تلبيدطوب السيليكاهي في الواقع عملية تحويل متعدد البلورات متجانسة من SiO2. تحت تأثير المعادن، يتم تلبيد المواد الخام السيليكا ببطء وتحويلها بشكل أساسي إلى ترايديميت وكريستوباليت، مع كمية صغيرة فقط من الكوارتز المتبقي. عندما يتم تسخين طوب السيليكا الحراري إلى 1450 درجة أثناء الاستخدام، يكون هناك توسع إجمالي في الحجم بنسبة 1.5%~2.2%. هذا التوسع المتبقي سوف يجعل مفاصل البناء قريبة، وهو ما يفضي إلى ضمان أن البناء بالطوب السيليكوني يقدم إحكامًا جيدًا وقوة هيكلية. علاوة على ذلك، فإن هذا التحول متعدد البلورات المتجانس لـ SiO2 يحدد أن تركيز مراقبة المواد المقاومة للحرارة في المرحلة المبكرة من خبز الفرن هو طوب النار السيليكا، ويتميز معدل التسخين بالتسخين البطيء والموحد. في نطاق درجة الحرارة من 150 إلى 300 درجة، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للتسخين البطيء في نطاق درجة الحرارة هذا عند أفران الخبز لأن التحول البلوري لـ B والكريستوبالايت فقط يصاحبه تأثير كبير الحجم.
لا ترتبط سرعة التحول ودرجة الكوارتز إلى التريديميت فقط بدرجة الحرارة ووجود المعادن، ولكن أيضًا بعوامل مثل وقت عمل درجة الحرارة، وحجم جسيمات المواد الخام، وحجم البلورة في مرحلة التحويل. يكون التحويل سريعًا إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة، ووقت العمل في درجة الحرارة المرتفعة طويل، والجزيئات صغيرة، والبلورات صغيرة، والمعدن قوي، والعكس صحيح. المراحل البلورية الرئيسية لطوب السيليكا هي التريديميت والكريستوبالايت. نقطة انصهار التريديميت هي 1670 درجة، ولها ثبات كبير في الحجم. إذا كان التريديميت الموجود في طوب السيليكا على شكل بلورات مزدوجة رأس الحربة ومتشابكة في توزيع الشبكة، فيمكن أن يكون للطوب نقطة تليين حمل أعلى وقوة ميكانيكية. عندما يكون هناك المزيد من الكوارتز المتبقي في طوب السيليكا الحراري، فإنه سيستمر في الخضوع للتحول البلوري أثناء الاستخدام، وسيكون توسع الحجم كبيرًا، مما سيؤدي إلى ارتخاء هيكل الطوب والتشقق. ويمكن تلخيص التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث في الطوب الناري السيليكا أثناء عملية الحرق على النحو التالي:
①<150℃ remove the residual moisture of the brick blank.
②عند درجة حرارة 450 إلى 550 درجة، يبدأ Ca(OH)2 في التحلل، ويكتمل 550% من التحلل. في هذا الوقت، يتم تدمير الترابط بين جزيئات طوب السيليكا بسبب عمل CaO، وما إلى ذلك، وتقل القوة، ويصبح الفراغ هشًا.
③عند 550 ~ 650 درجة، يتم تحويل طوب الكوارتز إلى كوارتز ويتوسع الحجم.
④عند 600 ~ 700 درجة، يحدث تفاعل الطور الصلب بين CaO وSiO2، وتتحسن قوة الجسم.
⑤عند 800 ~ 1100 درجة، يحدث تفاعل الطور السائل في جسم الطوب، وتزداد قوة الجسم بسرعة. بدءًا من 1100 درجة، يزيد معدل تحويل الكوارتز بشكل كبير، وتنتج متغيرات الكوارتز ذات الجاذبية النوعية المنخفضة في هذا الوقت توسعًا كبيرًا في الحجم.
⑥عند 1300 ~ 1350 درجة، بسبب الزيادة في عدد التريديميت والكريستوبالايت، تنخفض الجاذبية النوعية الحقيقية للجسم، وقد يؤدي زيادة حجم التوسع إلى حدوث تشقق.
