電熔鋯剛玉磚在使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

 

電熔鋯剛玉磚用于玻璃熔窯等工業(yè)窯爐。玻璃熔窯的使用部分是砌筑上池壁、小爐平拱、小爐垛、舌拱和胸墻。電熔鋯剛玉磚在使用中應(yīng)注意以下問題：

①熱膨脹的不規(guī)則變化。電熔鋯剛玉磚的膨脹曲線為1萬℃附近有一段異常，內(nèi)部有常Zr02晶體發(fā)生可逆晶體轉(zhuǎn)變，體積變化較大。因此，它含有ZrO2.1萬塊磚不宜用于℃溫度往往波動(dòng)很大。烘烤窯爐時(shí)，900~1150℃溫度變化不能太大，一般不能超過15℃/h，要求溫度穩(wěn)定升高。有些部位要防止吹冷風(fēng)，需要用其他磚保護(hù)，防止爆裂。

②收縮孔。澆筑成型時(shí)，鑄造口經(jīng)常出現(xiàn)收縮孔磚孔多，密度差。因此，在建造玻璃熔化池壁時(shí)，向窯內(nèi)方向收縮孔。如果鑄件朝外，當(dāng)磚侵蝕非常薄時(shí)，會(huì)造成玻璃液泄漏事故。在池窯上部火焰空間使用時(shí)，使用壽命長，不會(huì)出現(xiàn)玻璃液運(yùn)行問題。因此，鑄件將朝外使用，以延長使用壽命。

③共熔。電熔鋯剛玉磚與粘土磚接觸砌筑，1300℃高溫下會(huì)發(fā)生共熔。因此，在選擇耐火材料時(shí)，應(yīng)避免兩種耐火材料與砌體接觸，如電熔鋯剛玉磚下的硅磚，容易被電熔鋯剛玉磚侵蝕。

 

耐火磚成品檢測(cè)及缺陷分析

燃燒的耐火磚產(chǎn)品需要進(jìn)行選擇和物理化學(xué)性能測(cè)試，以確定產(chǎn)品是否符合預(yù)期的形狀、尺寸、組成和性能要求。外觀選擇是檢查耐火磚產(chǎn)品是否開裂、變形、痣、熔體洞、缺陷、燃燒或過度燃燒、公差等?；瘜W(xué)成分和顯微組織結(jié)構(gòu)主要采用化學(xué)分析、熒光X射線分析，X射線衍射分析，以及巖相、金相分析等方法來確定。一些物理性能測(cè)量，包括體積密度、孔隙率、吸水率、耐火性、荷載軟化溫度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)熱性、線熱膨脹、耐熱沖擊、電阻率、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、介質(zhì)穿透、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、彈性模量等，都有專用的測(cè)試設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法。對(duì)于酸、堿、鹽、金屬、玻璃、氣體等化學(xué)環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性，通常根據(jù)不同耐火磚產(chǎn)品的不同用途采用特殊手段或模擬試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)量和判斷。不符合標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目應(yīng)從制造過程中追溯。例如，耐火磚的外觀存在質(zhì)量問題：

1)生燒或過燒，應(yīng)追溯裝窯方式、燒成溫度和保溫時(shí)間；

2)疏松，應(yīng)追溯原料燒結(jié)質(zhì)量、成型坯體質(zhì)量、泥粒級(jí)配、燒成制度等；

3)尺寸公差大，應(yīng)追溯原材料性能、泥漿粒度分布、模型設(shè)計(jì)縮放尺比、模型尺寸、裝窯方法、燒制制度等。

4)變形，應(yīng)追溯泥料、裝窯方法燒制制度；

5)開裂應(yīng)追溯原料處理質(zhì)量、配料比例、泥水、成型質(zhì)量、干燥質(zhì)量、燒制制度等；

6)層裂，應(yīng)追溯泥漿粒度分布和泥漿水分，形成質(zhì)量；

7)缺角缺棱，應(yīng)追溯干坯體質(zhì)量、模型質(zhì)量、搬運(yùn)質(zhì)量；

8)熔洞應(yīng)追溯原料低熔雜質(zhì)、原料凈化處理質(zhì)量、生產(chǎn)過程中雜質(zhì)混合；

9)火痣應(yīng)追溯裝窯方式和燒成過程中的熱工條件。

 

如耐火磚內(nèi)部指標(biāo)出現(xiàn)問題：

1)化學(xué)成分(主要成分、次要成分、雜質(zhì))、礦物成分(類型、數(shù)量、晶體大小分布、氣孔大小分布、液相數(shù)量分布等。)不符合預(yù)期要求，應(yīng)追溯原料成分、成分比例是否合適、燃燒系統(tǒng)是否合理；

2)體積密度、氣孔率不達(dá)標(biāo)，應(yīng)追溯泥質(zhì)、素坯質(zhì)量、燒制制度等；

3)透氣性，應(yīng)追溯配料比例、素坯質(zhì)量、燒制制度等；

4)強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度)應(yīng)追溯泥質(zhì)、素坯質(zhì)量、燒制制度等。

5)電阻、絕緣強(qiáng)度、原料性質(zhì)、配料比例、燒制制度等。

6)耐火性應(yīng)追溯原材料的性質(zhì)；

7)熱膨脹、重?zé)€變化、原料性質(zhì)、配料比例、泥漿性質(zhì)、素坯性質(zhì)、燒制制度等。

8)熱導(dǎo)率應(yīng)追溯原料、素坯、燒制制度的性質(zhì)；

9)抗熱震性能，應(yīng)追溯原料性質(zhì)、配料比例、泥漿性質(zhì)、燒制制度；

10)高溫荷載軟化應(yīng)追溯原料性質(zhì)、泥漿成分和粒度分布、成型質(zhì)量、燒制制度等。

 

