Örnek olarak düz camı ele alırsak, cam üretiminde kullanılan üç ana ısıl ekipman şunlardır: düz cam eritme fırını, düz cam kalay banyosu ve cam tavlama fırını. Cam üretim sürecinde, cam eritme fırını, hammaddeleri cam sıvısına eritmek, berraklaştırmak, homojenleştirmek ve kalıplama için gerekli sıcaklığa soğutmaktan sorumludur. Kalay banyosu, cam kalıplama için kilit ekipmandır. 1050~1100℃ sıcaklığındaki cam sıvısı, akış kanalından kalay banyosundaki kalay sıvısı yüzeyine akar. Cam sıvısı, kalay banyosunun yüzeyinde düzleştirilir ve parlatılır ve mekanik çekme, yan koruyucular ve yan çekme makineleri ile kontrol edilerek gerekli genişlik ve kalınlıkta bir cam şerit oluşturulur. Ve ileri işlem sırasında kademeli olarak 600℃'ye soğuduğunda kalay banyosundan ayrılır. Tavlama fırınının işlevi, düz camın artık gerilimini ve optik homojen olmamasını gidermek ve camın iç yapısını stabilize etmektir. Kalay banyosunun oluşturduğu yaklaşık 600℃ sıcaklığa sahip sürekli cam şerit, geçiş silindir tablası üzerinden tavlama fırınına girer. Bu üç ana termal ekipmanın tamamı refrakter malzemelere ihtiyaç duyar. Cam eritme fırınının normal ve istikrarlı çalışmasını sağlamak için, çeşitli refrakter malzemelerin desteğinden ayrı düşünülemez. Aşağıda, cam eritme fırınlarında yaygın olarak kullanılan 9 çeşit refrakter malzeme ve özellikleri verilmiştir:
Cam fırınları için silika tuğlalar:
Ana bileşenler: silikon dioksit (SiO2), içeriğinin %94'ün üzerinde olması gerekmektedir. Çalışma sıcaklığı: en yüksek çalışma sıcaklığı 1600~1650℃'dir. Özellikler: asidik cüruf aşınmasına karşı iyi direnç gösterir, ancak alkali uçan malzeme aşınmasına karşı direnci zayıftır. Esas olarak büyük kemerlerin, duvarların ve küçük fırınların duvarcılığında kullanılır.
Cam fırınları için ateşe dayanıklı kil tuğlalar:
Ana bileşenler: Al2O3 ve SiO2, Al2O3 içeriği %30~%45, SiO2 içeriği ise %51~%66 arasındadır. Çalışma sıcaklığı: En yüksek çalışma sıcaklığı 1350~1500℃'dir. Özellikleri: İyi refrakterlik, termal kararlılık ve düşük ısı iletkenliğine sahip, zayıf asidik bir refrakter malzemedir. Esas olarak fırın havuzunun tabanının, çalışma bölümünün havuz duvarının ve geçidin, duvarın, kemerin, alt kontrol tuğlalarının ve ısı depolama odasının bacasının duvarcılığında kullanılır.
Cam fırınları için yüksek alümina içerikli tuğlalar:
Ana bileşenler: SiO2 ve Al2O3, ancak Al2O3 içeriği %46'dan fazla olmalıdır. Çalışma sıcaklığı: Maksimum çalışma sıcaklığı 1500~1650℃'dir. Özellikler: İyi korozyon direncine sahiptir ve hem asidik hem de alkali cüruflardan kaynaklanan korozyona karşı dayanıklıdır. Esas olarak ısı depolama odalarında, ayrıca çalışma havuzları, malzeme kanalları ve besleyiciler için refrakter aksesuarlarda kullanılır.
Mullit tuğlalar:
Mullit tuğlaların ana bileşeni Al2O3 olup içeriği yaklaşık %75'tir. Esas olarak mullit kristallerinden oluştuğu için mullit tuğla olarak adlandırılır. Yoğunluğu 2,7-32 g/cm³, gözenekliliği %1-12 ve maksimum çalışma sıcaklığı 1500~1700℃'dir. Sinterlenmiş mullit esas olarak ısı depolama odası duvarlarının örülmesinde kullanılır. Erimiş mullit ise esas olarak havuz duvarlarının, gözlem deliklerinin, duvar payandalarının vb. örülmesinde kullanılır.
