رفتن به مطلب

دیرگداز آلومینا-اسپینل کم سیمان


hamid_madness

ارسال های توصیه شده

ترجمه و تنظیم: حمید وکیل نژاد - کارشناس مهندسی سرامیک.

توسعه روز افزون دیرگدازهای ریختنی به دلیل کاربردهای فزاینده در صنایع اساسی و عظیم هر کشوری صنعت متالورژی، صنعت سیمان و صنایع شیمیایی جایگزین دیرگدازهای شکل دار شده است به طوری که استفاده از دیرگدازهای بی شکل عملی تر خواهد بود به ویژه برای صنایع فولادسازی مثل تولید پاتیل های فولادی و آسترکاری قیف های حمل مذاب به کار می رود[15]. دیرگدازهای ریختنی مدرن نظیر ریختنی های کم سیمان و ریختنی های فوق العاده کم سیمان ، ترکیباتی از سیمان آلومینات کلسیم هستند که از ترکیب سازها و کلوخه ها و مواد بسیار ریز تشکیل شده اند[15و16]. خواص ارزنده این دیرگدازها را می توان به : ضریب انبساط حرارتی پایین، هدایت حرارتی بالا، مقاومت به شوک حرارتی خوب، مقاومت به خوردگی مذاب فلزات و سرباره و استحکام مکانیکی بالا در دماهای بالا و پایین اشاره نمود.اسپینل منیزیا- آلومینا جزئی از گروه کانی هایی است که دارای ساختار بلوری یکسانی هستند که به گروه اسپینل موسوم اند. فرمول شیمیایی این گروه بصورت است که A کاتیون دو ظرفیتی مثل و B کاتیون سه ظرفیتی مثل را نشان می دهد. واژه اسپینل در این پژوهش به همان سیستم دوتایی منیزیا- آلومینا اشاره دارد[6و7]. اسپینل استوکیومتری شامل نسبت مولی است و متشکل از wt%71.61 آلومینا و wt%28.33 منیزیاست. ساختار بلوری اسپینل دارای شبکه مکعبی فشرده بوده که آنیون ها (اکسیژن) روی مواضع اصلی شبکه اتمی می نشیند و نیمی از حفرات هشت وجهی ها را اتم های آلومینیوم و تنها یک هشتم از حفرات چهار وجهی ها را اتم های منیزیم اشغال نموده است. کاتیون های آلومینیوم و منیزیم را می توان با کاتیون های دیگری که ظرفیت یکسانی با این دو دارند را جایگزین نمود که طیف عظیمی از محلول های جامد را تشکیل می دهند. شبکه اکسیژن آنیونی تنها کمی تغییر پیدا خواهد کرد، بطوریکه الگوی XRD محلول جامد اسپینل بسیار مشابه ای باقی می ماند[6]. علاوه بر این، با توجه به شکل(2) ساختار ناحیه فازی در حال افزایش را نشان می دهد که که با دما، مخصوصاً با درصد آلومینای بیشتر درجه بندی شده است. معمولی را می توان از محلول های جامد افزون بر اجزای شیمیایی آن و که توازن الکتروشیمیای� � با تهی جاهایی در مواضع آنیون-اکسیژن و کاتیون-فلز در ساختار اصلی پیدا کرد. ابعاد شبکه از لحاظ عملی تغییری نمی یابد. این ویژگی بعدها نقش مهمی در شرح سودمندی اسپینل بمنظور مقاومت به خوردگی در برابر سرباره فولادسازی بحث شد[16و6].

 

 

اسپینل منیزیا- آلومینا جزئی از گروه کانی هایی است که دارای ساختار بلوری یکسانی هستند که به گروه اسپینل موسوم اند. فرمول شیمیایی این گروه بصورت است که
A
کاتیون دو ظرفیتی مثل و
B
کاتیون سه ظرفیتی مثل را نشان می دهد. واژه اسپینل در این پژوهش به همان سیستم دوتایی منیزیا- آلومینا اشاره دارد[6و7]. اسپینل استوکیومتری شامل نسبت مولی است و متشکل از
wt%
71.61 آلومینا و
wt%
28.33 منیزیاست. ساختار بلوری اسپینل دارای شبکه مکعبی فشرده بوده که آنیون ها (اکسیژن) روی مواضع اصلی شبکه اتمی می نشیند و نیمی از حفرات هشت وجهی ها را اتم های آلومینیوم و تنها یک هشتم از حفرات چهار وجهی ها را اتم های منیزیم اشغال نموده است. کاتیون های آلومینیوم و منیزیم را می توان با کاتیون های دیگری که ظرفیت یکسانی با این دو دارند را جایگزین نمود که طیف عظیمی از محلول های جامد را تشکیل می دهند. شبکه اکسیژن آنیونی تنها کمی تغییر پیدا خواهد کرد، بطوریکه الگوی
XRD
محلول جامد اسپینل بسیار مشابه ای باقی می ماند[6]. علاوه بر این، با توجه به شکل(2) ساختار ناحیه فازی در حال افزایش را نشان می دهد که که با دما، مخصوصاً با درصد آلومینای بیشتر درجه بندی شده است. معمولی را می توان از محلول های جامد افزون بر اجزای شیمیایی آن و که توازن الکتروشیمیای� � با تهی جاهایی در مواضع آنیون-اکسیژن و کاتیون-فلز در ساختار اصلی پیدا کرد. ابعاد شبکه از لحاظ عملی تغییری نمی یابد. این ویژگی بعدها نقش مهمی در شرح سودمندی اسپینل بمنظور مقاومت به خوردگی در برابر سرباره فولادسازی بحث شد[16و6].

