Fornax liquefaciens vitri est instrumentum thermicum ad vitrum ex materiis refractariis factum liquefaciendum. Efficacia servitii et vita fornacis liquefacientis vitri magnopere pendent ex varietate et qualitate materiarum refractariarum. Progressus technologiae productionis vitri magna ex parte pendet ex emendatione technologiae fabricationis refractariae. Ergo, rationabilis selectio et usus materiarum refractariarum est res magni momenti in consilio fornacum liquefacientium vitri. Ad hoc faciendum, duo haec puncta perscrutanda sunt: unum est proprietates et partes applicabiles materiae refractariae selectae, alterum est condiciones servitii et mechanismus corrosionis cuiusque partis fornacis liquefacientis vitri.
Lateres corundum fusiAlumina in fornace arcus electrici liquefacta et in exemplar definitum formae specificae funduntur, deinde recoquuntur et calore conservantur, deinde ad productum desideratum obtinendum tractantur. Processus productionis generalis est ut alumina calcinata altae puritatis (supra 95%) et parva quantitate additivorum utantur, ingredientia in fornacem arcus electrici immittantur, et postquam ad temperaturam altam supra 2300°C liquefacta sunt, in formas praefabricatas fundantur, deinde calida serventur. Post recoctionem, extrahitur, et materia extracta fit productum perfectum quod requisitis satisfacit post accuratam frigidam operationem, prae-assemblationem et inspectionem.
Lateres corundum fusi secundum diversas formas crystallinas et quantitates aluminae in tres typos dividuntur: primum est α-Al₂O₃ ut principale crystallinum phasis, quae lateres α-corundum appellantur; secundum est α-Al₂O₃ et β-Al₂O₃ phases crystallinae plerumque eiusdem contenti sunt, quae lateres αβ corundum appellantur; tertium typum est praecipue phases crystallinae β-Al₂O₃, quae lateres β corundum appellantur. Lateres corundum fusi, qui in furnis vitri fluctuati liquefaciendi vulgo adhibentur, secundum et tertium typum sunt, nempe lateres αβ corundum fusi et lateres β corundum fusi. Hic articulus in proprietatibus physicis et chemicis laterum αβ corundum fusorum et β corundum fusorum et eorum applicatione in furnis vitri fluctuati liquefaciendi tractabit.
1. Analysis effectuum laterum corundum fusorum
1. 1 Later corundum αβ fusum
Lateres corundum αβ fusi ex circiter 50% α-Al₂O₃ et β-Al₂O₃ constant, et duo crystalli intertexti structuram densissimam formant, quae optimam resistentiam corrosionis alcalinae praebet. Resistentia corrosionis ad altas temperaturas (supra 1350°C) paulo peior est quam laterum AZS fusorum, sed ad temperaturas infra 1350°C, resistentia corrosionis erga vitrum fusum aequalis est resistentiae laterum AZS fusorum. Quia Fe₂O₃, TiO₂, aliasque impuritates non continet, phasis vitrea matricis valde parva est, et materiae externae, ut bullae, minus probabile est ut appareant cum vitro fuso tangitur, ita ut vitrum matricis non polluatur.
Lateres corundum αβ fusi crystallizatione densa sunt et corrosionis resistentiam optimam contra vitrum fusum infra 1350°C habent, itaque late in piscina laboris et ultra furnorum vitri liquefacti adhibentur, plerumque in lavacris, lateribus labris, lateribus portae, et cetera. Lateres corundum fusi in mundo optime a Toshiba Iaponia fabricantur.
1.2 Later corundum β fusum
Lateres β-corundum fusi fere ex 100% β-Al₂O₃ constant, et structuram crystallinam β-Al₂O₃ laminae similem habent. Maiores et minus potentes. Sed contra, bonam resistentiam ad frangendum habent, praesertim resistentiam corrosionis altissimam contra vaporem alcalinum fortem ostendunt, ita in structura superiori fornacis vitri liquefactionis adhibentur. Attamen, cum in atmosphaera cum parvo contento alcalino calefiunt, cum SiO₂ reagunt, et β-Al₂O₃ facile putrescit et contractionem voluminis efficit, rimas et fissuras causans, ita in locis remotis a dispersione materiarum crudarum vitri adhibentur.
1.3 Proprietates physicae et chemicae laterum corundum αβ et β fusorum
Compositio chemica laterum corundum α-β et β fusorum praecipue est Al₂O₃, differentia praecipue in compositione phasis crystallinae consistit, et differentia in microstructura ad differentiam in proprietatibus physicis et chemicis, ut densitate massae, coefficiente expansionis thermalis, et robore compressionis, ducit.
