1 AZS電熔鋯剛玉簡介
1.1 電熔鋯剛玉定義
? ? 電熔鋯剛玉是用純凈的氧化鋁粉與含氧化鋯質量分數65%、二氧化硅質量分數34%左右的鋯英砂在電熔爐內熔化后注入模型內冷卻而形成的白色固體，其巖相結構由剛玉與鋯斜石的共析體和玻璃相組成，從相學上講是剛玉相和鋯斜石相的共析體，玻璃相充填于他們的結晶之間。
1.2 電熔鋯剛玉特性
? ? 1）具有1850℃的荷重耐火度；2）硬度接近金剛石（金剛石的莫氏硬度為10，而鋯剛玉的莫氏硬度為9）；3）氧化鋯的結晶體是串珠狀，在高溫下抵抗玻璃熔液浸蝕能力很強；4）由于本質純凈而不污染產品，所以是玻璃及玻璃制品的熔化池不可缺少的耐火材料。隨著我國玻璃工業的不斷發展，對這種材料的需求將會越來越大。電熔鋯剛玉磚的縮寫是AZS，是按Al2O3－Zr02－SiO2三元系相圖的三個化學成分，依其含量多少順序排列的，Al2O3取A，Zr02取Z，SiO2取S，國家標準采用這個縮寫，例如33號熔鑄鋯剛玉磚，縮寫為AZS-33#，其余類推。
1.3 電熔鋯剛玉的用途
? ? 實踐認為，AZS產品具有良好的作業特性溫度，應限定在1500℃以下，這在現階段的一般玻璃窯上是合適的。但是隨著科學的發展和熔鑄，耐火材料工藝的不斷提高，要求開發更耐高溫、耐侵蝕的新型耐火材料，人們正在不斷地進行大量的研究工作。隨著科學技術的發展與鋯剛玉本身的性質這一產品還具有很大的發展空間。耐火材料是鑄造、冶金、建材、輕工、化工等高溫工業窯爐所必須的重要基礎材料，在國民經濟重要經濟部門以及軍事、航天領域都有著廣泛的應用。
2 AZS電熔鋯剛玉磚的生產工藝
? ? AZS電熔鋯剛玉磚的生產工藝流程如圖1所示。
? ? 1）原料：氧化鋁粉、鋯英砂和脫硅鋯等原料及其他原料，經驗收合格后入庫備用或送入原材料預處理。
? ? 2）計算機進行配比：原料車間進行處理后按照不同的產品要求對原料進行配比待用。
? ? 3）熔化工序：主要按照生產計劃的要求，將配合好的電熔鋯剛玉原料加入自動控制的電弧爐中，在最佳條件下熔化。用單相或三相電弧爐熔融配合料熔體溫度應適中，溫度低則不能制得高度均勻的熔體，易使鑄件形成多孔體，使熔鑄制品產生氣孔和裂紋，收縮也相應增大。熔化過程的關鍵是保持穩定的熔化溫度制度，制得化學組成均勻、含碳量少并具有一定溫度和良好澆鑄性能的熔體。熔化過程采用可編程的電腦程序進行自動熔融過程控制，使熔融充分、均勻。
? ? 4）澆注工序：將熔融料注入專門設計的產品模具中。制成結構致密和使用性能良好的熔鑄電熔磚。用適當過熱的熔體澆鑄時，熔鑄出來的鋯剛玉磚的縮孔集中，致密區的厚度增加，整個制品的密度也增大。但過熱程度太高時，雖然熔體密度有所增大，但又易使制品形成裂紋和大縮孔。
? ? 5）保溫退火工序：將澆鑄好的磚進行緩慢冷卻，使制得的鋯剛玉磚的結晶體生長并形成最佳結構。通常采用填有硅藻土等保溫材料的保溫箱帶模退火，或用可調溫電阻爐或隧道窯按一定的溫度制度帶模或脫模退火。退火的初始溫度和保溫狀況對退火效果有很明顯的影響。
? ? 6）取出工序：退火后的熔鑄剛玉磚利用設備從型腔內取出，進行產品檢驗。
? ? 7）加工工序：逐個檢驗磚的外觀缺陷、磚型尺寸、表面精度，根據用戶的要求進行高精度的研磨加工，保證磚坯的尺寸及表面精度。加工好后進行預組裝，保證好產品尺寸后包裝出廠。
? ? 鑄型的制作工序如圖2所示。
? ? 根據用戶要求使用計算機輔助設計成木模型，而后通過硅砂填充硬化制作成成品形狀進行組裝，組裝好后就進入了澆注工序了。
3 AZS電熔鋯剛玉磚的生產線簡介
? ? 根據圖1、圖2工藝流程設計了自動化生產線，滿足設備按照工藝流程進行自動化生產，提高了產品質量與生產效率，節約了大量的人力，該生產線的成功運行有利于國內鑄造鋯剛玉磚的生產發展。
