电熔锆刚玉砖在使用中应注意的几个问题

 

电熔锆刚玉砖用于玻璃熔窑等工业窑炉。玻璃熔窑的使用部分是砌筑上池壁、小炉平拱、小炉垛、舌拱和胸墙。电熔锆刚玉砖在使用中应注意以下问题：

①热膨胀的不规则变化。电熔锆刚玉砖的膨胀曲线为1万℃附近有一段异常，内部有常Zr02晶体发生可逆晶体转变，体积变化较大。因此，它含有ZrO2.1万块砖不宜用于℃温度往往波动很大。烘烤窑炉时，900~1150℃温度变化不能太大，一般不能超过15℃/h，要求温度稳定升高。有些部位要防止吹冷风，需要用其他砖保护，防止爆裂。

②收缩孔。浇筑成型时，铸造口经常出现收缩孔砖孔多，密度差。因此，在建造玻璃熔化池壁时，向窑内方向收缩孔。如果铸件朝外，当砖侵蚀非常薄时，会造成玻璃液泄漏事故。在池窑上部火焰空间使用时，使用寿命长，不会出现玻璃液运行问题。因此，铸件将朝外使用，以延长使用寿命。

③共熔。电熔锆刚玉砖与粘土砖接触砌筑，1300℃高温下会发生共熔。因此，在选择耐火材料时，应避免两种耐火材料与砌体接触，如电熔锆刚玉砖下的硅砖，容易被电熔锆刚玉砖侵蚀。

 

耐火砖成品检测及缺陷分析

燃烧的耐火砖产品需要进行选择和物理化学性能测试，以确定产品是否符合预期的形状、尺寸、组成和性能要求。外观选择是检查耐火砖产品是否开裂、变形、痣、熔体洞、缺陷、燃烧或过度燃烧、公差等。化学成分和显微组织结构主要采用化学分析、荧光X射线分析，X射线衍射分析，以及岩相、金相分析等方法来确定。一些物理性能测量，包括体积密度、孔隙率、吸水率、耐火性、荷载软化温度、导热性、导热性、线热膨胀、耐热冲击、电阻率、介电常数、介质损耗、介质穿透、机械强度、硬度、弹性模量等，都有专用的测试设备和标准的测试方法。对于酸、碱、盐、金属、玻璃、气体等化学环境中的化学稳定性，通常根据不同耐火砖产品的不同用途采用特殊手段或模拟试验方法进行测量和判断。不符合标准的项目应从制造过程中追溯。例如，耐火砖的外观存在质量问题：

1)生烧或过烧，应追溯装窑方式、烧成温度和保温时间；

2)疏松，应追溯原料烧结质量、成型坯体质量、泥粒级配、烧成制度等；

3)尺寸公差大，应追溯原材料性能、泥浆粒度分布、模型设计缩放尺比、模型尺寸、装窑方法、烧制制度等。

4)变形，应追溯泥料、装窑方法烧制制度；

5)开裂应追溯原料处理质量、配料比例、泥水、成型质量、干燥质量、烧制制度等；

6)层裂，应追溯泥浆粒度分布和泥浆水分，形成质量；

7)缺角缺棱，应追溯干坯体质量、模型质量、搬运质量；

8)熔洞应追溯原料低熔杂质、原料净化处理质量、生产过程中杂质混合；

9)火痣应追溯装窑方式和烧成过程中的热工条件。

 

如耐火砖内部指标出现问题：

1)化学成分(主要成分、次要成分、杂质)、矿物成分(类型、数量、晶体大小分布、气孔大小分布、液相数量分布等。)不符合预期要求，应追溯原料成分、成分比例是否合适、燃烧系统是否合理；

2)体积密度、气孔率不达标，应追溯泥质、素坯质量、烧制制度等；

3)透气性，应追溯配料比例、素坯质量、烧制制度等；

4)强度(抗压强度、抗折强度、抗冲击强度)应追溯泥质、素坯质量、烧制制度等。

5)电阻、绝缘强度、原料性质、配料比例、烧制制度等。

6)耐火性应追溯原材料的性质；

7)热膨胀、重烧线变化、原料性质、配料比例、泥浆性质、素坯性质、烧制制度等。

8)热导率应追溯原料、素坯、烧制制度的性质；

9)抗热震性能，应追溯原料性质、配料比例、泥浆性质、烧制制度；

10)高温荷载软化应追溯原料性质、泥浆成分和粒度分布、成型质量、烧制制度等。

 

