Aké sú hlavné aspekty škôd spôsobených žiaruvzdornými materiálmi používanými v sklárskych peciach

1. Erózia
Prášok, tekuté sklo a plyny z plameňa v peci môžu pri vysokých teplotách korodovať žiaruvzdorné materiály.
Erózny účinok prášku na žiaruvzdorný materiál sa prejavuje hlavne v erózii žiaruvzdorného materiálu alkalickými parami odparenými práškom pri vysokej teplote, ako je erózia povrchu kremičitej tehly, „krysej diery“ vo vnútri a antinefelinizačný účinok v kockovanej tehle. Okrem toho sa popolček ultrajemného prášku v prášku hromadí v telese mriežky tepelnej akumulačnej komory, vytvára nádory a blokuje otvory mriežky. V závažných prípadoch sa mriežkové tehly môžu zrútiť a poškodiť, čo si vynúti tepelnú opravu. Efekt erózie sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a teplota topenia sa zvyšuje o 50? 60 stupňov skráti životnosť približne o jeden rok. Časti ako predná čelná stena, plniaci otvor, predný priestor taviacej časti, stena bazéna, malá pec a horná mriežka regenerátora môžu byť korodované práškom.
Korozívny účinok kvapalného skla na žiaruvzdorné materiály je oveľa menší ako účinok prášku a fázová reakcia medzi kvapalným sklom a medzivrstvou žiaruvzdorných materiálov je zložitá. Sklená kvapalina najskôr rozpustí voľný Si02 v žiaruvzdornom materiáli. Rýchlosť rozpúšťania mullitu je relatívne malá a hromadí sa na rozhraní medzi sklenenou kvapalinou a žiaruvzdornými materiálmi. Malý kryštalický mullit sa síce rozpúšťa, no veľký kryštalický mullit sa počas používania dokonca zväčšuje. Po erózii žiaruvzdorného materiálu sa do roztavenej látky, ktorá je s ňou v kontakte, pridávajú Si02 a Al203. Roztavená látka bude difundovať do zvyšku sklenenej kvapaliny. Počas difúzneho procesu sa mení zloženie roztavenej látky, zväčšuje sa SiO2 a alkalický lúh a dochádza k zmene na rozhraní - V dôsledku agregačného účinku kryštálov Al2O3 dochádza na kontaktnej ploche medzi žiaruvzdorným a tekutým sklom najskôr vrstva mullitu, po ktorej nasleduje vrstva mullitu - Po vrstve Al2O3 nasleduje nekorodujúci žiaruvzdorný materiál. Po rozpustení žiaruvzdorného materiálu sa zvyšuje viskozita sklenenej kvapaliny, čím sa podporuje vytváranie ťažšie pohyblivej ochrannej vrstvy na povrchu žiaruvzdorného materiálu, čím sa znižuje účinok pokračujúcej erózie.
Korozívny účinok sklenenej kvapaliny na žiaruvzdorné materiály závisí od jej fyzikálnych vlastností, ako je viskozita a povrchové napätie. Sklená kvapalina s nízkou viskozitou a nízkym povrchovým napätím ľahko nasiakne žiaruvzdorný materiál a absorbuje ho z jeho povrchových pórov, čo spôsobí silnú eróziu celého žiaruvzdorného materiálu. Vysoko alkalické sklo má nižšiu viskozitu a borosilikátové sklo má nízke povrchové napätie, takže ich korozívne pôsobenie je intenzívne. Zvýšením teploty tavenia sa zníži viskozita a povrchové napätie roztaveného skla, čím sa urýchli erózny efekt. Kvapalné sklo obsahujúce kyselinu boritú, kyselinu fosforečnú, fluór, hliník a zlúčeniny bária má silný korozívny účinok na žiaruvzdorné materiály. Silná konvekcia tekutého skla a nestabilný povrch kvapaliny zmyjú ochrannú vrstvu, čím sa urýchli korózia. Pre samotné žiaruvzdorné materiály stupeň korózie súvisí najmä s ich chemickým zložením, minerálnym zložením a štruktúrnym stavom. Nerovnosti a praskliny na povrchu žiaruvzdorných materiálov môžu zhoršiť eróziu. Tehly steny bazéna na úrovni kvapaliny a škáry muriva steny bazéna sa nachádzajú na miestach náchylných na eróziu sklovitou kvapalinou. Erózia vodorovných škár je závažnejšia ako erózia zvislých škár, preto sa vyžaduje, aby povrch muriva bol hladký, škáry muriva malé a celý blok by mal byť postavený.
