בעולם התובעני של ייצור זכוכית, החלק המחדש של תנורי זכוכית מייצג את אחת הסביבות המאתגרות ביותר לחומרים עקשן. בין מגוון פתרונות העקשן הקיימים,לבני מגנזיה זירקוניוםהופיעו כבחירה מעולה עבור מחדשי תנורי זכוכית, המציעים עמידות יוצאת דופן למנגנוני הקורוזיה המורכבים הפוקדים את מערכות שחזור החום הקריטיות הללו.
רגנרטורים של תנורי זכוכית פועלים בתנאים קיצוניים הגורמים לחומרים עקשנים למספר מנגנוני תקיפה בו זמנית. שיפועי טמפרטורה הנעים בין 1500 מעלות בחלק העליון ל-500 מעלות בתחתית יוצרים מחזורי מתח תרמי, בעוד שהזרימה המתמשכת של גזים קורוזיביים, אדי אלקלי וחלקיקי אבק אצווה יוצרת סערה מושלמת לפירוק עקשן.
מערכת הלבנים של המחדש חייבת לעמוד בפני:
- עיבוי אדי אלקלי בטמפרטורה- גבוהה
- התקפות של תרכובות סולפט ונדאט
- הלם תרמי כתוצאה מתנודות טמפרטורה תקופתיות
- לחץ מכני ממשקל הלבנים העליון
- שחיקה כימית מחומרי העברת אצווה
לבני מגנזיה זירקוניום מייצגות התקדמות טכנולוגית בהנדסת עקשן, שתוכננה במיוחד כדי להילחם בתנאים מאתגרים אלה. לבנים אלו מיוצרות באמצעות מגנזיה מותכת-בטוהר גבוה (גדול מ-70% MgO או שווה ל-70% MgO) וחול זירקוניום-סינטטי, שנוצר בלחץ גבוה ונשרף בטמפרטורות גבוהות כדי להשיג צפיפות אופטימלית ועמידות בפני קורוזיה.
המיקרו-מבנה הייחודי של לבני זירקוניום-מגנזיה כולל:
מטריצת פריקלאז (MgO) מספקת עמידות בסיסית מעולה
גרגרי זירקוניה (8-13% ZrO₂) משפרים את יציבות ההלם התרמי
חיבור פורסטריט המשפר את השלמות המבנית
הרכב צפוף עם צפיפות נפח העולה על 3.0 גרם/ס"מ³
ניתוח מנגנון קורוזיה מקיף
1. שחיקת סיליקה
לבני מגנזיה זירקוניום נתונות לקורוזיה בין פריקלז וזירקון. ככל שתכולת SiO2 גדלה, יחס CaO/SiO2 משתנה, ויוצר שלבי סיליקט-נמוכים- חדשים כגון דיופסיד (CMS2), מגנזיה רודוניט (C3MS2) וקלציט (CMS). היווצרות שלבי הסיליקט הללו מובילה להשפעה משמעותית של נפח, הגורמת לסדקים והתפצלות בלבני זירקון מגנזיה-.
2. שחיקת אדי גופרית ואלקלי
הבעירה של גז מים-, הדלק המשמש, מייצרת כמויות גדולות של גזי תחמוצת מזיקים כגון גופרית וזרחן. יתר על כן, כמות מסוימת של אלקלי מתווספת כשטף במהלך ייצור הזכוכית. במהלך חילופי זרימת האוויר ברגנרטור, חומרים אלו נצמדים לפני השטח של לבני מגנזיה זירקוניום וחודרים לתוך הלבנים, מתמקמים בנקבוביות הלבנים ובמישורי המחשוף של הפריקלאז. הם מגיבים ליצירת מלחים חדשים, כגון מגנזיום סולפט ונתרן סולפט נטול מים (Na2SO4). שנה את המבנה של לבנים והרס את המיקרו-מבנה של לבנים, ובכך להפחית את חיי השירות של לבנים.