电熔锆刚玉砖裂纹的原因分析及措施

一、原因分析

电熔锆刚玉砖具有温度规模窄、导热性小的特点，因此其硬化过程实际上是连续的。

在这种连续硬化的条件下，由于截面温度场不均匀，大型电熔砖的熔体会出现内外裂纹。熔体硬化期间，裂纹先发生在电熔砖内部，后出现在外观上。

根据讨论，这种裂纹的组成机制可以通过以下方式简要表示。在熔体冷却的一阶段，电熔砖的外观形成了一个弹性外壳(。在冷却的二阶段，所有的熔体都被硬化了，电熔砖部分的温差。此时，没有应力，因为电熔砖的中心仍处于塑性状态，可以缓冲外壳缩短的压力应力。在进一步冷却时，电熔砖已完全硬化。

由于保温箱的保温抑制作用，电熔砖的基础温度比外观温度下降得快，电熔砖的温度梯度开始下降。如果电熔砖完全硬化，基础会有温差

但事实上，这种情况不会发生，因为电熔砖的所有尺度都是由于外观硬化而固定的。因为电熔砖基础的温度变化超过了它在外观上的变化。因此，当中心部分坚持长度时，它须承受拉应力。当拉应力超过数据木体在温度下的强大抗拉强度时，产品内部会出现裂纹，并根据温差的大小，裂纹要么坚持在内部，要么延伸到外部，成为可见的裂纹。这种裂纹通常被称为热裂纹。

此外，在冷却析晶过程中，电熔锆刚玉砖的熔体会因晶体转化而发生较大的体积变化，尤其是1008年高温立方晶系统℃斜锆石转化为单斜晶系时，会伴随着较大的体积膨胀。

因此，除了电熔砖断面上的热裂纹外，我们有时还可以看到一些网状裂纹，其中大部分是由斜锆石晶体转的应力形成的。

因此，在选择退火技术和制定退火标准时，须考虑以上两个要素，防止电熔砖在冷却和晶体分析过程中应力过大，造成裂纹。

 

二、解决办法

在铸造电熔锆刚玉砖的冷却过程中，随着ZrO2.从高温立方晶系到低温单斜晶系的晶型转换，电熔砖的体积急剧膨胀。为防止产品因冷却过快而开裂。因此，在结晶过程中应加强保温措施。通常，电熔锆刚玉砖的保温退火是将砂模放入保温箱中，浇注保温介质时，将熔液注入砂模，然后放置在退火区自然退火。在操作过程中，应尽量减少铸件与退火保温介质之间的温差，减慢冷却速度，避免裂纹，控制产品的出口温度，从而获得结构均匀、高温性能提高的电熔锆刚玉砖产品。鉴于异形砖和超宽，超大电熔砖的应力分布不均匀，容易形成裂纹。在实际生产中，我们采取有针对性的辅助措施。采用活篮组型，注入熔液后放入千个保温箱，后埋入适当的保温介质进行保温退火。退火速度保持在60℃/h左右。因此，电熔砖的裂纹趋势明显减少。

随着玻璃熔窑技术进步的加快，大多数熔窑正朝着保温节能的方向发展。因此，对熔铸锆刚玉砖的外观质量要求越来越高，采用新的铸造工艺只是一个时间问题。未来将有以下发展方向：

a，使用整体树脂砂模

b，真空铸造的实施。整体树脂砂模具使产品的外观质量达到了一个新的水平。铸件尺寸准确，表面光滑，砂模具在室温下硬化快，具有良好的高温自溃疡性能。真空铸造工艺也达到了铸件尺寸的准确性，表面光滑光滑，可重复使用，无省资金。因此，该工艺应尽可能推广和应用，并不断改进。