Produkty spaľovania uhoľného plynu a ťažkého oleja (obsahujúce korozívne plyny ako so2 a V2O5) a prchavé látky jednotlivých zložiek vsádzky môžu korodovať aj žiaruvzdorné materiály v plameňových priestoroch, malých peciach, komorách na skladovanie tepla a na iných miestach. Pri vysokých teplotách môžu rôzne stavebné materiály pece navzájom reagovať, čo má za následok poškodenie. Napríklad 1600? Pri 1650 stupňoch budú hlinené tehly a kremičité tehly reagovať prudko, tehly s vysokým obsahom oxidu hlinitého a kremičité tehly budú reagovať mierne a tehly z taveného zirkóniového korundu a kremičité tehly budú prudko reagovať, čo vedie k prudkému spoločnému roztaveniu. Tehly z taveného zirkónkorundu reagujú mierne s kremennými tehlami a bielymi penovými kameňmi, pričom reagujú pri kontakte s korundovými tehlami. Preto sa ako prechodové materiály môžu použiť korundové tehly.
Mriežka použitá v tepelnej akumulačnej komore je tiež poškodená v dôsledku pôsobenia redoxnej atmosféry. Mechanizmus poškodenia je spôsobený najmä rôznymi valenčnými stavmi a koordinačnými stavmi premenlivých valenčných iónov v oxidačnom a redukčnom stave, čo vedie k objemovým zmenám, čo vedie k zníženiu pevnosti a praskaniu produktu.
2. Vyhorieť
Pri dlhodobom pôsobení vysokej teploty sa žiaruvzdorné materiály môžu poškodiť tavením (známym aj ako tok horenia) alebo mäknutím a deformáciou. "Ak sa časť pece lokálne prehreje alebo žiaruvzdorný materiál nie je dostatočne žiaruvzdorný, žiaruvzdorný materiál sa spáli a roztaví.". Niekedy, ak je požiarna odolnosť kvalifikovaná, ale teplota mäknutia zaťaženia je nízka, žiaruvzdorný materiál pri dlhodobom používaní tiež zmäkne a deformuje sa, čo ovplyvní stabilitu a životnosť celého muriva. Závažnosť straty horením závisí od teploty a povahy žiaruvzdorného materiálu. Malé oblúky výtoku pece, malé nohy pece, jazýčky, oblúky regenerátora, oblúky taviaceho zariadenia a predné steny sú náchylné na popáleniny.
3. Poškodenie trhliny
K praskaniu dochádza hlavne počas fázy pečenia. Počas vypaľovania v peci dochádza vo vnútri žiaruvzdorných tehál k určitému teplotnému rozdielu, čo vedie k zodpovedajúcemu mechanickému namáhaniu. Ak je rýchlosť ohrevu príliš vysoká a prekračuje prípustnú medzu pevnosti žiaruvzdorného materiálu, objavia sa trhliny, dokonca sa rozbijú na úlomky. Elektricky tavené, vysoko spekané, husté žiaruvzdorné materiály * sa ľahko poškodia. Okrem napätia spôsobeného rozdielom teplôt spôsobuje napätie aj expanzia alebo kontrakcia spôsobená zmenou kryštalickej formy žiaruvzdorných materiálov. Keď teplota stúpa príliš rýchlo, kryštalická forma sa rýchlo mení a objem sa príliš mení, čo vedie k nadmernému namáhaniu a praskaniu žiaruvzdorného materiálu. Preto treba počas pečenia zvyšovať teplotu podľa vopred stanovenej krivky pečenia. Po vypálení sú žiaruvzdorné materiály dlhodobo vystavené vysokým teplotám a mechanická pevnosť žiaruvzdorných materiálov pri tejto prevádzkovej teplote je oveľa nižšia ako pri izbovej teplote. Ak je mechanické zaťaženie aplikované na žiaruvzdorný materiál príliš veľké, žiaruvzdorný materiál podstúpi nepružnú deformáciu (podobnú prúdeniu vysoko viskóznych kvapalín), čo má za následok poškodenie.
4. Nosiť
Keď sklenená kvapalina prúdi pozdĺž žiaruvzdorného materiálu, má za následok odkvapkávanie vody cez kameň, čím sa žiaruvzdorný materiál rozdrví do drážok, čo je mechanické opotrebovanie. Hlavná oblasť opotrebovania je na úrovni skla. Okrem toho je to zrejmé aj na miestach, kde prúdi cirkulujúca tekutina, najmä tam, kde je prúdenie tekutiny turbulentné. Keď hladina kvapaliny kolíše a prietok kvapaliny sa mení (napríklad vplyvom kolísania teploty), zvyšuje sa opotrebovanie.