फ्लोट ग्लास वितळवण्याच्या भट्टीमध्ये फ्यूज्ड कोरंडम विटांचा वापर

वितळलेल्या कोरंडम विटाइलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये ॲल्युमिना वितळवून, त्याला एका विशिष्ट आकाराच्या निर्दिष्ट साच्यात ओतले जाते, ॲनीलिंग करून उष्णतेने संरक्षित केले जाते आणि नंतर इच्छित उत्पादन मिळवण्यासाठी त्यावर प्रक्रिया केली जाते. सामान्य उत्पादन प्रक्रियेमध्ये, उच्च-शुद्धतेचा कॅल्साइन केलेला ॲल्युमिना (९५% पेक्षा जास्त) आणि अल्प प्रमाणात ॲडिटिव्ह्ज वापरले जातात. हे घटक इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये टाकून, २३००°C पेक्षा जास्त उच्च तापमानावर वितळवल्यानंतर पूर्वनिर्मित साच्यांमध्ये ओतले जातात आणि नंतर त्यांना उबदार ठेवून ॲनीलिंग केले जाते. त्यानंतर ते बाहेर काढले जातात आणि अचूक कोल्ड वर्किंग, पूर्व-जुळवणी व तपासणीनंतर, बाहेर काढलेल्या ब्लँकचे आवश्यकतेनुसार अंतिम उत्पादनात रूपांतर होते.

वितळलेल्या कोरंडम विटांचे, ॲल्युमिनाच्या वेगवेगळ्या स्फटिक स्वरूपांनुसार आणि प्रमाणानुसार तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते: पहिला प्रकार म्हणजे α-Al2O3 हा मुख्य स्फटिक प्रकार, ज्याला α-कोरंडम विटा म्हणतात; दुसरा प्रकार म्हणजे α-Al2O3 आणि β-Al2O3 हे स्फटिक प्रकार प्रामुख्याने समान प्रमाणात असतात, ज्याला αβ कोरंडम विटा म्हणतात; आणि तिसरा प्रकार म्हणजे प्रामुख्याने β-Al2O3 स्फटिक प्रकार, ज्याला β कोरंडम विटा म्हणतात. फ्लोट ग्लास वितळवण्याच्या भट्ट्यांमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या वितळलेल्या कोरंडम विटा दुसऱ्या आणि तिसऱ्या प्रकारच्या असतात, म्हणजेच वितळलेल्या αβ कोरंडम विटा आणि β कोरंडम विटा. हा लेख वितळलेल्या αβ कोरंडम विटा आणि β कोरंडम विटांचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आणि फ्लोट ग्लास वितळवण्याच्या भट्ट्यांमधील त्यांच्या उपयोगावर लक्ष केंद्रित करेल.

१. फ्यूज्ड कोरंडम विटांचे कार्यप्रदर्शन विश्लेषण

१.१ वितळलेली αβ कोरंडम वीट

वितळलेल्या αβ कोरंडम विटा सुमारे ५०% α-Al2O3 आणि β-Al2O3 ने बनलेल्या असतात, आणि हे दोन स्फटिक एकमेकांत गुंफून एक अतिशय घन रचना तयार करतात, ज्यामुळे त्यांच्यात उत्कृष्ट आणि तीव्र अल्कली क्षरण प्रतिरोधकता असते. उच्च तापमानावर (१३५०°C च्या वर) त्यांची क्षरण प्रतिरोधकता वितळलेल्या AZS विटांपेक्षा किंचित कमी असते, परंतु १३५०°C पेक्षा कमी तापमानावर, वितळलेल्या काचेच्या बाबतीत त्यांची क्षरण प्रतिरोधकता वितळलेल्या AZS विटांच्या बरोबरीची असते. कारण त्यात Fe2O3, TiO2 आणि इतर अशुद्धी नसतात, त्यामुळे मॅट्रिक्स ग्लासचा थर खूप लहान असतो, आणि वितळलेल्या काचेच्या संपर्कात आल्यावर बुडबुड्यांसारखे बाह्य पदार्थ तयार होण्याची शक्यता कमी असते, ज्यामुळे मॅट्रिक्स ग्लास दूषित होत नाही.

वितळलेल्या αβ कोरंडम विटा स्फटिकीकरणात घन असतात आणि १३५०°C पेक्षा कमी तापमानात वितळलेल्या काचेला उत्कृष्ट क्षरण-प्रतिरोध देतात, त्यामुळे त्यांचा वापर काच वितळवण्याच्या भट्ट्यांच्या वर्किंग पूलमध्ये आणि त्यापलीकडे, विशेषतः लाँडर्स, लिप ब्रिक्स, गेट ब्रिक्स इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. जगातील सर्वोत्तम वितळलेल्या कोरंडम विटा जपानची तोशिबा बनवते.

