फ्लोट ग्लास मेल्टिंग फर्नेस में फ्यूज्ड कोरंडम ईंट का अनुप्रयोग

पिघली हुई कोरंडम ईंटेंइलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में पिघली हुई एल्यूमिना को एक विशिष्ट आकार के निर्दिष्ट मॉडल में ढाला जाता है, फिर उसे एनील किया जाता है और ऊष्मा-संरक्षित किया जाता है, और उसके बाद वांछित उत्पाद प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जाता है। सामान्य उत्पादन प्रक्रिया में उच्च शुद्धता वाली कैल्सीनेटेड एल्यूमिना (95% से अधिक) और थोड़ी मात्रा में योजक पदार्थों का उपयोग किया जाता है, इन सामग्रियों को इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में डाला जाता है, और 2300 डिग्री सेल्सियस से अधिक उच्च तापमान पर पिघलाने के बाद पूर्वनिर्मित सांचों में ढाला जाता है, फिर उन्हें गर्म रखा जाता है। एनीलिंग के बाद, उन्हें बाहर निकाला जाता है, और निकाले गए सांचे को सटीक कोल्ड वर्किंग, प्री-असेंबली और निरीक्षण के बाद आवश्यकताओं को पूरा करने वाला तैयार उत्पाद बनाया जाता है।

पिघले हुए कोरंडम ईंटों को एल्यूमिना की विभिन्न क्रिस्टलीय संरचनाओं और मात्राओं के आधार पर तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है: पहला प्रकार जिसमें α-Al₂O₃ मुख्य क्रिस्टलीय अवस्था होती है, उसे α-कोरंडम ईंटें कहा जाता है; दूसरा प्रकार जिसमें α-Al₂O₃ और β-Al₂O₃ क्रिस्टलीय अवस्थाएँ लगभग समान मात्रा में होती हैं, उसे α-β कोरंडम ईंटें कहा जाता है; तीसरा प्रकार जिसमें मुख्य रूप से β-Al₂O₃ क्रिस्टलीय अवस्थाएँ होती हैं, उसे β कोरंडम ईंटें कहा जाता है। फ्लोट ग्लास पिघलाने वाली भट्टियों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली पिघली हुई कोरंडम ईंटें दूसरे और तीसरे प्रकार की होती हैं, अर्थात् पिघली हुई α-β कोरंडम ईंटें और β कोरंडम ईंटें। यह लेख पिघली हुई α-β कोरंडम ईंटों और β कोरंडम ईंटों के भौतिक और रासायनिक गुणों और फ्लोट ग्लास पिघलाने वाली भट्टियों में उनके अनुप्रयोग पर केंद्रित होगा।

1. पिघली हुई कोरंडम ईंटों का प्रदर्शन विश्लेषण

1. 1 फ्यूज्ड αβ कोरंडम ईंट

फ्यूज्ड αβ कोरंडम ईंटें लगभग 50% α-Al₂O₃ और β-Al₂O₃ से बनी होती हैं, और ये दोनों क्रिस्टल आपस में गुंथे हुए होते हैं जिससे एक अत्यंत सघन संरचना बनती है, जो उत्कृष्ट क्षार संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है। उच्च तापमान (1350°C से ऊपर) पर इसका संक्षारण प्रतिरोध फ्यूज्ड AZS ईंटों की तुलना में थोड़ा कम होता है, लेकिन 1350°C से कम तापमान पर, पिघले हुए कांच के प्रति इसका संक्षारण प्रतिरोध फ्यूज्ड AZS ईंटों के बराबर होता है। चूंकि इसमें Fe₂O₃, TiO₂ और अन्य अशुद्धियाँ नहीं होती हैं, इसलिए मैट्रिक्स ग्लास चरण बहुत कम होता है, और पिघले हुए कांच के संपर्क में आने पर बुलबुले जैसे बाहरी पदार्थ बनने की संभावना कम होती है, जिससे मैट्रिक्स ग्लास प्रदूषित नहीं होता है।

