フロートガラス溶解炉への溶融コランダムレンガの適用

溶融コランダムレンガアルミナを電気炉で溶かし、特定の形状の特定のモデルに鋳造し、焼きなましおよび保存した後、目的の製品を得るために加工します。一般的な製造プロセスは、高純度の焼成アルミナ（95％以上）と少量の添加剤を使用し、材料を電気炉に入れ、2300℃以上の高温で溶解した後、既製の型に鋳造します。焼鈍後、取り出し、取り出したブランクは精密な冷間加工、仮組立、検査を経て要件を満たす完成品となります。

溶融コランダムれんがは、アルミナの結晶形と量の違いに応じて 3 つのタイプに分類されます。1 つは主結晶相である α-Al2O3 であり、α-コランダムれんがと呼ばれます。 2 つ目は α-Al2 です。O 3 結晶相と β-Al2O3 結晶相は主に同じ含有量であり、αβ コランダム レンガと呼ばれます。 3 番目のタイプは主に β-Al2O3 結晶相であり、β コランダム レンガと呼ばれます。フロートガラス溶解炉で一般的に使用される溶融コランダム煉瓦は、2 番目と 3 番目のタイプの溶融αβコランダム煉瓦とβコランダム煉瓦です。この記事では、溶融αβコランダムれんがとβコランダムれんがの物理的および化学的特性と、フロートガラス溶解炉での応用に焦点を当てます。

1. 溶融コランダムレンガの性能解析

1.1 溶融αβコランダムレンガ

溶融αβコランダムれんがは、約50％のα-Al2O3とβ-Al2O3から構成されており、2つの結晶が絡み合って非常に緻密な組織を形成しており、優れた強アルカリ耐食性を有します。高温（1350℃以上）での耐食性は溶融AZSれんがより若干劣りますが、1350℃以下の温度では溶融ガラスに対する耐食性は溶融AZSれんがと同等です。 Fe2O3、TiO2等の不純物を含まないため、母材ガラス相が非常に小さく、溶融ガラスと接触しても気泡などの異物が発生しにくく、母材ガラスを汚染しません。 。

溶融αβコランダムれんがは、結晶化が緻密で、1350℃以下の溶融ガラスに対する耐食性に優れているため、ガラス溶解炉の作業プールやそれ以降の、通常、ロンダー、リップレンガ、ゲートレンガなどに広く使用されています。世界中の溶融コランダムレンガは日本の東芝製が最も優れています。

1.2 溶融βコランダムレンガ

溶融βコランダムれんがは、ほぼ 100% β-Al2O3 から構成されており、大きな板状の β-Al2O3 結晶構造を持っています。大きくなり、威力も低下します。しかしその一方で、耐スポーリング性にも優れており、特に強アルカリ蒸気に対して極めて高い耐食性を示すため、ガラス溶解炉の上部構造物などに使用されています。ただし、アルカリ含有量の少ない雰囲気で加熱するとSiO 2 と反応し、β-Al 2 O 3 が分解しやすく体積収縮を起こし、亀裂やひび割れの原因となるため、環境から離れた場所で使用されます。ガラス原料の飛散。

1.3 溶融αβおよびβコランダムれんがの物理的および化学的性質

溶融α-βおよびβコランダムレンガの化学組成は主にAl 2 O 3 であり、その違いは主に結晶相組成にあり、微細構造の違いはかさ密度、熱膨張などの物理的および化学的特性の違いにつながります。係数と圧縮強度。

2. ガラス溶解炉への溶融コランダムレンガの適用

プールの底と壁の両方がガラス液体と直接接触しています。ガラス液と直接接触するすべての部品にとって、耐火物の最も重要な特性は耐食性、つまり耐火物とガラス液の間に化学反応が起こらないことです。

近年、溶融ガラスと直接接触する溶融耐火物の品質指標を評価する際には、化学組成、物理化学的指標、鉱物組成に加えて、次の 3 つの指標も評価する必要があります。 ガラス耐浸食性指数、析出物気泡指数と析出結晶化指数。

ガラス品質に対する要求が高まり、炉の生産能力が増大するにつれて、溶融電気レンガの使用範囲はさらに広がるでしょう。ガラス溶解炉で一般的に使用される溶融煉瓦は、AZSシリーズ（Al 2 O 3 -ZrO 2 -SiO 2 ）溶融煉瓦です。 AZS れんがの温度が 1350℃を超えると、その耐食性は α β -Al 2 O 3 れんがの 2 ～ 5 倍になります。溶融αβコランダムレンガは、α-アルミナ（53％）とβ-アルミナ（45％）の微粒子が密に交互に配置されており、少量のガラス相（約2％）を含み、結晶間の細孔を満たしており、高純度です。冷却部分のプール壁レンガや冷却部分の底舗装レンガ、シームレンガなどとして使用できます。

溶融αβコランダムれんがの鉱物組成には少量のガラス相しか含まれていないため、使用中に染み出してガラス液を汚染することがなく、良好な耐食性と1350℃以下の優れた高温耐摩耗性を備えています。ガラス溶解炉の冷却部分。フロートガラス溶解炉のタンク壁、タンク底部、洗浄部などに最適な耐火材です。フロートガラス溶解炉エンジニアリングプロジェクトでは、溶融αβコランダム煉瓦がガラス溶解炉の冷却部のプール壁煉瓦として使用されています。また、舗装煉瓦や冷却部の目地煉瓦にも溶融αβコランダム煉瓦が使用されています。

溶融βコランダムれんがは、β-Al2O3の粗い結晶で構​​成された白色の製品で、Al2O3を92%〜95%含み、ガラス相は1%未満に過ぎず、結晶格子が緩いため構造強度が比較的弱いです。 。低い場合、見かけの気孔率は 15% 未満です。 Al2O3自体は2000℃以上でナトリウムが飽和するため、高温でのアルカリ蒸気に対して非常に安定であり、熱安定性にも優れています。しかし、β-Al 2 O 3 に含まれる Na 2 O は、SiO 2 と接触すると分解して SiO2 と反応し、β-Al 2 O 3 がα-Al 2 O 3 に変化しやすくなり、体積が大きくなります。収縮し、亀裂や破損の原因となります。したがって、ガラス溶解炉の作業プールの上部構造、溶解ゾーン後部の注ぎ口およびその近くのパラペット、小型炉のレベリングおよびその他の部品など、SiO2 飛散粉塵から離れた上部構造にのみ適しています。

揮発性アルカリ金属酸化物と反応しないため、レンガの表面から溶けた物質がにじみ出てガラスを汚染することはありません。フロートガラス溶解炉では、冷却部の流路入口が急激に狭くなるため、ここでアルカリ蒸気の凝結が起こりやすいため、ここの流路は耐久性のある溶融βレンガで作られています。アルカリ蒸気による腐食の恐れがあります。

3. 結論

溶融コランダムレンガは、耐ガラス侵食性、耐泡性、耐石性などの優れた特性、特にその独特な結晶構造により、溶融ガラスをほとんど汚染しません。清澄ベルト、冷却セクション、ランナー、小型炉、その他の部品に重要な用途があります。