Gạch alumina caolà một loại gạch chịu lửa loạt silicon-alumina và cũng là vật liệu chịu lửa trung tính. Và mức độ của gạch chịu lửa có hàm lượng nhôm cao cũng khác nhau. Từ cao đến thấp là: LZ-80, LZ-75, LZ-65, LZ-55 và LZ-48. Quá trình sản xuất gạch chịu lửa có hàm lượng nhôm cao đòi hỏi phải đúc áp suất cao và thiêu kết ở nhiệt độ cao. Việc kiểm soát các chi tiết sản xuất thường có thể xác định chất lượng hoạt động của nó.
Vậy nguyên nhân gây ra vết nứt trên gạch chịu lửa có hàm lượng nhôm cao là gì? Hôm nay tôi sẽ chia sẻ với các bạn nguyên nhân gây ra vết nứt trên gạch chịu lửa có hàm lượng nhôm cao.
1: Lý do về nguyên liệu
Chất lượng nguyên liệu thô là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự xuất hiện các vết nứt của gạch có hàm lượng nhôm cao. Nếu nguyên liệu thô chứa quá nhiều tạp chất, đặc biệt là các tạp chất như K2O, Na2O sẽ gây ra sự phân bố ứng suất không đều trong gạch trong quá trình nung kết, dẫn đến nứt gạch. Ngoài ra, kích thước hạt của nguyên liệu thô và lượng bột mịn thêm vào cũng là những yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng của gạch. Sự phân bố kích thước hạt không đồng đều hoặc việc bổ sung bột mịn không đúng cách sẽ khiến gạch bị co rút không đều trong quá trình nung kết, từ đó gây ra các vết nứt.
Thứ hai, trong quá trình nung kết, nếu nhiệt độ tăng quá nhanh hoặc quá trình sấy không đúng cách, độ ẩm bên trong gạch alumina cao sẽ bốc hơi không đều, dẫn đến tình trạng tốc độ khử nước ở các cạnh lớn hơn ở giữa. Lúc này, nước ở các mép gạch bay hơi quá nhanh, trong khi nước ở giữa bay hơi chậm hơn khiến các mép gạch co lại quá nhanh dẫn đến nứt vỡ. Ngoài ra, việc kiểm soát nhiệt độ thiêu kết cũng rất quan trọng. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, cấu trúc bên trong của gạch sẽ không ổn định và sẽ xuất hiện các vết nứt.
Ngoài ra, các yếu tố như thiết kế khuôn tạo hình, độ đồng đều của vải, kỹ năng vận hành và áp suất tạo hình đều sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của gạch. Nếu thiết kế khuôn không hợp lý, thiếu rãnh thông hơi hoặc lỗ thông hơi thì khí bên trong thân gạch không thể thoát ra ngoài trong quá trình đúc, dẫn đến xuất hiện các vết nứt trong quá trình nung kết. Đồng thời, việc phân bố không đều hoặc vận hành không đúng cách cũng sẽ dẫn đến sự phân bố ứng suất không đều trong thân gạch, dẫn đến xuất hiện các vết nứt.
2: Lý do hình thành
Trước hết, việc thiết kế khuôn tạo hình có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của gạch có hàm lượng nhôm cao. Đối với các khuôn phức tạp có lỗ, lưỡi, rãnh hoặc góc thì thiết kế kết cấu phải hợp lý để tránh các vết nứt do các vấn đề về cấu trúc trong khuôn trong quá trình đúc. Nếu có nhiều lưỡi, rãnh và bề mặt trên nhiều khuôn khó hình thành thì cần phải xem xét và tối ưu hóa đầy đủ trong quá trình thiết kế khuôn.
Ngoài ra, hệ thống ống xả của khuôn cũng rất quan trọng. Nếu thiết kế khuôn thiếu các rãnh thông hơi và lỗ thông hơi thì khí bên trong của gạch sẽ không được thải ra ngoài một cách trơn tru trong quá trình đúc, dẫn đến xuất hiện các vết nứt sau khi nhả khuôn. Vì vậy, cần đảm bảo hệ thống xả hoàn hảo khi thiết kế khuôn để tránh các vấn đề về nứt do ứ đọng khí.
