen zu gießen , und dann warm halten. Nach dem Glühen wird es herausgenommen und der herausgenommene Rohling wird nach präziser Kaltumformung, Vormontage und Inspektion zu einem fertigen Produkt, das den Anforderungen entspricht.

Schmelzkorundsteine ​​werden entsprechend den unterschiedlichen Kristallformen und Mengen an Aluminiumoxid in drei Typen unterteilt: Der erste ist α-Al2O3 als Hauptkristallphase, der als α-Korundsteine ​​bezeichnet wird; die zweite ist α-Al2. Die O 3- und β-Al2O3-Kristallphasen haben hauptsächlich den gleichen Gehalt, der als αβ-Korundsteine ​​bezeichnet wird; Der dritte Typ besteht hauptsächlich aus β-Al2O3-Kristallphasen, die als β-Korundsteine ​​bezeichnet werden. Schmelzkorundsteine, die üblicherweise in Floatglasschmelzöfen verwendet werden, sind die zweite und dritte Art, nämlich geschmolzene αβ-Korundsteine ​​und β-Korundsteine. Dieser Artikel konzentriert sich auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von geschmolzenen αβ-Korundsteinen und β-Korundsteinen und deren Anwendung in Floatglasschmelzöfen.

1. Leistungsanalyse von Schmelzkorundsteinen

1. 1 geschmolzener αβ-Korundstein

Geschmolzene αβ-Korundsteine ​​bestehen zu etwa 50 % aus α-Al2 O 3 und β-Al 2 O 3 , und die beiden Kristalle sind zu einer sehr dichten Struktur verflochten, die eine ausgezeichnete starke Alkalikorrosionsbeständigkeit aufweist. Die Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen (über 1350 °C) ist etwas schlechter als die von geschmolzenen AZS-Steinen, aber bei Temperaturen unter 1350 °C entspricht die Korrosionsbeständigkeit gegenüber geschmolzenem Glas der von geschmolzenen AZS-Steinen. Da es kein Fe2O3, TiO2 und andere Verunreinigungen enthält, ist die Matrixglasphase sehr klein und es ist weniger wahrscheinlich, dass bei Kontakt mit geschmolzenem Glas Fremdstoffe wie Blasen entstehen, sodass das Matrixglas nicht verunreinigt wird .

Geschmolzene αβ-Korundsteine ​​weisen eine hohe Kristallisationsdichte auf und weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber geschmolzenem Glas unter 1350 °C auf. Daher werden sie häufig im Arbeitsbecken und darüber hinaus von Glasschmelzöfen verwendet, üblicherweise in Rinnen, Lippensteinen, Torsteinen usw. Schmelzkorundsteine ​​werden weltweit am besten von der japanischen Firma Toshiba hergestellt.

1.2 Geschmolzener β-Korundstein

Geschmolzene β-Korundsteine ​​bestehen zu nahezu 100 % aus β-Al2 O 3 und haben eine große plattenartige kristalline β-Al 2 O 3 -Struktur. Größer und weniger leistungsstark. Andererseits verfügt es über eine gute Beständigkeit gegen Abplatzungen, insbesondere weist es eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber starken Alkalidämpfen auf und wird daher in der oberen Struktur von Glasschmelzöfen verwendet. Wenn es jedoch in einer Atmosphäre mit niedrigem Alkaligehalt erhitzt wird, reagiert es mit SiO 2 und β-Al 2 O 3 zersetzt sich leicht und führt zu einer Volumenschrumpfung, die zu Rissen und Rissen führt. Daher wird es an weit entfernten Orten verwendet die Streuung von Glasrohstoffen.

1.3 Physikalische und chemische Eigenschaften von geschmolzenen αβ- und β-Korundsteinen

Die chemische Zusammensetzung von geschmolzenen α-β- und β-Korundsteinen besteht hauptsächlich aus Al 2 O 3 , der Unterschied liegt hauptsächlich in der Kristallphasenzusammensetzung und der Unterschied in der Mikrostruktur führt zu Unterschieden in den physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Schüttdichte und Wärmeausdehnung Koeffizient und Druckfestigkeit.

2. Einsatz von Schmelzkorundsteinen in Glasschmelzöfen

Sowohl der Boden als auch die Wand des Beckens stehen in direktem Kontakt mit der Glasflüssigkeit. Für alle Teile, die direkt mit der Glasflüssigkeit in Kontakt kommen, ist die Korrosionsbeständigkeit die wichtigste Eigenschaft des feuerfesten Materials, d. h. es findet keine chemische Reaktion zwischen dem feuerfesten Material und der Glasflüssigkeit statt.