 

 

شکل(1): ساختار بلوری مکعبی اسپینل [6]

جدول(1) خلاصه ای از خواص پیشرفته و مهم اسپینل را ارائه می کند که با منیزیا و کورندوم مقایسه شده اند. تفاوت بین انبساط حرارتی این فازها بطور جزئی در مقابل مقاومت به شوک حرارتی نوع خاصی از دیرگدازهای حاوی اسپینل ذکر شده است. کاهش دانسیته همراه با افزایش حجم ویژه به ازای فرم اسپینل از منیزیا و کورندوم برای کاربردهای پیشرفته در نظر گرفته شده است مثل دیرگدازهای ریختنی اسپینل درجا از ترکیب شیمیایی و تشکیل شده است. به دلیل دیرگدازی و نقطه ذوب بالا و پایداری شیمیایی، اسپینل را می توان به عنوان "مولایت قرن 21"معرفی کرد. منابع اسپینل طبیعی به عنوان ماده اولیه ای که دیرگداز باشد هنوز کشف نشده است. بنابراین، باید از لحاظ سنتزی بررسی شود که با فرآیند زینترینگ فرآوری می گردد یا با عملیات ذوب تولید می شود. به هر حال با استفاده از مواد اولیه بسیار خالص می توان مواد خام پر کاربرد از نوع اسپینل را تولید نمود. هنگامی که بوکسیت بجای آلومینای سنتزی استفاده شد، اسپینل حاصل ناموفق آمیز عمل نمود (این موضوع از لحاظ خواص ترمومکانیکی بررسی شده است). [4-6] در سال 1980 اسپینل سنتزی به عنوان دیرگداز مورد استفاده قرار گرفت، در ابتدا با افزودن آجرهای منیزیایی پخته شده برای کوره های سیمان، چاره ای برای آجرهای منیزیا-کروم برای غلبه بر نگرانی های سلامت جانی بود.[5و6]

 

شکل(2): نمودار فازی آلومینا- منیزیا [6]

 

در اواخر همان سال بود که اسپینل های غنی از منیزیا و استوکیومتری جایگاه صنعتی خود را به اسپینل حاوی دیرگدازهای آلومینا دادند. به ویژه این دیرگدازهای برای آسترکاری پاتیل فولادی در شهر توکیو- ژاپن به بهره وری رسید.[16و6]

در حالی­که، اسپینل غنی از منیزیا، برای برخی از کاربردها عاجز بوده زیرا که آنها برای اثرات درصد منیزیای آزاد طراحی شده بودند. بنابراین، مواد خام اسپینل جدید غنی از آلومینا تولید شد تا موادی با استاندارد مخصوص کاربردهای پاتیل فولاد تعریف شود. در سال 1990 بود که گروه دومی از ریختنی های اسپینل تولید شد. بجای اسپینل پیش واکنشی
برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
این ریختنی ها حاوی منیزیای آزاد ریز دانه بودند که اسپینل توسط واکنش با آلومینا در معرض دماهای بالا تشکیل شد (نحوه شکل گیری اسپینل درجا) [5و6]. ریختنی های متشکل از اسپینل با ریختنی های حاوی اسپینل در ارتباط با این پژوهش در مورد آسترکاری جداره ی پاتیل فولاد در 20 سال پیش مقایسه و تحلیل نتایج شده است. از کاربردهای دیگر این دیرگداز شایان ذکر است که به بلوک های بادوام و درپوش پاکسازی موجود در پاتیل های فولادی
برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
مطابق استانداردهای موجود اشاره کنیم[6-4].

[TABLE=class: cms_table, align: center]

[TR]

[TD=colspan: 4]
جدول(1): خواص فیزیکی و حرارتی فازهای اسپینل، پریکلاس و کوراندوم [1-6و 16]
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
خواص
[/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
نقطه ذوب(
)
[/TD]

[TD]
2135
[/TD]

[TD]
2852
[/TD]

[TD]
2054
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
انبساط حرارتی
[/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
100
[/TD]

[TD]
5.6
[/TD]

[TD]
10-12
[/TD]

[TD]
5.6
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
500
[/TD]

[TD]
7.6
[/TD]

[TD]
11-13
[/TD]

[TD]
7.3-8.0
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
1000
[/TD]

[TD]
8.4
[/TD]

[TD]
13-15
[/TD]

[TD]
8.7-9.3
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
1500
[/TD]

[TD]
10.2
[/TD]

[TD]
15-19
[/TD]

[TD]
9.3-9.9
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
هدایت حرارتی
[/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[TD][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
100
[/TD]

[TD]
15
[/TD]

[TD]
40
[/TD]

[TD]
38
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
500
[/TD]

[TD]
13
[/TD]

[TD]
38
[/TD]

[TD]
36
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
1000
[/TD]

[TD]
8
[/TD]

[TD]
16
[/TD]

[TD]
11
[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]
دانسیته
[/TD]

[TD]
3.58
[/TD]

[TD]
3.65
[/TD]

[TD]
3.99
[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

 

 

 


برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
Pre-reacted spinel

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

Purging plugs

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...