电熔锆刚玉砖产生裂纹的原因分析及措施

一、原因分析

电熔锆刚玉砖的特点是结晶的温度规模窄和导热性小,因而,它的硬化进程实际上是连续的。

大型电熔砖的熔体在这种连续硬化的条件下,因为沿其断面的温度场的不均匀,会发生内、外裂纹。在熔体硬化时期,裂纹先从电熔砖内部发生,最后才出现在外外表。

依据研讨,这种裂纹的构成机理可用下列方式简略地表示出来。在熔体冷却的第一阶段,电熔砖的外外表构成有弹性的外壳(。在冷却的第二阶段全部熔体硬化,而在电熔砖的断面上发生温度差。这时它里边还没有应力,因为在前一段时间内,电熔砖的中心还处于塑性状态,它能缓冲外壳缩短构成的压应力。一在进一步冷却时,电熔砖已彻底硬化。

因为保温箱的保温抑制作用,电熔砖的基地温度要比外表温度下降得快,电熔砖的温度梯度开端减小，假如电熔砖彻底硬化之后,基地有温差

但实际上不会呈现这种状况,因为电熔砖的全部尺度早已因为外表硬化而固定。因为电熔砖基地温度的改变超越它在外表的改变。所以中心部分在坚持长度时就要经受拉应力。当这个拉应力超越资料木身在该温度下的最大抗拉强度时,制品内部就发生裂纹,并依据温度差的大小,裂纹或坚持在内部,或延伸到外表上,而成为可见的裂纹。这种裂纹一般称为热裂纹。

另外,电熔锆刚玉砖的熔体在冷却析晶进程中,还会因晶型转化而发生较大的体积改变,特别是高温型的立方晶系在1008℃以下转化为单斜晶系的斜锆石时,会伴随着较大的体积膨胀。

所以,大家在电熔砖的断面上除了看到有热裂纹以外,有时还能够看到一些网状裂纹,后者多半是在斜锆石发生晶型转化时发生的应力所形成的。

因而,大家在挑选退火技术和制定退火准则时,都必须思考上述两个要素,以防止电熔砖在冷却析晶进程中,发生过大的应力,而致使裂纹。

二、解决措施 

在浇铸的电熔锆刚玉砖冷却过程中，随着ZrO2从高温的立方晶系向低温的单斜晶系的晶型转化，电熔砖的体积发生着急剧的膨胀。为了防止由于降温过快产生大的热应力而使制品开裂。故在其结晶过程中要加强保温措施。通常电熔锆刚玉砖的保温退火是将砂模装入保温箱并充入保温介质浇铸时将熔液注入砂模然后置于退火区域自然退火。在操作过程中应尽减少铸件与退火保温介质的温度差放慢降温速度以免产生裂纹并控制制品的出箱温度这样就可以得到结构均匀、具有提好的高温性能的电熔锆刚玉砖制品。鉴于异型砖及超宽、超大的电熔砖应力分布不均匀容易形成裂纹在实际生产中我们采用针对性的辅助措施。利用活筐组型、注入熔液后将其置千保温箱中最后埋入适当的保温介质进行保温退火。退火速度保持在60℃/h左右。这样电熔砖的裂纹趋势明显减少。

随着玻璃熔窑技术进步的加快，大多数的熔窑正朝着保温节能的方向发展。因此对熔铸锆刚玉砖的外观质量要求越来越高，新型浇铸工艺的采用只是个时间问题。未来有以下几个发展方向：

a、整体树脂砂模的使用

b、真空浇铸的推行。整体树脂砂模使制品的外观质量上了一个新的台阶。铸件尺寸准确、表面平整光滑，砂模在常温下快速硬化，具有良好的高温自溃性能，真空浇铸工艺同样达到了铸件尺寸准确、表面平整光滑不用粘结赉型砂可以重复使用节约资金因而此种工艺应尽量推广应用并使之不断完善。