In den letzten Jahren müssen bei der Bewertung der Qualitätsindikatoren von geschmolzenen feuerfesten Materialien in direktem Kontakt mit geschmolzenem Glas neben der chemischen Zusammensetzung, den physikalischen und chemischen Indikatoren und der Mineralzusammensetzung auch die folgenden drei Indikatoren bewertet werden: Glaserosionsbeständigkeitsindex, ausgefällt Blasenindex und ausgefällter Kristallisationsindex.

Je höher die Anforderungen an die Glasqualität und je größer die Produktionskapazität des Ofens ist, desto häufiger werden geschmolzene Elektrosteine ​​eingesetzt. Bei den in Glasschmelzöfen üblicherweise verwendeten Schmelzsteinen handelt es sich um Schmelzsteine ​​der AZS-Serie (Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2 ). Wenn die Temperatur des AZS-Steins über 1350 °C liegt, beträgt seine Korrosionsbeständigkeit das 2- bis 5-fache der von α β -Al 2 O 3-Steinen. Geschmolzene αβ-Korundsteine ​​bestehen aus eng beieinander liegenden feinen Partikeln aus α-Aluminiumoxid (53 %) und β-Aluminiumoxid (45 %), die eine kleine Menge Glasphase (ca. 2 %) enthalten und die Poren zwischen den Kristallen mit hoher Reinheit füllen. und können als kühlender Teil der Poolwandsteine ​​und kühlender Teil der Bodenpflastersteine ​​und Nahtsteine ​​usw. verwendet werden.

Die Mineralzusammensetzung von geschmolzenen αβ-Korundsteinen enthält nur eine geringe Menge Glasphase, die während des Gebrauchs nicht aussickert und die Glasflüssigkeit verunreinigt, und weist eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Verschleißfestigkeit unter 1350 ° C auf Kühlteil des Glasschmelzofens. Es ist ein ideales feuerfestes Material für Tankwände, Tankböden und Rinnen von Floatglas-Schmelzöfen. Im Floatglasschmelzofen-Konstruktionsprojekt wird der geschmolzene αβ-Korundstein als Beckenwandstein des Kühlteils des Glasschmelzofens verwendet. Darüber hinaus werden geschmolzene αβ-Korundsteine ​​auch für Pflastersteine ​​und Abdeckfugensteine ​​im Kühlbereich verwendet.

Geschmolzener β-Korundstein ist ein weißes Produkt, das aus groben β-Al2 O 3 -Kristallen besteht, 92 % bis 95 % Al 2 O 3 und nur weniger als 1 % Glasphase enthält und dessen strukturelle Festigkeit aufgrund des lockeren Kristallgitters relativ schwach ist . Niedrig, die scheinbare Porosität beträgt weniger als 15 %. Da Al2O3 selbst über 2000 °C mit Natrium gesättigt ist, ist es bei hohen Temperaturen sehr stabil gegenüber Alkalidämpfen und auch seine thermische Stabilität ist ausgezeichnet. Bei Kontakt mit SiO 2 zersetzt sich jedoch das in β-Al 2 O 3 enthaltene Na 2 O und reagiert mit SiO2, und β-Al 2 O 3 wird leicht in α-Al 2 O 3 umgewandelt, was zu einem großen Volumen führt Schrumpfung, die zu Rissen und Schäden führt. Daher ist es nur für Aufbauten geeignet, die fern von herumfliegendem SiO2-Staub sind, wie zum Beispiel den Aufbau des Arbeitsbeckens eines Glasschmelzofens, den Ausguss an der Rückseite der Schmelzzone und die angrenzende Brüstung, kleine Ofennivellierungen und andere Teile.

Da es nicht mit flüchtigen Alkalimetalloxiden reagiert, tritt kein geschmolzenes Material aus der Ziegeloberfläche aus und verunreinigt das Glas. Im Floatglas-Schmelzofen kann es aufgrund der plötzlichen Verengung des Einlasses des Strömungskanals des Kühlteils leicht zur Kondensation von alkalischem Dampf kommen, weshalb der Strömungskanal hier aus geschmolzenen β-Steinen besteht, die beständig sind Korrosion durch alkalischen Dampf.

3. Fazit

Aufgrund der hervorragenden Eigenschaften von Schmelzkorundsteinen in Bezug auf Glaserosionsbeständigkeit, Schaumbeständigkeit und Steinbeständigkeit, insbesondere seiner einzigartigen Kristallstruktur, verunreinigt es geschmolzenes Glas kaum. Es gibt wichtige Anwendungen in Klärbändern, Kühlabschnitten, Läufern, kleinen Öfen und anderen Teilen.