Beira urtzeko labea material errefraktarioz egindako beira urtzeko ekipamendu termikoa da. Beira urtzeko labe baten zerbitzu-eraginkortasuna eta bizitza, neurri handi batean, material errefraktarioen aniztasunaren eta kalitatearen araberakoak dira. Beira ekoizteko teknologiaren garapena neurri handi batean material errefraktarioen fabrikazio-teknologiaren hobekuntzaren araberakoa da. Beraz, material errefraktarioen aukeraketa eta erabilera arrazoizkoa oso eduki garrantzitsua da beira urtzeko labeen diseinuan. Horretarako, bi puntu hauek menperatu behar dira: bata, hautatutako material errefraktarioaren ezaugarriak eta aplikagarriak diren atalak, eta bestea, beira urtzeko labearen atal bakoitzaren zerbitzu-baldintzak eta korrosio-mekanismoa.
Korindoizko adreilu urtuakAlumina urtua arku elektrikoko labe batean egiten da eta forma jakin bateko eredu zehatz batean botatzen da, erregosi eta beroz kontserbatzen da, eta ondoren nahi den produktua lortzeko prozesatzen da. Ekoizpen-prozesu orokorra alumina kalsinatu purua (% 95etik gora) eta gehigarri kopuru txiki bat erabiltzea da, osagaiak arku elektrikoko labean sartu eta 2300 °C-tik gorako tenperatura altuan urtu ondoren aurrefabrikatutako moldeetan bota, eta gero bero mantentzea. Erregosi ondoren, atera egiten da, eta ateratako hutsa baldintzak betetzen dituen produktu amaitu bihurtzen da, lanketa hotz zehatza, aurre-muntaketa eta ikuskapena egin ondoren.
Korindoi urtuak hiru motatan banatzen dira, kristal forma eta alumina kantitate desberdinen arabera: lehenengoa α-Al2O3 da, fase kristalino nagusi gisa, α-korindoi adreilu deiturikoa; bigarrena α-Al2 O3 eta β-Al2O3 kristal faseak batez ere edukiera berekoak dira, eta αβ korindoi adreilu deiturikoa; hirugarren mota β-Al2O3 kristal faseak dira batez ere, β korindoi adreilu deiturikoak. Beira flotatuaren urtze-labeetan erabili ohi diren korindoi adreiluak bigarren eta hirugarren motakoak dira, hots, αβ korindoi adreiluak eta β korindoi adreiluak. Artikulu honek αβ korindoi adreilu eta β korindoi adreilu urtuen propietate fisiko eta kimikoetan eta beira flotatuaren urtze-labeetan duten aplikazioan zentratuko da.
1. Korindoi urtuzko adreiluen errendimenduaren azterketa
1. 1 αβ korindoizko adreilu urtua
αβ korindoizko adreilu urtuak % 50 inguru α-Al2O3 eta β-Al2O3z osatuta daude, eta bi kristalak elkarri lotuta daude egitura oso trinkoa osatzeko, alkali korrosioarekiko erresistentzia bikaina duena. Tenperatura altuetan (1350 °C-tik gora) korrosioarekiko erresistentzia AZS adreilu urtuena baino zertxobait okerragoa da, baina 1350 °C-tik beherako tenperaturetan, beira urtuarekiko korrosioarekiko erresistentzia AZS adreilu urtuenaren parekoa da. Fe2O3, TiO2 eta beste ezpurutasunik ez duenez, matrizearen beira-fasea oso txikia da, eta burbuilak bezalako kanpoko materiak gutxiago agertzeko aukera dago beira urtuarekin kontaktuan jartzen denean, beraz, matrizearen beira ez da kutsatuko.
αβ korindoizko adreilu urtuak kristalizazio trinkoa dute eta 1350 °C-tik beherako beira urtuarekiko korrosioarekiko erresistentzia bikaina dute, beraz, oso erabiliak dira beira urtzeko labeen lan-igerilekuan eta haratago, normalean garbitegietan, ezpainetako adreiluetan, ate-adreiluetan, etab. Munduko korindoizko adreilu urtuak onenak Japoniako Toshibak egiten ditu.
1.2 β korindoizko adreilu urtua
β-korindonozko adreiluak ia % 100ean β-Al2O3z osatuta daude, eta β-Al2O3 kristalinoaren egitura handi bat dute, plaka itxurakoa. Handiagoak eta indartsuagoak dira. Baina, bestalde, erresistentzia ona dute, batez ere alkali-lurrun sendoarekiko korrosioarekiko erresistentzia oso handia erakusten baitu, beraz, beira urtzeko labearen goiko egituran erabiltzen da. Hala ere, alkali-eduki txikiko atmosferan berotzen denean, SiO2-rekin erreakzionatuko du, eta β-Al2O3 erraz deskonposatuko da eta bolumen-uzkurdura eragingo du pitzadurak eta hausturak sortuz, beraz, beira-lehengaien sakabanaketatik urrun dauden lekuetan erabiltzen da.
1.3 αβ eta β korindoizko adreilu urtuen propietate fisiko eta kimikoak
α-β eta β korindoi adreilu fusionatuen konposizio kimikoa batez ere Al2O3 da, aldea batez ere kristal fasearen konposizioan dago, eta mikroegituraren aldeak propietate fisiko eta kimikoetan aldea dakar, hala nola dentsitate masikoa, hedapen termikoaren koefizientea eta konpresio-erresistentzia.
