אם ניקח זכוכית צפה כדוגמה, שלושת הציוד התרמי העיקרי בייצור זכוכית כוללים תנור התכת זכוכית צפה, אמבט פח זכוכית צפה ותנור חישול זכוכית. בתהליך ייצור הזכוכית, תנור התכת הזכוכית אחראי על התכת חומרי האצווה לנוזל זכוכית, על הבהרתם, הומוגניזציהם וקירורם לטמפרטורה הנדרשת לעיצוב. אמבט הפח הוא הציוד המרכזי לעיצוב זכוכית. נוזל הזכוכית בטמפרטורה של 1050~1100℃ זורם מתעלת הזרימה אל פני נוזל הפח באמבט הפח. נוזל הזכוכית משטח ומלוטש על פני אמבט הפח, ומבוקר על ידי משיכה מכנית, מגיני צד ומכונות משיכה צדדיות ליצירת סרט זכוכית ברוחב ובעובי הנדרשים. והוא יוצא מאמבט הפח כשהוא מתקרר בהדרגה ל-600℃ במהלך התהליך הקדמי. תפקידו של תנור החישול הוא לבטל את המאמץ השיורי ואת חוסר ההומוגניות האופטית של זכוכית צפה, ולייצב את המבנה הפנימי של הזכוכית. סרט הזכוכית הרציף בטמפרטורה של כ-600℃ הנגרם על ידי אמבט הפח נכנס לתנור החישול דרך שולחן גלילי המעבר. כל שלושת הציוד התרמי העיקרי הללו דורשים חומרים עקשניים. כדי להבטיח את הפעולה התקינה והיציבה של תנור התכת הזכוכית, הוא אכן בלתי נפרד מהתמיכה של מגוון חומרים עקשניים. להלן 9 סוגים של חומרים עקשניים הנפוצים בתנורי התכת זכוכית ומאפייניהם:
לבני סיליקה לכבשני זכוכית:
רכיבים עיקריים: סיליקון דיאוקסיד (SiO2), התכולה נדרשת להיות מעל 94%. טמפרטורת הפעלה: טמפרטורת ההפעלה המקסימלית היא 1600~1650℃. מאפיינים: עמידות טובה בפני שחיקה חומצית של סיגים, אך עמידות נמוכה בפני שחיקה בסיסית של חומרים מעופפים. משמש בעיקר לבנייה של קשתות גדולות, קירות חזה ותנורים קטנים.
לבני חרס אש לכבשני זכוכית:
רכיבים עיקריים: Al2O3 ו-SiO2, תכולת Al2O3 היא בין 30% ל-45%, SiO2 היא בין 51% ל-66%. טמפרטורת הפעלה: טמפרטורת ההפעלה המקסימלית היא 1350 עד 1500 מעלות צלזיוס. מאפיינים: זהו חומר עקשן חומצי חלש בעל עמידות אש טובה, יציבות תרמית ומוליכות תרמית נמוכה. משמש בעיקר לבנייה בתחתית בריכת הכבשן, דופן הבריכה של החלק העובד והמעבר, הקיר, הקשת, לבני השחמט התחתונות וארובה של חדר אחסון החום.
לבני אלומינה גבוהות לכבשני זכוכית:
רכיבים עיקריים: SiO2 ו-Al2O3, אך תכולת ה-Al2O3 צריכה להיות גבוהה מ-46%. טמפרטורת הפעלה: טמפרטורת ההפעלה המקסימלית היא 1500~1650℃. מאפיינים: עמידות טובה בפני קורוזיה, ויכולה לעמוד בפני קורוזיה מסיגים חומציים ובסיסיים כאחד. משמש בעיקר בתאי אחסון חום, כמו גם אביזרים חסיני אש לבריכות עבודה, תעלות חומרים ומזינים.
לבני מוליט:
המרכיב העיקרי של לבני מוליט הוא Al2O3, ותכולתו היא כ-75%. מכיוון שמדובר בעיקר בגבישי מוליט, הוא נקרא לבני מוליט. צפיפות 2.7-3.2 גרם/סמ"ק, נקבוביות פתוחה 1%-12%, וטמפרטורת ההפעלה המקסימלית היא 1500~1700℃. מוליט מסונטר משמש בעיקר לבניית קירות תאי אגירת חום. מוליט מותך משמש בעיקר לבניית קירות בריכות, חורי תצפית, תמכי קירות וכו'.