Kaynaştırılmış zirkonyum korundum tuğlalar:
Ergitilmiş zirkonyum korundum tuğlalar, beyaz demir tuğlalar olarak da adlandırılır. Genellikle, ergitilmiş zirkonyum korundum tuğlalar, zirkonyum içeriğine göre üç sınıfa ayrılır: %33, %36 ve %41. Cam endüstrisinde kullanılan zirkonyum korundum tuğlalar %50~%70 Al2O3 ve %20~%40 ZrO2 içerir. Yoğunluk 3,4~4,0 g/cm3, görünür gözeneklilik %1~%10 ve maksimum çalışma sıcaklığı yaklaşık 1700℃'dir. %33 ve %36 zirkonyum içeriğine sahip erimiş zirkonyum korundum tuğlalar, fırın havuzu duvarları, alev boşluğu göğüs duvarları, küçük fırın üfleme delikleri, küçük fırın düz kemerleri, küçük fırın bacaları, dil kemerleri vb. yapımında kullanılır. %41 zirkonyum içeriğine sahip erimiş zirkonyum korundum tuğlalar ise havuz duvarı köşeleri, akış delikleri ve cam sıvısının refrakter malzemeleri en şiddetli şekilde aşındırdığı diğer kısımların yapımında kullanılır. Bu malzeme, cam endüstrisinde en yaygın kullanılan erimiş döküm refrakter malzemedir.
Ergitilmiş alümina tuğlalar:
Esas olarak %92~94 Al2O3 korundum kristal fazından oluşan, yoğunluğu 2,9~3,05 g/cm3, görünür gözenekliliği %1~10 ve maksimum çalışma sıcaklığı yaklaşık 1700℃ olan erimiş α, β korundum ve erimiş β korundum refrakter tuğlaları ifade eder. Erimiş alümina, cam geçirgenliğine karşı mükemmel direnç gösterir ve cam sıvısına neredeyse hiç kirlilik yaymaz. Cam eritme fırınının çalışma bölümü havuz duvarı, havuz tabanı, akış kanalı, çalışma bölümü malzeme kanalı havuz duvarı, malzeme kanalı havuz tabanı ve cam sıvısıyla temas eden ve refrakter kirlenmesi gerektirmeyen diğer kısımlarında yaygın olarak kullanılır.
Kuvars tuğlalar:
Ana bileşeni %99'dan fazla SiO2 olan bu malzemenin yoğunluğu 1,9~2 g/cm³, refrakterliği 1650℃, çalışma sıcaklığı yaklaşık 1600℃ ve asit aşınmasına karşı direnci yüksektir. Asidik bor camından havuz duvarı, alev boşluğu termokupl delik tuğlaları vb. yapımında kullanılır.
Alkali refrakter malzemeler:
Alkali refrakter malzemeler esas olarak magnezyum tuğlalar, alümina-magnezyum tuğlalar, magnezyum-krom tuğlalar ve forsterit tuğlaları ifade eder. Performansı, alkali malzemelerin aşınmasına karşı direnç göstermektir ve refrakterliği 1900~2000℃ arasındadır. Cam eritme fırınının rejeneratörünün üst duvarında, rejeneratör kemerinde, ızgara gövdesinde ve küçük fırın parçası yapısında yaygın olarak kullanılır.
Cam fırınları için yalıtım tuğlaları:
Cam eritme fırınının ısı dağıtım alanı geniştir ve termal verimliliği düşüktür. Enerji tasarrufu sağlamak ve tüketimi azaltmak için, kapsamlı yalıtım için büyük miktarda yalıtım malzemesine ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle, ısı dağılımını azaltmak için havuz duvarı, havuz tabanı, kemer ve rejeneratör, eritme bölümü, çalışma bölümü vb. duvarların yalıtılması gerekmektedir. Yalıtım tuğlasının gözenekliliği çok yüksektir, ağırlığı çok hafiftir ve yoğunluğu 1,3 g/cm³'ü geçmez. Havanın ısı transfer performansı çok düşük olduğundan, yüksek gözenekliliğe sahip yalıtım tuğlası yalıtım etkisine sahiptir. Isı iletkenlik katsayısı, genel refrakter malzemelere göre 2-3 kat daha düşüktür, bu nedenle gözeneklilik ne kadar büyükse, yalıtım etkisi o kadar iyidir. Kil yalıtım tuğlaları, silika yalıtım tuğlaları, yüksek alümina yalıtım tuğlaları vb. dahil olmak üzere birçok farklı yalıtım tuğlası türü vardır.
Yayın tarihi: 25 Nisan 2025