2. Usus laterum corundum fusorum in furnis liquefactionis vitri
Tum fundus tum paries piscinae cum liquore vitreo directo in contactu sunt. Omnibus partibus liquorem vitreum directe tangentibus, proprietas materiae refractariae gravissima est resistentia corrosionis, id est, nulla reactio chemica inter materiam refractariam et liquorem vitreum fit.
Recentibus annis, cum indicia qualitatis materiarum refractariarum fusarum in contactu directo cum vitro fuso aestimantur, praeter compositionem chemicam, indicia physica et chemica, et compositionem mineralem, haec tria indicia etiam aestimanda sunt: index resistentiae erosionis vitri, index bullarum praecipitatarum, et index crystallizationis praecipitatae.
Cum maiores requisita qualitatis vitri et maior capacitas productionis fornacis, usus laterum electricorum fusorum latior erit. Lateres fusi, qui in fornacibus liquefactionis vitri vulgo adhibentur, series AZS (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂) sunt. Cum temperatura laterum AZS supra 1350℃ est, resistentia eorum corrosionis bis vel quinquies maior est quam resistentia laterum α₁β-Al₂O₃. Lateres corundum αβ fusi ex particulis minutis α-aluminae (53%) et β-aluminae (45%) dense dispositis constant, parvam quantitatem phasis vitreae (circa 2%) continentes, poros inter crystallos implentes, alta puritate praediti, et ut lateres refrigerantes parietis piscinae, lateres refrigerantes pavimenti fundi, lateres suturales, et cetera adhiberi possunt.
Compositio mineralis laterum corundum αβ fusorum tantum parvam quantitatem phasis vitreae continet, quae non effluit nec liquorem vitreum inquinat durante usu, et bonam resistentiam corrosionis et excellentem resistentiam attritionis in alta temperatura infra 1350°C habet. Pars refrigerans fornacis liquefactionis vitri est. Materia refractaria idealis est pro parietibus cisternarum, fundis cisternarum et lavacris fornacum liquefactionis vitri fluctuati. In proiecto machinali fornacis liquefactionis vitri fluctuati, lateres corundum αβ fusi ut lateres parietis piscinae partis refrigerantis fornacis liquefactionis vitri adhibentur. Praeterea, lateres corundum αβ fusi etiam pro lateribus pavimenti et lateribus tegentibus iuncturarum in sectione refrigerante adhibentur.
Later corundum β fusum est productum album ex crystallis crassis β-Al₂O₃ compositum, continens 92%~95% Al₂O₃, sed minus quam 1% phasis vitreae, et eius robur structurale relative debile est propter laxam reticulationem crystallinam. Si humilis est, porositas apparens minor est quam 15%. Quoniam ipsum Al₂O₃ supra 2000°C natrio saturatum est, valde stabile est contra vaporem alcalinum ad altas temperaturas, et stabilitas eius thermalis etiam optima est. Attamen, cum SiO₂ in contactu est, Na₂O in β-Al₂O₃ contentum putrescit et cum SiO₂ reagit, et β-Al₂O₃ facile in α-Al₂O₃ transformatur, quod magnum volumen contrahit, rimas et damnum causat. Quapropter, solum aptum est superstructuris a pulvere volanti SiO2 procul, ut superstructura piscinae operariae fornacis vitri liquefactionis, rostro in parte posteriori zonae liquefactionis et proximo parapeto, parvae fornacis aequatione et aliis partibus.
Quia cum volatilibus oxidis metallorum alcalinorum non reagit, nulla materia liquefacta e superficie lateris emanabit quae vitrum contaminet. In camino liquefactionis vitri fluctuantis, propter subitam angustiam aditus canalis fluxus partis refrigerantis, facile est condensationem vaporis alcalini hic efficere, ita canalis fluxus hic ex lateribus β fusis constat, qui corrosioni a vapore alcalino resistunt.
3. Conclusio
Ob excellentes proprietates laterum corundum fusum, quoad resistentiam erosionis vitri, resistentiam spumae, et resistentiam lapidum, praesertim structuram crystallinam singularem, vix vitrum fusum polluit. Applicationes magni momenti sunt in taenia clarificationis, sectione refrigerationis, canali, fornace parva, aliisque partibus.
Tempus publicationis: V Nonas Iul. MMXXIV