१.२ फ्यूज्ड बीटा कोरंडम वीट

वितळलेल्या β-कोरंडम विटा जवळजवळ १००% β-Al2O3 ने बनलेल्या असतात आणि त्यांची रचना मोठ्या प्लेटसारखी असते. त्या आकाराने मोठ्या आणि कमी मजबूत असतात. परंतु दुसरीकडे, त्यांच्यात ठिसूळपणाला चांगला प्रतिकार करण्याची क्षमता असते, विशेषतः त्या तीव्र अल्कली वाफेला अत्यंत उच्च क्षरण-प्रतिरोध दर्शवतात, त्यामुळे त्यांचा वापर काच वितळवण्याच्या भट्टीच्या वरच्या रचनेत केला जातो. तथापि, जेव्हा त्यांना कमी अल्कली असलेल्या वातावरणात गरम केले जाते, तेव्हा त्यांची SiO2 सोबत अभिक्रिया होते आणि β-Al2O3 चे सहज विघटन होऊन आकारमानात घट होऊन तडे व भेगा पडतात, म्हणून त्यांचा वापर काचेच्या कच्च्या मालाच्या विखुरण्यापासून दूर असलेल्या ठिकाणी केला जातो.

१.३ वितळलेल्या αβ आणि β कोरंडम विटांचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म

वितळलेल्या α-β आणि β कोरंडम विटांची रासायनिक रचना प्रामुख्याने Al₂O₃ असते, फरक मुख्यत्वे स्फटिकीय अवस्थेच्या रचनेत असतो आणि सूक्ष्मरचनेतील फरकामुळे स्थूल घनता, औष्णिक प्रसरण गुणांक आणि संपीडन शक्ती यांसारख्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमध्ये फरक दिसून येतो.

२. काच वितळवण्याच्या भट्ट्यांमध्ये वितळलेल्या कोरंडम विटांचा वापर

तलावाचा तळ आणि भिंत दोन्ही काचेच्या द्रवाच्या थेट संपर्कात असतात. काचेच्या द्रवाच्या थेट संपर्कात येणाऱ्या सर्व भागांसाठी, अग्निरोधक पदार्थाचा सर्वात महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे क्षरण-प्रतिरोधकता, म्हणजेच अग्निरोधक पदार्थ आणि काचेचा द्रव यांच्यामध्ये कोणतीही रासायनिक अभिक्रिया होत नाही.

अलिकडच्या वर्षांत, वितळलेल्या काचेच्या थेट संपर्कात येणाऱ्या वितळलेल्या उष्णतारोधक पदार्थांच्या गुणवत्ता निर्देशकांचे मूल्यांकन करताना, रासायनिक रचना, भौतिक आणि रासायनिक निर्देशक आणि खनिज रचनेव्यतिरिक्त, खालील तीन निर्देशकांचे देखील मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे: काच क्षरण प्रतिरोध निर्देशांक, अवक्षेपित बुडबुडा निर्देशांक आणि अवक्षेपित स्फटिकीकरण निर्देशांक.

काचेच्या गुणवत्तेसाठीच्या वाढत्या आवश्यकता आणि भट्टीच्या उत्पादन क्षमतेतील वाढीमुळे, वितळलेल्या विद्युत विटांचा वापर अधिक व्यापक होईल. काच वितळवण्याच्या भट्ट्यांमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या वितळलेल्या विटा या AZS मालिकेतील (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂) वितळलेल्या विटा आहेत. जेव्हा AZS विटांचे तापमान १३५०℃ पेक्षा जास्त असते, तेव्हा त्यांची गंज-प्रतिरोधकता αβ-Al₂O₃ विटांपेक्षा २ ते ५ पट जास्त असते. वितळलेल्या αβ कोरंडम विटा या एकमेकांना लागून रचलेल्या α-ॲल्युमिना (५३%) आणि β-ॲल्युमिना (४५%) च्या सूक्ष्म कणांपासून बनलेल्या असतात, ज्यात स्फटिकांमधील छिद्रे भरणाऱ्या काचेचा अल्प अंश (सुमारे २%) असतो. या विटा उच्च शुद्धतेच्या असून, त्यांचा उपयोग शीतकरण भागाच्या भिंतीच्या विटा, शीतकरण भागाच्या तळाच्या विटा आणि जोडविटा इत्यादींसाठी केला जाऊ शकतो.