पिघले हुए αβ कोरंडम की ईंटें सघन क्रिस्टलीकरण वाली होती हैं और 1350°C से कम तापमान पर पिघले हुए कांच के प्रति उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध रखती हैं, इसलिए इनका व्यापक रूप से कांच पिघलाने वाली भट्टियों के कार्य क्षेत्र और उससे आगे के हिस्सों में उपयोग किया जाता है, आमतौर पर लाउडर, लिप ईंटें, गेट ईंटें आदि में। विश्व में सर्वश्रेष्ठ पिघले हुए कोरंडम की ईंटें जापान की तोशिबा द्वारा बनाई जाती हैं।

1.2 फ्यूज्ड β कोरंडम ईंट

पिघली हुई β-कोरंडम ईंटें लगभग 100% β-Al₂O₃ से बनी होती हैं और इनमें बड़ी प्लेट जैसी β-Al₂O₃ क्रिस्टलीय संरचना होती है। ये आकार में बड़ी और कम मजबूत होती हैं। लेकिन दूसरी ओर, इनमें टूटने का प्रतिरोध अच्छा होता है, विशेष रूप से ये प्रबल क्षार वाष्प के प्रति अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं, इसलिए इनका उपयोग कांच पिघलाने वाली भट्टी की ऊपरी संरचना में किया जाता है। हालांकि, कम क्षार सामग्री वाले वातावरण में गर्म करने पर, ये SiO₂ के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, जिससे β-Al₂O₃ आसानी से विघटित हो जाता है और आयतन में संकुचन के कारण दरारें और टूटन पैदा करता है, इसलिए इनका उपयोग कांच के कच्चे माल के बिखराव से दूर स्थानों पर किया जाता है।

1.3 पिघले हुए αβ और β कोरंडम ईंटों के भौतिक और रासायनिक गुण

पिघले हुए α-β और β कोरंडम ईंटों की रासायनिक संरचना मुख्य रूप से Al₂O₃ होती है, अंतर मुख्य रूप से क्रिस्टलीय अवस्था संरचना में होता है, और सूक्ष्म संरचना में अंतर के कारण थोक घनत्व, तापीय विस्तार गुणांक और संपीडन शक्ति जैसे भौतिक और रासायनिक गुणों में अंतर होता है।

2. कांच पिघलाने वाली भट्टियों में पिघली हुई कोरंडम ईंटों का अनुप्रयोग

पूल का तल और दीवार दोनों ही कांच के तरल के सीधे संपर्क में हैं। कांच के तरल के सीधे संपर्क में आने वाले सभी भागों के लिए, दुर्दम्य पदार्थ का सबसे महत्वपूर्ण गुण संक्षारण प्रतिरोध है, अर्थात् दुर्दम्य पदार्थ और कांच के तरल के बीच कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।

हाल के वर्षों में, पिघले हुए कांच के सीधे संपर्क में आने वाले पिघले हुए दुर्दम्य पदार्थों के गुणवत्ता संकेतकों का आकलन करते समय, रासायनिक संरचना, भौतिक और रासायनिक संकेतकों और खनिज संरचना के अलावा, निम्नलिखित तीन संकेतकों का भी आकलन किया जाना चाहिए: कांच क्षरण प्रतिरोध सूचकांक, अवक्षेपित बुलबुला सूचकांक और अवक्षेपित क्रिस्टलीकरण सूचकांक।

कांच की गुणवत्ता की बढ़ती आवश्यकताओं और भट्टी की उत्पादन क्षमता में वृद्धि के साथ, पिघली हुई विद्युत ईंटों का उपयोग व्यापक होता जाएगा। कांच पिघलाने वाली भट्टियों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली पिघली हुई ईंटें AZS श्रृंखला (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂) की होती हैं। जब AZS ईंट का तापमान 1350℃ से अधिक होता है, तो इसकी संक्षारण प्रतिरोधकता αβ-Al₂O₃ ईंट की तुलना में 2 से 5 गुना अधिक होती है। पिघली हुई αβ कोरंडम ईंटें 53% α-एल्यूमिना और 45% β-एल्यूमिना के बारीक कणों से बनी होती हैं, जिनमें थोड़ी मात्रा में कांच का चरण (लगभग 2%) होता है, जो क्रिस्टलों के बीच के छिद्रों को भरता है, उच्च शुद्धता वाली होती हैं, और इनका उपयोग पूल की दीवारों के शीतलन भाग, फर्श के शीतलन भाग और सीम ईंटों आदि में किया जा सकता है।

