Aug 12, 2024 Залишити повідомлення

Які причини корозії силікатної цегли в скловарних печах?

Силікатна цегламають низьку корозійну стійкість до лужних оксидів і часто використовуються у верхній конструкції резервуарних печей. Зазвичай корозійним агентом у резервуарних печах є переважно R2O. Після того, як силікатну вогнетривку цеглу роз'їсть велика кількість R2O, температура плавлення поверхневого шару цієї цегли різко знизиться, і з'являться краплі сталактиту. Однак сталактитова корозія зазвичай не відбувається під час нормальної експлуатації. Також існує дифузія лужних компонентів до середини тіла цегли після контакту з поверхнею цегли. Однак його глибина дифузії набагато менша, ніж у глинистих вогнетривких матеріалів. На початку цієї зміни R2O розчиняє кремнієву цеглу з поверхні та проникає в тіло цегли крізь пори, утворюючи лише дуже тонкий метаморфічний перехідний шар з низькою температурою плавлення на поверхні, який зменшує силіконову вогнетривку цеглу від подальшого корозії. У цей час лужний компонент зовнішнього шару тіла цегли вищий, а концентрація лужного компонента раптово падає у внутрішньому шарі.

 

glass furnace

Це тому, що поверхня силікатної цегли розчиняється, утворюючи нову скляну фазу, яка містить більше SiO2. В'язкість цієї скляної фази є відносно високою, що не тільки блокує пори, але також перешкоджає дифузії та міграції іонів лужних металів до внутрішнього шару цегли, запобігаючи подальшій ерозії цегли. Лише коли полум'я розпилюється до верхньої частини арки, викликаючи місцевий перегрів, і скляна фаза на поверхні цегли забирається, цегла ще більше руйнується.

Після ерозії поверхня великої арочної силікатної цегли біла та гладка, а метаморфічний шар дуже очевидний. Крім кристалів SiQ2, в метаморфічному шарі немає інших кристалів. Завдяки дифузії та вторгненню Na2O він має хороший мінералізаційний вплив на ріст тридиміту. Тому в зоні зміни кременистих вогнетривів рекристалізація тридиміту займає дуже важливе місце. Крім того, тридиміт перебував у контакті зі скляною фазою протягом тривалого часу, а також може перерости в трубчасту колонку в новій скляній фазі, що утворюється під час реакції заміни. Внутрішня поверхня силікатної цегли поблизу зони найвищої температури складається з кристалів кристобаліту. Температура, при якій тридиміт перетворюється на тридиміт, теоретично становить 1470 градусів, але температуру перетворення можна знизити до 1260 градусів, коли співіснує R2O. Кварц починає перетворюватися на тридиміт при 870 градусах, і температуру в цьому місці можна визначити за цим перетворенням. Незалежно від того, чи це перекристалізація, чи полікристалічна трансформація, вона послабить міцність зв’язку між частинками в тілі цегли та навіть може бути зруйнована через нерівномірне розширення та звуження, що призведе до нещільного відшарування.

Після того, як силікатна цегла у високотемпературній зоні плавильного басейну басейну печі піддається корозії, вона чітко розділяється на кілька шарів: дуже тонкий шар високов’язкого скла на поверхні; за нею знаходяться білі і щільні кристали кристобаліту; за нею — світло-зелений кристалічний шар кристобаліту, світло-зелений через високий вміст FeO; за нею — сірий перехідний шар, у якому вміст тридиміту вищий, ніж у вихідній цеглі, а вміст кристобаліту менший; внутрішній — це світло-жовтий недеградований шар.

Силікатна цегла має низьку корозійну стійкість до рідкої фази R2O. Рідка фаза R2O спочатку руйнує слабку ланку в’яжучого в цеглі, спричиняючи втрату в’яжучого та розпушення заповнювача. Якщо піч побудована або обпалена неправильно, а кладка з силікатної цегли має невеликі цегляні шви, газова фаза R2O у пічному газі потраплятиме в цегляні шви. Через низьку температуру всередині цегляних швів газ R2O конденсується в рідину приблизно за 1400 градусів. Ця рідина R2O з високою концентрацією швидко роз’їдає силікатну вогнетривку цеглу та утворює отвори. У цей час, якщо є вентиляція та охолодження, це прискорить конденсацію газу R2O, тим самим прискорюючи ерозію та завдаючи серйозної шкоди цеглі.

Зазвичай найбільш сильно руйнована частина силікатної цегли становить від 1/3 до 1/2 її верхньої частини, де конденсується газ і температура є відносно високою, тому ерозія є найбільш серйозною. Після ерозії силікатної цегли, незважаючи на те, що щілина у верхній частині невелика, часто є велика порожнина трохи нижче.

Тому, з одного боку, кладка з силікатної цегли вимагає зменшення цегляних швів, у тому числі із застосуванням великогабаритних арочних цегли; з іншого боку, коли температура печі не перевищує 1600 градусів, використання коронної ізоляції може запобігти конденсуванню R2O в цегляних швах, тим самим зменшуючи ерозію. Тому велика ізоляція арки цеглою може не тільки заощадити паливо, але й захистити верх арки та продовжити термін служби.

Камені, утворені великою аркою із силікатної цегли, рідко можна побачити за звичайних обставин. Оскільки основним компонентом силіконової цегли є SiO2, SiO2 легко плавиться і дифундує в плавильному басейні та гомогенізується в скляній рідині. Ця прозора грудка, що містить більше SiO2, містить кристали кварцу або кварцу, які можна побачити неозброєним оком як злегка жовтувато-зелені. Це пояснюється тим, що силікатна вогнетривка цегла містить більше Fe2O3. Однак під час високотемпературного плавлення, через плавлення та низхідний потік цієї цегли у верхній частині печі, електричні розплавлені цеглини знизу розмиваються потоком кремнію та потрапляють у скляну рідину для виробництва вогнетривкого каміння.

Силікатна цегла дуже довговічна при нормальній експлуатації. Al2O3 в силікатній вогнетривкій цеглі є шкідливою речовиною. Незначне збільшення його вмісту істотно знизить його вогнетривкість. В останні роки температура печі зростає, що вимагає використання високоякісної силікатної цегли, яка має вміст SiO2 до 97%, вміст Al2O3 менше ніж 0.3% та інші домішок нижче 0.5%. Температура розм'якшення завантаження на 30-40 градусів вища, ніж у звичайної силікатної цегли, тому температуру печі в баку можна збільшити на 20-30 градусів.

Послати повідомлення

whatsapp

Телефон

Електронна пошта

Розслідування