वितळलेल्या अल्फा-बीटा कोरंडम विटांच्या खनिज रचनेत काचेचा अंश (ग्लास फेज) केवळ अल्प प्रमाणात असतो, जो वापरादरम्यान बाहेर झिरपून काचेच्या द्रवाला दूषित करत नाही. तसेच, यात चांगला गंज-प्रतिरोध आणि १३५०°C पेक्षा कमी तापमानात उत्कृष्ट उच्च-तापमान झीज-प्रतिरोध असतो. हा काच वितळवण्याच्या भट्टीचा शीतकरण भाग आहे. फ्लोट ग्लास मेल्टिंग फर्नेसच्या टाकीच्या भिंती, टाकीचा तळ आणि लाँडर्ससाठी हे एक आदर्श उष्णतारोधक साहित्य आहे. फ्लोट ग्लास मेल्टिंग फर्नेसच्या अभियांत्रिकी प्रकल्पात, वितळलेल्या अल्फा-बीटा कोरंडम विटांचा वापर काच वितळवण्याच्या भट्टीच्या शीतकरण भागातील पूल वॉल वीट म्हणून केला जातो. याव्यतिरिक्त, शीतकरण विभागात पेव्हमेंट विटा आणि कव्हर जॉइंट विटांसाठी देखील वितळलेल्या अल्फा-बीटा कोरंडम विटांचा वापर केला जातो.

वितळलेली β कोरंडम वीट हे β-Al2O3 च्या जाडसर स्फटिकांपासून बनलेले एक पांढरे उत्पादन आहे, ज्यात ९२%~९५% Al2O3 आणि १% पेक्षा कमी काचेचा अंश असतो. सैल स्फटिक जाळीमुळे त्याची संरचनात्मक ताकद तुलनेने कमी असते आणि दृश्यमान सच्छिद्रता १५% पेक्षा कमी असते. Al2O3 स्वतः २०००°C पेक्षा जास्त तापमानावर सोडिअमने संपृक्त होत असल्यामुळे, ते उच्च तापमानात अल्कली बाष्पाच्या विरोधात खूप स्थिर असते आणि त्याची औष्णिक स्थिरता देखील उत्कृष्ट असते. तथापि, जेव्हा ते SiO2 च्या संपर्कात येते, तेव्हा β-Al2O3 मध्ये असलेले Na2O विघटित होऊन SiO2 सोबत अभिक्रिया करते आणि β-Al2O3 सहजपणे α-Al2O3 मध्ये रूपांतरित होते, ज्यामुळे आकारमानात मोठे आकुंचन होऊन तडे जातात आणि नुकसान होते. म्हणून, ते फक्त SiO2 च्या उडणाऱ्या धुळीपासून दूर असलेल्या सुपरस्ट्रक्चरसाठीच योग्य आहे, जसे की काच वितळवण्याच्या भट्टीच्या वर्किंग पूलचे सुपरस्ट्रक्चर, वितळण्याच्या क्षेत्राच्या मागील बाजूस असलेला स्पाउट आणि त्याच्या जवळील पॅरापेट, लहान भट्टीचे लेव्हलिंग आणि इतर भाग.

ते बाष्पशील अल्कली धातूंच्या ऑक्साईडशी अभिक्रिया करत नसल्यामुळे, विटांच्या पृष्ठभागावरून वितळलेला पदार्थ पाझरून काचेला दूषित करत नाही. फ्लोट ग्लास वितळवण्याच्या भट्टीमध्ये, शीतकरण भागाच्या प्रवाह वाहिनीचे प्रवेशद्वार अचानक अरुंद होत असल्यामुळे, येथे अल्कधर्मी वाफेचे संघनन होण्याची शक्यता असते, म्हणून येथील प्रवाह वाहिनी वितळलेल्या बीटा विटांपासून बनवलेली असते, ज्या अल्कधर्मी वाफेमुळे होणाऱ्या क्षरणाला प्रतिरोधक असतात.

३. निष्कर्ष

काच क्षरण प्रतिरोध, फेस प्रतिरोध आणि दगड प्रतिरोध यांसारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे, आणि विशेषतः त्याच्या अद्वितीय स्फटिक रचनेमुळे, वितळलेल्या काचेला ते क्वचितच दूषित करते. याचा उपयोग स्पष्टीकरण पट्टा, शीतकरण विभाग, रनर, लहान भट्टी आणि इतर भागांमध्ये होतो.