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电熔锆刚玉砖使用寿命是多久?

时间:2021-04-25 17:31 编辑:耐火材料生产厂家点击:次

电熔锆刚玉砖属于品质比较高的耐火材料,其使用寿命和生产工艺及工况有着非常紧密的联系,有用七八年的有用十多年的,这个要根据具体情况。
 
 
电熔锆刚玉砖的浇铸温度及浇铸方法 
电熔锆刚玉砖熔体的浇注过程比大多数金属和其他硅酸盐熔体复杂得多,因为这一过程是在相对较高的温度(1770-1800℃)下进行的。电熔锆刚玉砖溶液的粘度高于金属熔体,即流动性差。实践证明。熔体过热可以改善其流动性。但要避免过热,因为过热会造成被吸取气体的缩孔和产品开裂,同时会发生结构脱层。随着铸件熔体温度的升高,缩孔会相应增加,铸件中会形成缩孔,降低产品质量。
熔体的浇注温度对铸件结构的形成过程有重要影响。如果没有过热现象,结构的地带性消失,缩孔按整个铸件体积均匀分布。但铸件密度很低,致密部分也很小。当过热温度升高100℃时,会出现结构地带性,缩孔集中,致密部分的厚度也会增加,各区域以及整个电熔锆刚玉砖的密度也会增加。如果温度进一步升高,材料的密度会增加,但会导致裂纹和缩孔。
熔融耐火材料由熔融变为固态,体积收缩率约为12%~15%。如果处理不好,会以缩孔的形式存在于产品中,严重影响电熔锆刚玉砖的质量和使用性能。
 
四种铸造方法
由于凝结过程中的温度梯度,电熔锆刚玉砖铸块的横截面上会形成化学相成分偏析。氧化锆含量越高,铸锭尺寸越大,偏析程度越大。铸造块一般分为三个区域:表面快速冷却区(小而均匀的晶体)、中间致密区(高浓度氧化锆、生长晶体)和缩孔区(型腔)。前两个区域耐侵蚀。砂型中熔融液体冷凝会产生12%?15%体积收缩,形成缩孔。根据缩孔的体积大小和处理方法,有四种铸造方法。
①普通浇注法(简称PT)采用普通冒口浇注。固化部分具有细晶体,第二固化部分具有粗晶体。有较大的缩孔,缩孔的位置与砖面上的浇注孔位置基本相同。体积密度约为3.3g/cm3。
②斜浇法(简称QX)将铸型倾斜到一定角度,冒口放置在铸型上端,使缩孔在产品一端冷凝,缩孔的位置靠近砖的底部。模具大多比较密集,尤其是斜角下半部。这种方法适用于长砖。
③采用无收缩铸造法(简称WS)铸造附加尺寸的型砂。缩孔集中在顶部。退火后切除。其余使用部位成分均匀,组织致密。
④密铸法(简称MS)密铸法也称强化铸造法或多次补铸法。在次铸造中,产生缩孔,并以一定的时间间隔更换冒口,然后进行再铸造。这样可以大大减少缩孔体积,提高铸件的全浇率。含33%氧化锆的电熔锆刚玉砖的平均体积密度可达3.6g/cm3。
 
电熔锆刚玉砖的使用寿命应注意以下几个方面。
(1)由于其致密的结构和低孔隙率,熔融耐火材料在受到热冲击和不均匀加热时没有孔作为缓冲,并且容易爆裂。因此,在考虑玻璃窑炉的选材时,好不要在温度变化较大的部位使用熔融耐火材料。
②电熔锆刚玉砖的热膨胀曲线在1000°C附近有异常的突变,砖内的氧化锆会发生可逆的相变,伴随着较大的体积变化。因此,在烧制玻璃窑时,在900?1150℃的温度范围内,加热速率不应太高或太快(通常要求加热速率不超过15℃)。
高温烧制的电熔锆刚玉砖的显微结构变化主要有:
(1)粗骨料玻璃相渗出到颗粒表面,与Al2O3反应,形成莫来石壳封闭渗流通道,使包晶反应在颗粒内部进行;
②熔融AZS粉末的玻璃相与活性Al2O3反应,基体变成莫来石。氧化锆结合刚玉砖的显微结构具有莫来石和刚玉莫来石共晶紧密结合的结构特征。
 