Tính đồng nhất về phân bố cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của gạch có hàm lượng nhôm cao. Sự phân bố không đều sẽ dẫn đến mật độ bên trong thân gạch không đồng đều, gây ra sự tập trung ứng suất trong quá trình đúc và gây ra các vết nứt. Vì vậy, cần kiểm soát chặt chẽ tính đồng nhất của nguyên liệu trong quá trình phân phối để đảm bảo mật độ từng bộ phận của thân gạch được thống nhất.
Kỹ năng vận hành và kiểm soát áp suất cũng là những khía cạnh quan trọng của quá trình đúc. Vận hành không đúng cách hoặc áp lực không đúng sẽ gây ra lực không đều lên thân gạch, dẫn đến nứt vỡ. Do đó, người vận hành cần phải có những kỹ năng và kinh nghiệm chuyên môn nhất định để kiểm soát chính xác các thông số khác nhau trong quá trình đúc để đảm bảo chất lượng gạch alumina cao ổn định và đáng tin cậy.
Cuối cùng, lực của từng búa trong quá trình đúc cũng cần được kiểm soát chính xác. Việc dùng búa đập quá mạnh sẽ khiến khí bên trong gạch không thể thoát ra ngoài hoàn toàn dẫn đến nứt vỡ, nứt ngang. Vì vậy, cần kiểm soát chặt chẽ cường độ và tần suất đập trong quá trình đúc để đảm bảo khí bên trong gạch được thoát ra thuận lợi và tránh xảy ra các vết nứt.
Ba: Lý do cháy
Trước hết, tốc độ gia nhiệt là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng của gạch có hàm lượng nhôm cao. Nếu nhiệt độ tăng quá nhanh, gradient nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài viên gạch sẽ tăng lên, dẫn đến sự phân bố ứng suất không đều và gây ra các vết nứt. Vì vậy, trong quá trình nung cần phải kiểm soát chặt chẽ tốc độ gia nhiệt để đảm bảo gạch được nung nóng đều.
Thứ hai, điều kiện khí quyển cũng có tác động đáng kể đến chất lượng gạch. Trong quá trình nung, tính chất oxy hóa hoặc khử của khí quyển sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái hóa trị và quá trình chuyển pha của các nguyên tố bên trong gạch, từ đó ảnh hưởng đến tính chất vật lý và độ ổn định hóa học của gạch. Nếu điều kiện khí quyển không thích hợp, các khuyết tật hoặc sự biến đổi pha không hoàn toàn có thể xảy ra bên trong viên gạch, dẫn đến các vết nứt.
Ngoài ra, sự co rút của vật xanh trong quá trình nung cũng là một trong những nguyên nhân quan trọng gây ra các vết nứt. Do thành phần phức tạp của gạch alumina cao, có sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt và tốc độ co ngót giữa mỗi thành phần nên độ co ngót không đồng đều sẽ xảy ra trong quá trình nung. Nếu độ co quá lớn hoặc không đều sẽ gây ra vết nứt trên bề mặt gạch.
Cuối cùng, quá trình tái kết tinh mullite-corundum thứ cấp là một giai đoạn quan trọng trong quá trình nung. Trong giai đoạn này, các pha khoáng bên trong gạch trải qua quá trình biến đổi và kết tinh lại, dẫn đến thay đổi thể tích. Nếu quá trình này không được kiểm soát đúng cách, các vết nứt có thể xảy ra.
Để giảm nguy cơ nứt gạch có hàm lượng nhôm cao trong quá trình nung, việc tối ưu hóa và cải tiến cần được thực hiện từ nhiều khía cạnh như lựa chọn nguyên liệu thô, thiết kế công thức và kiểm soát quy trình.