電熔鋯剛玉磚裂紋的原因分析及措施

一、原因分析

電熔鋯剛玉磚具有溫度規(guī)模窄、導(dǎo)熱性小的特點(diǎn)，因此其硬化過程實(shí)際上是連續(xù)的。

在這種連續(xù)硬化的條件下，由于截面溫度場(chǎng)不均勻，大型電熔磚的熔體會(huì)出現(xiàn)內(nèi)外裂紋。熔體硬化期間，裂紋先發(fā)生在電熔磚內(nèi)部，后出現(xiàn)在外觀上。

根據(jù)討論，這種裂紋的組成機(jī)制可以通過以下方式簡要表示。在熔體冷卻的一階段，電熔磚的外觀形成了一個(gè)彈性外殼(。在冷卻的二階段，所有的熔體都被硬化了，電熔磚部分的溫差。此時(shí)，沒有應(yīng)力，因?yàn)殡娙鄞u的中心仍處于塑性狀態(tài)，可以緩沖外殼縮短的壓力應(yīng)力。在進(jìn)一步冷卻時(shí)，電熔磚已完全硬化。

由于保溫箱的保溫抑制作用，電熔磚的基礎(chǔ)溫度比外觀溫度下降得快，電熔磚的溫度梯度開始下降。如果電熔磚完全硬化，基礎(chǔ)會(huì)有溫差

但事實(shí)上，這種情況不會(huì)發(fā)生，因?yàn)殡娙鄞u的所有尺度都是由于外觀硬化而固定的。因?yàn)殡娙鄞u基礎(chǔ)的溫度變化超過了它在外觀上的變化。因此，當(dāng)中心部分堅(jiān)持長度時(shí)，它須承受拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過數(shù)據(jù)木體在溫度下的強(qiáng)大抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)裂紋，并根據(jù)溫差的大小，裂紋要么堅(jiān)持在內(nèi)部，要么延伸到外部，成為可見的裂紋。這種裂紋通常被稱為熱裂紋。

此外，在冷卻析晶過程中，電熔鋯剛玉磚的熔體會(huì)因晶體轉(zhuǎn)化而發(fā)生較大的體積變化，尤其是1008年高溫立方晶系統(tǒng)℃斜鋯石轉(zhuǎn)化為單斜晶系時(shí)，會(huì)伴隨著較大的體積膨脹。

因此，除了電熔磚斷面上的熱裂紋外，我們有時(shí)還可以看到一些網(wǎng)狀裂紋，其中大部分是由斜鋯石晶體轉(zhuǎn)的應(yīng)力形成的。

因此，在選擇退火技術(shù)和制定退火標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，須考慮以上兩個(gè)要素，防止電熔磚在冷卻和晶體分析過程中應(yīng)力過大，造成裂紋。

 

二、解決辦法

在鑄造電熔鋯剛玉磚的冷卻過程中，隨著ZrO2.從高溫立方晶系到低溫單斜晶系的晶型轉(zhuǎn)換，電熔磚的體積急劇膨脹。為防止產(chǎn)品因冷卻過快而開裂。因此，在結(jié)晶過程中應(yīng)加強(qiáng)保溫措施。通常，電熔鋯剛玉磚的保溫退火是將砂模放入保溫箱中，澆注保溫介質(zhì)時(shí)，將熔液注入砂模，然后放置在退火區(qū)自然退火。在操作過程中，應(yīng)盡量減少鑄件與退火保溫介質(zhì)之間的溫差，減慢冷卻速度，避免裂紋，控制產(chǎn)品的出口溫度，從而獲得結(jié)構(gòu)均勻、高溫性能提高的電熔鋯剛玉磚產(chǎn)品。鑒于異形磚和超寬，超大電熔磚的應(yīng)力分布不均勻，容易形成裂紋。在實(shí)際生產(chǎn)中，我們采取有針對(duì)性的輔助措施。采用活籃組型，注入熔液后放入千個(gè)保溫箱，后埋入適當(dāng)?shù)谋亟橘|(zhì)進(jìn)行保溫退火。退火速度保持在60℃/h左右。因此，電熔磚的裂紋趨勢(shì)明顯減少。

隨著玻璃熔窯技術(shù)進(jìn)步的加快，大多數(shù)熔窯正朝著保溫節(jié)能的方向發(fā)展。因此，對(duì)熔鑄鋯剛玉磚的外觀質(zhì)量要求越來越高，采用新的鑄造工藝只是一個(gè)時(shí)間問題。未來將有以下發(fā)展方向：

a，使用整體樹脂砂模

b，真空鑄造的實(shí)施。整體樹脂砂模具使產(chǎn)品的外觀質(zhì)量達(dá)到了一個(gè)新的水平。鑄件尺寸準(zhǔn)確，表面光滑，砂模具在室溫下硬化快，具有良好的高溫自潰瘍性能。真空鑄造工藝也達(dá)到了鑄件尺寸的準(zhǔn)確性，表面光滑光滑，可重復(fù)使用，無省資金。因此，該工藝應(yīng)盡可能推廣和應(yīng)用，并不斷改進(jìn)。