使用电熔锆刚玉砖应注意的五个问题
1.还原气氛下生产的电熔锆刚玉砖耐腐蚀性差。
电熔锆刚玉砖的玻璃相与高温玻璃液接触会形成高粘度层,这是氧化锆刚玉砖具有良好耐腐蚀性的关键。这就要求玻璃相的软化温度较高,所以砖中除了Al2O3、氧化锆、二氧化硅和Na2O外,其他成分很少。然而,由于在电炉中熔化期间使用石墨衬砖和石墨电极,将产生还原气氛。碳和一氧化碳会将熔体中的一部分Fe2O3、二氧化钛和二氧化硅还原成较低的氧化物,从而增加组分的数量。根据相比的基本原理,这将降低液体极限温度。这种砖在高温下使用,玻璃相的粘度大大降低,无法形成高粘度的保护层。由于玻璃相粘度低,容易扩散到高温熔融玻璃中。因此,如果砖中的晶相失去了粘结剂,也会落入熔融玻璃中,在熔融玻璃中造成条纹和结石。
而氧化法生产的电熔锆刚玉砖不使用石墨衬砖,电极虽然仍使用石墨,但采用长电弧法熔化,使C在电弧中与空气中的氧气结合产生CO2而不进入熔体。用这种方法生产的砖含碳量低于0.005%,因此耐腐蚀性大大提高。
同时还原法生产的氧化锆刚玉砖也会在玻璃中产生气泡。这是由于砖的玻璃相中的低价氧化物和其他物质如碳具有很强的还原性,当它们与玻璃液接触时,会带走玻璃液中溶解的氧气。这使得玻璃中可溶的气体改变其成分,变成不溶于玻璃液体的气体,变成气泡。例如,溶解在熔融玻璃中的SO3被还原成SO2。SO2在熔融玻璃中溶解度低,所以变成气泡。这会降低熔融玻璃的质量。
 
2.热膨胀的不规则变化。
电熔锆刚玉砖具有结构稳定致密、抗熔融玻璃侵蚀能力强的特点。900~1200℃之间有异常膨胀,这是由氧化锆单斜晶型转变为氧化锆四方晶型所致。可为玻璃池窑的烘烤和操作提供参考。
由于AZS砖中其他成分的影响,晶体转变温度在50℃以内波动。因此,在使用中,加热和冷却过程中950℃-1150℃之间的温度变化不宜过大,一般不超过15℃/h。
锆石的异常膨胀和收缩可以被玻璃相缓冲,不会出现裂纹。70年代后期,在成分中引入0.15%~0.20%的B2O3,使得AZS砖中所含的玻璃相不仅具有更好的抗热震性,而且对异常膨胀具有缓冲作用。但是如果温度在这个温度范围内变化很大或者反复波动,也会出现裂缝。因此,加热窑炉时,温度应在950~1150℃范围内稳定上升。在温度经常变化的地方使用时(如进料口等。),外面要用其他砖保护。
 
3.电绝缘
当使用全电熔化和电熔方法时,要求电极砖在高温下具有良好的电绝缘性。氧化锆刚玉砖的电绝缘性较好,并随着温度的升高而降低。可见锆刚玉砖可作为钠钙玻璃浴炉生产中的电极砖。但生产高硼硅玻璃时应使用AZS-41砖或锆石砖。否则,不仅功耗无法控制,而且砖块会熔化,电极会损坏,熔融玻璃会受到污染。
 
4.导热性
氧化锆刚玉砖的导热系数是粘土砖的两倍。因此,制作池壁砖时,液面附近所需的冷却风量应是制作粘土砖时池壁砖的两倍。从而达到充分冷却的效果,充分发挥氧化锆刚玉砖的优势。
 
AZS熔结砖和Al2O3熔结砖的区别
高温下玻璃耐蚀性为:AZS-41#、AZS-36#、AZS-33#、α-β-al2o3,但AZS砖的耐污染性不如氧化铝电铸砖。原因是氧化铝电铸砖非常纯净,90%是熔融玻璃中砖表面Al2O3形成的霞石变质层。含氧化锆的霞石变质层的粘度没有容易熔化的那么高,所以高温下的耐蚀性不如AZS电铸砖。但是,流入熔融玻璃的杂质与熔融玻璃的粘度差越大,越难溶解和消除,而铝砖的霞石变质层粘度低,容易溶解在熔融玻璃中,因此对熔融玻璃的污染较小。
 
电熔锆刚玉砖使用寿命是多久?
电熔锆刚玉砖属于品质比较高的耐火材料,其使用寿命和生产工艺及工况有着非常紧密的联系,有用七八年的有用十多年的,这个要根据具体情况。
 
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