לבני זירקוניום קורונדום התמזגו:
לבני קורונדום זירקוניום מותכות נקראות גם לבני ברזל לבנות. באופן כללי, לבני קורונדום זירקוניום מותכות מחולקות לשלוש דרגות לפי תכולת הזירקוניום: 33%, 36% ו-41%. לבני קורונדום זירקוניום המשמשות בתעשיית הזכוכית מכילות 50%~70% Al2O3 ו-20%~40% ZrO2. הצפיפות היא 3.4~4.0 גרם/סמ"ק, הנקבוביות הנראית לעין היא 1%~10%, וטמפרטורת ההפעלה המקסימלית היא כ-1700 ℃. לבני קורונדום זירקוניום מותכות עם תכולת זירקוניום של 33% ו-36% משמשות לבניית קירות בריכות כבשן, קירות חזה של חלל להבה, חורי פיצוץ קטנים של כבשן, קשתות שטוחות קטנות של כבשן, ארובות כבשן קטנות, קשתות לשון וכו'. לבני קורונדום זירקוניום מותכות עם תכולת זירקוניום של 41% משמשות לבניית פינות קירות בריכות, חורי זרימה וחלקים אחרים שבהם נוזל הזכוכית שוחק ופוגע בחומרים עקשן בצורה האלימה ביותר. חומר זה הוא חומר חסין האש יצוק התוך-תוך הנפוץ ביותר בתעשיית הזכוכית.
לבני אלומינה התמזגו:
זה מתייחס בעיקר ללבנים חסינות קורונדום α, β ו-β קורונדום מותך, המורכבות בעיקר מ-92%~94% פאזה גבישית קורונדום Al2O3, צפיפות 2.9~3.05 גרם/סמ"ק, נקבוביות נראית לעין 1%~10%, וטמפרטורת הפעלה מקסימלית של כ-1700℃. לאלומינה המותכת עמידות מצוינת לחדירת זכוכית וכמעט ללא זיהום לנוזל הזכוכית. היא נמצאת בשימוש נרחב בחלק העבודה של דופן הבריכה, תחתית הבריכה, תעלות זרימה, דופן הבריכה של תעלות החומר של חלק העבודה, תחתית הבריכה של תעלות החומר וחלקים אחרים של תנור ההיתוך של הזכוכית שבאים במגע עם נוזל הזכוכית ואינם דורשים זיהום עקשן.
לבני קוורץ:
המרכיב העיקרי הוא SiO2, המכיל יותר מ-99%, עם צפיפות של 1.9~2 גרם/סמ"ק, עמידות בפני שחיקה של 1650 ℃, טמפרטורת עבודה של כ-1600 ℃ ועמידות בפני שחיקה חומצית. הוא משמש לבניית קיר בריכה מזכוכית בורון חומצית, לבני חורי צמד תרמי לחלל להבה וכו'.
חומרים חסיני אש אלקליים:
חומרים חסיני אש אלקליים מתייחסים בעיקר ללבני מגנזיה, לבני אלומינה-מגנזיה, לבני מגנזיה-כרום ולבני פורסטריט. ביצועיהם הם עמידים בפני שחיקה של חומרים אלקליים, ועמידותם לעמידות היא 1900~2000℃. הם נמצאים בשימוש נרחב בקיר העליון של תנור התכת הזכוכית, קשת התנור, גוף הרשת ומבנה חלקי התנור הקטן.
לבני בידוד לתנורי זכוכית:
שטח פיזור החום של תנור ההיתוך מזכוכית גדול והיעילות התרמית נמוכה. על מנת לחסוך באנרגיה ולהפחית את הצריכה, נדרשת כמות גדולה של חומרי בידוד לבידוד מקיף. בפרט, יש לבודד את דופן הבריכה, תחתית הבריכה, הקשת והדופן במתקן ההתחדשות, בחלק ההיתוך, בחלק העבודה וכו' כדי להפחית את פיזור החום. נקבוביות לבני הבידוד גדולה מאוד, המשקל קל מאוד והצפיפות אינה עולה על 1.3 גרם/סמ"ק. מכיוון שביצועי העברת החום של האוויר גרועים מאוד, ללבני בידוד בעלות נקבוביות גדולה יש אפקט בידוד. מקדם המוליכות התרמית שלה נמוך פי 2~3 מזה של חומרים עקשן כלליים, כך שככל שהנקבוביות גדולה יותר, כך אפקט הבידוד טוב יותר. ישנם סוגים רבים ושונים של לבני בידוד, כולל לבני בידוד חרס, לבני בידוד סיליקה, לבני בידוד אלומינה עתירות וכן הלאה.
זמן פרסום: 25 באפריל 2025
