電熔鋯剛玉磚產生裂紋的原因分析及措施

一、原因分析

電熔鋯剛玉磚的特點是結晶的溫度規模窄和導熱性小,因而,它的硬化進程實際上是連續的。

大型電熔磚的熔體在這種連續硬化的條件下,因為沿其斷面的溫度場的不均勻,會發生內、外裂紋。在熔體硬化時期,裂紋先從電熔磚內部發生,最后才出現在外外表。

依據研討,這種裂紋的構成機理可用下列方式簡略地表示出來。在熔體冷卻的第一階段,電熔磚的外外表構成有彈性的外殼(。在冷卻的第二階段全部熔體硬化,而在電熔磚的斷面上發生溫度差。這時它里邊還沒有應力,因為在前一段時間內,電熔磚的中心還處于塑性狀態,它能緩沖外殼縮短構成的壓應力。一在進一步冷卻時,電熔磚已徹底硬化。

因為保溫箱的保溫抑制作用,電熔磚的基地溫度要比外表溫度下降得快,電熔磚的溫度梯度開端減小，假如電熔磚徹底硬化之后,基地有溫差

但實際上不會呈現這種狀況,因為電熔磚的全部尺度早已因為外表硬化而固定。因為電熔磚基地溫度的改變超越它在外表的改變。所以中心部分在堅持長度時就要經受拉應力。當這個拉應力超越資料木身在該溫度下的最大抗拉強度時,制品內部就發生裂紋,并依據溫度差的大小,裂紋或堅持在內部,或延伸到外表上,而成為可見的裂紋。這種裂紋一般稱為熱裂紋。

另外,電熔鋯剛玉磚的熔體在冷卻析晶進程中,還會因晶型轉化而發生較大的體積改變,特別是高溫型的立方晶系在1008℃以下轉化為單斜晶系的斜鋯石時,會伴隨著較大的體積膨脹。

所以,大家在電熔磚的斷面上除了看到有熱裂紋以外,有時還能夠看到一些網狀裂紋,后者多半是在斜鋯石發生晶型轉化時發生的應力所形成的。

因而,大家在挑選退火技術和制定退火準則時,都必須思考上述兩個要素,以防止電熔磚在冷卻析晶進程中,發生過大的應力,而致使裂紋。

二、解決措施 

在澆鑄的電熔鋯剛玉磚冷卻過程中，隨著ZrO2從高溫的立方晶系向低溫的單斜晶系的晶型轉化，電熔磚的體積發生著急劇的膨脹。為了防止由于降溫過快產生大的熱應力而使制品開裂。故在其結晶過程中要加強保溫措施。通常電熔鋯剛玉磚的保溫退火是將砂模裝入保溫箱并充入保溫介質澆鑄時將熔液注入砂模然后置于退火區域自然退火。在操作過程中應盡減少鑄件與退火保溫介質的溫度差放慢降溫速度以免產生裂紋并控制制品的出箱溫度這樣就可以得到結構均勻、具有提好的高溫性能的電熔鋯剛玉磚制品。鑒于異型磚及超寬、超大的電熔磚應力分布不均勻容易形成裂紋在實際生產中我們采用針對性的輔助措施。利用活筐組型、注入熔液后將其置千保溫箱中最后埋入適當的保溫介質進行保溫退火。退火速度保持在60℃/h左右。這樣電熔磚的裂紋趨勢明顯減少。

隨著玻璃熔窯技術進步的加快，大多數的熔窯正朝著保溫節能的方向發展。因此對熔鑄鋯剛玉磚的外觀質量要求越來越高，新型澆鑄工藝的采用只是個時間問題。未來有以下幾個發展方向：

a、整體樹脂砂模的使用

b、真空澆鑄的推行。整體樹脂砂模使制品的外觀質量上了一個新的臺階。鑄件尺寸準確、表面平整光滑，砂模在常溫下快速硬化，具有良好的高溫自潰性能，真空澆鑄工藝同樣達到了鑄件尺寸準確、表面平整光滑不用粘結賚型砂可以重復使用節約資金因而此種工藝應盡量推廣應用并使之不斷完善。