⑦عند 1350 ~ 1470 درجة، تكون درجة تحول الكوارتز والتوسع الناتج كبيرة جدًا. فقط المونوكارتز والكريستوبالايت شبه القابل للاستقرار والمعادن والشوائب تتفاعل لتشكل مرحلة سائلة، وتغزو جزيئات الكوارتز لتشكل شقوقًا عندما يتشكل الكريستوبالايت شبه القابل للاستقرار، مما يعزز الذوبان المستمر للمونوكوارتز والكريستوبالايت شبه القابل للاستقرار في الطور السائل المتشكل، مما يجعله مادة مفرطة التشبع. يذوب السيليكون والأكسجين، ثم يتبلور بشكل مستمر من الصهر على شكل ترايديميت مستقر. في هذا الوقت، كلما زادت لزوجة السائل، زادت سرعة تحول طوب السيليكا الحراري، وزاد احتمال حدوث تشققات في الطوب.
لذلك، ومن أجل منع طوب السيليكا من تغيير شكله البلوري أثناء عملية الحرق، والذي يصاحبه تغير كبير في الحجم يؤدي إلى تكوين الشقوق، يجب اتخاذ الإجراءات العملية التالية:
(1) يجب التحكم في معدل التسخين لنطاقات حرارة الحرق المختلفة. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 600 درجة، يجب إبطاء معدل التسخين. يمكن تسريع معدل التسخين عند 600 ~ 1000 درجة، ويجب أن يكون معدل التسخين بطيئًا عند 1100 ~ 1300 درجة. عندما تكون درجة حرارة الحرق 1300 درجة (1430 درجة إلى 1450 درجة)، يجب أن يكون معدل التسخين هو الأبطأ أثناء عملية الحرق. عندما يتم تبريد طوب السيليكا المحروق إلى أقل من 600 درجة، خاصة عند 300 درجة، يجب أن يكون بطيئًا. هذا يمكن أن يخفف بشكل فعال تغير حجم التحول البلوري، ويجعل محتوى التريديميت والكريستوبالايت أعلى، ويتجنب تكوين الشقوق.
(2) ينبغي استخدام الغلاف الجوي المختزل في مرحلة الإشعال ذات درجة الحرارة العالية، وهو ما يفضي إلى تمعدن أكسيد الحديد منخفض التكافؤ ويعزز توليد التريديميت على نطاق واسع. خلاف ذلك، في جو مؤكسد، خاصة عندما يكون المعدن غير كاف، يتم تحويل معظم الكوارتز إلى كوارتز. يسمى هذا التحويل "التحويل الجاف". أثناء التحويل الجاف، نظرًا للتوسع الكبير غير المتساوي في الحجم لجسم الطوب ونقص الضغط المؤقت للطور السائل، فإن هيكل المنتج سوف يصبح فضفاضًا ومتشققًا. في الوقت نفسه، يجب إجراء العزل المناسب في مراحل درجات الحرارة المختلفة لحرق طوب السيليكا الناري لجعل طوب السيليكا ذو تركيبة طورية معقولة وتلبية متطلبات الاستخدام.
(3) تحسين نظام تحميل المنتجات شبه النهائية لتقليل احتمالية حدوث تشققات. الشقوق المستعرضة للطوب الحراري السيليكا، أي الشقوق الموازية لاتجاه ضغط المنتج، عادة ما تكون ناجمة عن التسخين غير المتكافئ لأجزاء مختلفة من المنتج أثناء إطلاق النار. تظهر في الغالب على السطح المتلقي للحريق خارج كومة الطوب، خاصة سطح المنتج العلوي. عادة ما يكون سبب الشقوق الشبكية على سطح طوب السيليكا الحراري هو ارتفاع درجة حرارة التسخين بشكل مفرط وتقلبات كبيرة في المنتج، بالإضافة إلى التفاوت المجهري للفراغ نفسه بسبب العجن غير المتساوي أو التغيرات في المواد الخام. عند التحميل، يجب وضع طوب السيليكا الخاص داخل عربة الفرن، ويتم تركيب الطوب العادي القياسي خارج عربة الفرن؛ يجب وضع الأجزاء البارزة من الطوب ذي الشكل الخاص أو الأجزاء المعرضة للتشققات إلى الداخل؛ يجب تغطية الجزء العلوي من عربة الفرن ببعض الطوب الرقيق لتجنب التأثير المباشر للهب، وما إلى ذلك، وإلا فإنه سيؤدي إلى المزيد من الشقوق.