3.1 AZS電熔鑄鋯剛玉磚主要工位及其作用
? ? 生產線主要工位流程：砂箱→砂箱底部填平裝置工位→振實裝置工位→板鏈式輸送機→砂箱內側周圍填充與振實供給裝置工位→砂箱上部供給裝置工位→填充完畢后進入退火冷卻過程（根據工藝要求放置幾個小時）→冷卻完后進行拆箱→合成整砂箱運走再次上述生產線進行循環工作。
? ? 各工位的作用：
? ? 1）砂箱采用型材焊接成整體箱體。
? ? 2）砂箱底部填平裝置工位的作用是將砂箱內的底部按要求填充一些保溫材料，保溫材料的填加是根據砂箱的大小進行定量填充。該裝置由固定的料斗、上下伸縮的加料筒、定量加料裝置組成。當砂箱處于制定位置時，加料筒在電機的驅動下下降到砂箱的上平面封住，而后定量加料裝置按照設定的值進行填充，完畢后伸縮筒在電機的驅動下上升回初始位置，完成整個工作循環。
? ? 3）振實裝置工位：該裝置的作用是將底部的保溫材料振實壓平，盡量保證不留空隙，達到材料的保溫最佳性能。該裝置由支撐設備的支架、振實裝置、升降裝置組成。當砂箱處于制定位置時，升降裝置電機驅動帶動整個振實裝置下降到砂箱底部的保溫材料上面，而后振動電機振實保溫材料，經過設定時間后振動電機停止工作，升降裝置將振實裝置提升到初始位置，完成整個工作循環。
? ? 4）板鏈式輸送機：在砂箱運行過程中操作人員將磚坯的模型放入砂箱內固定，該裝置由驅動裝置、3條輸送鏈、支撐支架、張緊裝置組成，減速電機通過鏈條驅動同軸的3個主動鏈輪，從而帶動3條滾輪鏈同步運行將砂箱移送到另一端。
? ? 5）砂箱內側周圍填充與振實供給裝置工位：該裝置作用是將模型周圍進行保溫材料的填充，填充完畢后進行振實，此裝置上設置了機械手將砂箱抓起振動，為了防止振動對基礎造成破壞設置了空氣彈簧將機械手升降，消除了振動的影響。
? ? 6）砂箱上部供給裝置工位：該裝置的作用是將砂箱的上部按要求填充一些保溫材料，將整個模型都被保溫材料包圍，保溫材料的填加是根據砂箱的大小進行定量填充。該裝置通過兩個大型氣缸驅動加料裝置沿導向柱升降進行物料的填加，整個過程運行平穩。
? ? 7）退火冷卻過程，填充完畢后根據工藝要求放置幾個小時，冷卻完后進行拆箱。
? ? 8）拆箱：拆箱裝置橫跨在實箱線與空箱線上，功能是將組合的砂箱進行拆分，這樣脫落下的保溫材料落入設備下方的皮帶機上回收到保溫材料箱內再次使用。該裝置由龍門式支撐導軌、移動裝置、砂箱抓取裝置、升降裝置組成，當實箱線上有砂箱時，升降裝置將砂箱抓取裝置下降到砂箱的上平面，而后氣缸驅動夾抓將砂箱固定，升降裝置動作提升到上部，移動裝置將砂箱移動到空箱線上等待，而后下部砂箱經過一系列的翻轉之后達到裝置的正下方，此時升降裝置下降將上部砂箱正好與下部砂箱合成一體存放。合成整砂箱運走再次上述生產線進行循環工作。
3.2 生產線的控制
? ? 整個生產線全部用各種檢測元件控制達到了無人化控制，自動化程度很高。根據生產線的布置，該生產線電控系統分單元獨立工作，而每個控制系統又通過集成系統連接在一起成一個總控制系統進行連鎖控制，保證整條生產線的順利工作。通過觸摸屏及生產線工序的設定，實現了全線動態故障診斷。通過人機對話能夠將整個生產線的動作及相關數據呈現在屏幕上，能夠準確掌握生產線的運行情況及每個工件在各工位上的狀態。設備的運行狀態及程序操作全部在動態模擬面板上顯示，并設故障自動診斷處理，一旦生產線上某個環節出現故障，能夠及時發現并確定位置，便于維修防止故障的擴大，保證生產線的順利進行提高了生產線的安全運行等級。
4 總結
? ? 該生產線在用戶中使用狀態良好，受到了用戶的稱贊，整個生產線既考慮到車間內的空間布置，又考慮到了用戶材料成本。
