Nov 06, 2024 پیام بگذارید

علل آسیب خوردگی آجرهای سیلیسی در کوره های شیشه چیست؟

آجر سیلیسمقاومت خوردگی ضعیفی در برابر اکسیدهای قلیایی دارند و اغلب در ساختار فوقانی کوره های مخزن استفاده می شوند. معمولاً عامل خورنده در کوره های مخزن عمدتاً R2O (اکسیدهای فلز قلیایی) است. پس از اینکه مقدار زیادی R2O آجرهای نسوز سیلیس را فرسایش می دهد، نقطه ذوب لایه سطحی آجرهای سیلیکونی به شدت کاهش می یابد و قطرات استالاکتیت ظاهر می شود. با این حال، خوردگی استالاکتیت به طور کلی در طول عملیات عادی رخ نمی دهد. انتشار اجزای قلیایی به وسط بدنه آجر پس از تماس با سطح آجر نیز وجود دارد. با این حال، عمق انتشار آن بسیار کم‌تر از عمق نفوذ مواد نسوز رسی است. در ابتدای این تغییر، R2O آجرها را از سطح حل می کند و از طریق منافذ به داخل بدنه آجر نفوذ می کند و تنها یک لایه انتقال دگرگونی بسیار نازک با نقطه ذوب پایین روی سطح ایجاد می کند که آجرهای نسوز سیلیس را از خوردگی بیشتر کاهش می دهد. . در این زمان، جزء قلیایی لایه بیرونی بدنه آجری بیشتر است و غلظت جزء قلیایی به طور ناگهانی از لایه داخلی پایین می‌آید. این به این دلیل است که سطح آجر حل می شود و یک فاز شیشه ای جدید حاوی SiO2 بیشتری تولید می کند. ویسکوزیته این فاز شیشه ای نسبتاً زیاد است که نه تنها منافذ را مسدود می کند، بلکه مانع از انتشار و مهاجرت یون های فلز قلیایی به لایه داخلی آجر می شود و از فرسایش بیشتر آجر جلوگیری می کند. تنها زمانی که شعله به بالای طاق پاشیده می شود و باعث گرمای موضعی می شود و فاز شیشه ای روی سطح آجر از بین می رود، آجر بیشتر فرسایش می یابد.

 

silica refractory bricks

سطح آجر سیلیسی طاق بزرگ پس از فرسایش سفید و صاف است و لایه دگرگونی آن بسیار مشهود است. علاوه بر کریستال های SiO2، هیچ کریستال دیگری در لایه دگرگونی وجود ندارد. با انتشار و تهاجم Na2O اثر معدنی خوبی بر رشد تری دیمیت دارد. بنابراین، در منطقه دگرسانی مواد نسوز سیلیسی، تبلور مجدد تریدیمیت جایگاه بسیار مهمی را اشغال می کند. علاوه بر این، تری‌دیمیت برای مدت طولانی با فاز شیشه‌ای در تماس بوده است و همچنین می‌تواند در فاز شیشه‌ای جدید تولید شده در طی واکنش جایگزینی به یک ستون لوله‌ای تبدیل شود. سطح داخلی آجر نسوز سیلیکونی در نزدیکی بالاترین منطقه دما، کریستال کریستوبالیت است. دمای تبدیل تری‌دیمیت به تری‌دیمیت از نظر تئوری 1470 درجه است، اما دمای تبدیل را می‌توان به 1260 درجه کاهش داد که R2O همزمان باشد. کوارتز در 870 درجه شروع به تبدیل به تری دیمیت می کند و دمای این مکان را می توان از این تبدیل استنباط کرد. خواه تبلور مجدد باشد یا تبدیل پلی کریستالی، استحکام پیوند بین ذرات موجود در بدنه آجری را ضعیف می کند و حتی ممکن است به دلیل انبساط و انقباض ناهموار از بین برود و در نتیجه پوسته شدن شل شود.

پس از خوردگی آجرهای سیلیسی در منطقه با دمای بالا استخر ذوب کوره استخر، آنها به وضوح به چندین لایه تقسیم می شوند: یک لایه بسیار نازک از شیشه با ویسکوزیته بالا روی سطح. در پشت آن کریستال های کریستوبالیت سفید و متراکم وجود دارد. در پشت آن یک لایه کریستال کریستوبالیت سبز روشن وجود دارد که به دلیل محتوای بالای FeO به رنگ سبز روشن است. در پشت آن یک لایه فیلتر خاکستری وجود دارد که در آن محتوای تری دیمیت بیشتر از آجر اصلی است و محتوای کریستوبالیت کمتر است. درونی‌ترین لایه، یک لایه خراج و تغییر شکل نیافته زرد روشن است.

آجر سیلیسی مقاومت خوردگی ضعیفی نسبت به فاز مایع R2O دارد. فاز مایع R2O ابتدا پیوند ضعیف بایندر را در آجر فرسایش می دهد و باعث از بین رفتن چسب و شل شدن سنگدانه می شود. اگر کوره به طور نامناسب ساخته یا پخته شود، سنگ تراشی آجر نسوز سیلیس دارای درزهای آجری کوچک است و فاز گاز R2O در گاز کوره وارد درزهای آجری می شود. به دلیل دمای پایین داخل درزهای آجری، گاز R2O در حدود 1400 درجه به مایع متراکم می شود. این مایع با غلظت بالا R2O (اکسید فلز قلیایی) به سرعت آجرهای آتش سیلیسی را فرسایش می دهد و سوراخ ایجاد می کند. در این زمان اگر تهویه و سرمایش وجود داشته باشد، تراکم گاز R2O را تسریع کرده و در نتیجه فرسایش را تسریع کرده و آسیب جدی به آجرهای نسوز سیلیسی وارد می کند.

معمولاً شدیدترین قسمت آجر آتش‌نشانی سیلیسی 1/3 تا 1/2 قسمت بالایی آن است که گاز متراکم شده و دما نسبتاً بالا است، بنابراین فرسایش جدی‌ترین قسمت است. پس از فرسایش آجر نسوز سیلیس، اگرچه شکاف بالای آن کوچک است، اغلب فضای بزرگی کمی زیر آن وجود دارد.

بنابراین، از یک طرف، سنگ تراشی آجر سیلیس نیاز به کاهش درزهای آجری، از جمله استفاده از آجرهای قوسی بزرگ دارد. از طرف دیگر، زمانی که دمای کوره از 1600 درجه تجاوز نمی کند، استفاده از عایق قوس بالا می تواند از متراکم شدن R2O در درزهای آجری جلوگیری کرده و در نتیجه فرسایش را کاهش دهد. بنابراین، عایق آجر قوس بزرگ نه تنها می تواند در مصرف سوخت صرفه جویی کند، بلکه از قسمت بالای قوس محافظت کرده و عمر مفید آن را افزایش می دهد.

ارسال درخواست

whatsapp

تلفن

ایمیل

پرس و جو