पिघले हुए αβ कोरंडम ईंटों की खनिज संरचना में कांच की मात्रा बहुत कम होती है, जो उपयोग के दौरान रिसकर कांच के तरल को प्रदूषित नहीं करती। इनमें संक्षारण प्रतिरोधकता अच्छी होती है और 1350°C से कम तापमान पर भी ये उत्कृष्ट रूप से घिसते नहीं हैं। ये कांच पिघलाने वाली भट्टी के शीतलन भाग में उपयोग किए जाते हैं। ये फ्लोट ग्लास पिघलाने वाली भट्टियों की टंकी की दीवारों, टंकी के तल और धुलाई क्षेत्रों के लिए आदर्श दुर्दम्य पदार्थ हैं। फ्लोट ग्लास पिघलाने वाली भट्टी के इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट में, पिघले हुए αβ कोरंडम ईंटों का उपयोग कांच पिघलाने वाली भट्टी के शीतलन भाग की पूल दीवार की ईंटों के रूप में किया जाता है। इसके अतिरिक्त, शीतलन भाग में फुटपाथ की ईंटों और जोड़ की ईंटों के लिए भी पिघले हुए αβ कोरंडम ईंटों का उपयोग किया जाता है।

फ्यूज्ड β कोरंडम ईंट एक सफेद उत्पाद है जो β-Al₂O₃ के मोटे क्रिस्टलों से बना होता है, जिसमें 92%~95% Al₂O₃ होता है, केवल 1% से कम कांच का चरण होता है, और ढीले क्रिस्टल जालक के कारण इसकी संरचनात्मक मजबूती अपेक्षाकृत कमजोर होती है। इसकी स्पष्ट सरंध्रता 15% से कम होती है। चूंकि Al₂O₃ स्वयं 2000°C से ऊपर सोडियम से संतृप्त होता है, इसलिए यह उच्च तापमान पर क्षार वाष्प के प्रति बहुत स्थिर होता है, और इसकी ऊष्मीय स्थिरता भी उत्कृष्ट होती है। हालांकि, SiO₂ के संपर्क में आने पर, β-Al₂O₃ में निहित Na₂O विघटित होकर SiO₂ के साथ अभिक्रिया करता है, और β-Al₂O₃ आसानी से α-Al₂O₃ में परिवर्तित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आयतन में भारी संकुचन होता है, जिससे दरारें और क्षति हो सकती है। इसलिए, यह केवल SiO2 की उड़ने वाली धूल से दूर स्थित ऊपरी संरचनाओं के लिए उपयुक्त है, जैसे कि कांच पिघलाने वाली भट्टी के कार्यशील पूल की ऊपरी संरचना, पिघलने वाले क्षेत्र के पीछे का टोंटी और उसके पास की पैरापेट, छोटी भट्टी का समतलीकरण और अन्य भाग।

क्योंकि यह वाष्पशील क्षार धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसलिए ईंट की सतह से पिघला हुआ पदार्थ रिसकर कांच को दूषित नहीं करेगा। फ्लोट ग्लास पिघलाने वाली भट्टी में, शीतलन भाग के प्रवाह चैनल के प्रवेश द्वार के अचानक संकरे होने के कारण, यहाँ क्षारीय वाष्प का संघनन आसानी से हो सकता है, इसलिए यहाँ प्रवाह चैनल को पिघली हुई बीटा ईंटों से बनाया जाता है जो क्षारीय भाप से होने वाले क्षरण के प्रति प्रतिरोधी होती हैं।

3. निष्कर्ष

पिघले हुए कोरंडम ईंटों के उत्कृष्ट गुणों, जैसे कि कांच के क्षरण प्रतिरोध, झाग प्रतिरोध और पत्थर प्रतिरोध, विशेष रूप से इसकी अद्वितीय क्रिस्टलीय संरचना के कारण, यह पिघले हुए कांच को शायद ही प्रदूषित करता है। इसका उपयोग स्पष्टीकरण बेल्ट, शीतलन अनुभाग, रनर, छोटी भट्टी और अन्य भागों में महत्वपूर्ण रूप से किया जाता है।