2. Korindoi urtuzko adreiluen aplikazioa beira urtzeko labeetan
Igerilekuaren hondoa eta horma beirazko likidoarekin kontaktu zuzenean daude. Beirazko likidoarekin kontaktu zuzena duten atal guztientzat, material errefraktarioaren propietate garrantzitsuena korrosioarekiko erresistentzia da, hau da, ez da erreakzio kimikorik gertatzen material errefraktarioaren eta beirazko likidoaren artean.
Azken urteotan, beira urtuarekin kontaktu zuzenean dauden material errefraktario urtuen kalitate-adierazleak ebaluatzerakoan, konposizio kimikoaz, adierazle fisiko eta kimikoez eta mineralen konposizioaz gain, hiru adierazle hauek ere ebaluatu behar dira: beiraren higaduraren erresistentzia-indizea, burbuila prezipitatuen indizea eta kristalizazio-indizea.
Beira kalitatearen eskakizun handiagoak eta labearen ekoizpen ahalmena handiagoa direnez, urtutako adreilu elektrikoen erabilera zabalduagoa izango da. Beira urtzeko labeetan erabili ohi diren urtutako adreiluak AZS serieko (Al2O3-ZrO2-SiO2) urtutako adreiluak dira. AZS adreiluen tenperatura 1350 ℃-tik gorakoa denean, korrosioarekiko erresistentzia αβ-Al2O3 adreiluena baino 2~5 aldiz handiagoa da. αβ korindoi adreiluak α-alumina (%53) eta β-alumina (%45) partikula finak dituzte, beira fase kantitate txiki bat (%2 inguru) dute, kristalen arteko poroak betetzen dituzte, purutasun handikoak dira, eta igerilekuko hormako adreiluak eta hozteko hozteko hozteko hozteko hozteko adreiluak, junturako adreiluak eta abar erabil daitezke.
αβ korindoizko adreilu urtuen mineral-konposizioak beira-fase kantitate txiki bat baino ez du, eta horrek ez du beira-likidoa iragazten eta kutsatuko erabiltzean, eta korrosioarekiko erresistentzia ona eta 1350 °C-tik beherako tenperatura altuko higadura-erresistentzia bikaina ditu. Beira urtzeko labearen hozte-zatia da. Beira flotatuaren urtzeko labeen depositu-hormetarako, depositu-hondoetarako eta garbigailuetarako material errefraktario aproposa da. Beira flotatuaren urtzeko labearen ingeniaritza-proiektuan, αβ korindoizko adreilu urtua beira urtzeko labearen hozte-zatiaren igerileku-hormako adreilu gisa erabiltzen da. Horrez gain, αβ korindoizko adreiluak zoladura-adreiluak eta hozte-ataleko junturen estalki-adreiluak egiteko ere erabiltzen dira.
β korindoi adreilu urtua β-Al2O3 kristal lodiz osatutako produktu zuria da, % 92~95 Al2O3 duena, % 1 baino gutxiago beira-fasea duena, eta bere egitura-erresistentzia nahiko ahula da kristal-sare solteagatik. Txikia bada, itxurazko porositatea % 15 baino txikiagoa da. Al2O3 bera sodioz saturatuta dagoenez 2000 °C-tik gora, oso egonkorra da alkali-lurrunaren aurrean tenperatura altuetan, eta bere egonkortasun termikoa ere bikaina da. Hala ere, SiO2-rekin kontaktuan jartzean, β-Al2O3-n dagoen Na2O-ak deskonposatu eta SiO2-rekin erreakzionatzen du, eta β-Al2O3 erraz eraldatzen da α-Al2O3 bihurtzen da, bolumen handiko uzkurdura eraginez, pitzadurak eta kalteak eraginez. Beraz, SiO2 hauts hegalaritik urrun dauden gainegituretarako bakarrik da egokia, hala nola beira urtzeko labe baten lan-igerilekuaren gainegituretarako, urtze-eremuaren atzealdeko tutua eta inguruko parapetoa, labe txikiko berdinketa eta beste atal batzuk.
Ez duenez erreakzionatzen metal alkalino lurrunkorrekin, ez da material urturik isuriko adreiluaren gainazaletik beira kutsatuko duenik. Beira flotatuaren urtze-labean, hozte-zatiaren fluxu-kanalaren sarrera bat-bateko estutzearen ondorioz, erraza da hemen lurrun alkalinoaren kondentsazioa eragitea, beraz, hemengo fluxu-kanala lurrun alkalinoaren korrosioarekiko erresistenteak diren β adreilu urtuz egina dago.
3. Ondorioa
Korindoi urtuaren adreiluen propietate bikainak direla eta, beiraren higaduraren aurkako erresistentzia, aparrarekiko erresistentzia eta harriarekiko erresistentzia, batez ere bere kristal-egitura bereziari esker, ia ez du beira urtua kutsatzen. Aplikazio garrantzitsuak ditu argitze-zintan, hozte-sekzioan, hodi-hodietan, labe txikietan eta beste pieza batzuetan.
Argitaratze data: 2024ko uztailak 5