جرم نسوز ریختنی معمولی
مخلوط‌های نسوز ریخته‌گری معمولی که معمولاً در کاربردهای مختلف در دمای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند، ترکیبات پیش‌فرمول شده‌ای از سنگدانه‌های نسوز، چسب‌ها، افزودنی‌ها و آب یا مایع جایگزین دیگری هستند. دیرگدازهای ریختنی معمولی، یک راه حل همه کاره برای ساخت آسترهای یکپارچه (مونولوتیک) در تجهیزات صنعتی مانند انواع کوره ها، پاتیل‌ها تاندیش‌ها، تجهیزات دمش اکسیژن یا آرگون و… ارائه میدهند. سنگدانه‌های نسوز تشکیل دهنده جرم مونولوتیک ریخته گری معمولی، اغلب از عناصری چون آلومینا، سیلیس و منیزیم هستند، که این ترکیب چند جزئی مینرالی، علاوه بر تامین مقاومت در برابر شوک و تنش‌های حرارتی جرم، به تکمیل ویژگی‌هایی چون انعطاف پذیری، مقاومت در برابر سایش، ضربه و انحلال شیمیایی نیز کمک می کنند، در حالی که چسب ها، معمولاً سیمان یا خاک رس با دمای بالا، انسجام را ایجاد می‌کنند. افزودنی ها، از جمله نرم کننده ها و دفلوکولانت ها و همچنین انواع آنتی اکسیدان‌ها نیز کارایی را افزایش میدهند و توزیع یکنواخت اجزا را تضمین می‌کنند. آماده سازی شامل ترکیب این مواد به یک دوغاب است که می‌تواند به راحتی بر روی سطوح هدف یا قالب‌های از پیش آماده شده، ریخته شود یا شکل داده شود. دیرگدازهای ریخته گری معمولی به دلیل نصب ساده و بدون پیچیدگی آجرهای سنتی با اشکال پیچیده سازگار می‌شوند. صنایعی مانند تولید فولاد اغلب به این مواد ریخته گری برای کاربردهایی مانند آستر پاتیل‌ها، کوره‌های بلند، کنورتورها و… تکیه می نند، جایی که مقاومت در برابر دمای بالا و سازگاری آنها سودمند است. رعایت دستورالعمل‌های سازنده برای اختلاط، پخت و خشک کردن برای دستیابی به عملکرد مطلوب در محیط های حرارتی نیازمند ضروری است.
دیرگدازهای ریخته گری معمولی (conventional castable refractories) که به عنوان دیرگدازهای یکپارچه یا ریخته گری نسوز نیز شناخته می‌شوند، دسته‌ای از مواد پیشرفته را نشان میدهند که به طور دقیق مهندسی شده‌اند تا در برابر دماهای شدید و شرایط عملیاتی سخت در کاربردهای مختلف صنعتی مقاومت کنند. این مخلوط‌ها با ترکیبی دقیق از سنگدانه‌های نسوز، چسباننده‌ها، افزودنی‌ها و آب، جایگزینی همه کاره برای پوشش‌های نسوز سنتی مبتنی بر آجر ارائه میدهند. اجزای اصلی جرمهای نسوز ریختنی معمولی، خواص متمایزی را به این ماده القا می‌کنند و آن را برای عملکرد در طیف متنوعی از محیط‌های با دمای بالا مناسب می‌کند. سنگدانه‌های نسوز مخلوط‌های نسوز ریختنی معمولی، ممکن است شامل موادی مانند آلومینا، سیلیس و منیزیم باشند، این عناصر اساسی، بخش عمده‌ای از مخلوط را تشکیل میدهند و استحکام ساختاری لازم را برای مقاومت در برابر تنش حرارتی، فراهم می‌کنند. درصد خلوص هر یک از عناصر نام برده و همچنین نسبت اختلاط این مینرال‌ها، می‌تواند فازهای متنوعی را در حین عملکرد این جرمهای نسوز در شرایط کاری، ایجاد کند. بنابراین، همه چیز حتی سایز این اجزا، به طور تخصصی و مهندسی شده، تعیین می‌شوند. بایندرها که معمولاً از سیمان یا خاک رس با دمای بالا تشکیل شده‌اند، به عنوان عامل چسبنده عمل می‌کنند و یکپارچگی توده ریخته گری را تضمین می‌کنند. افزودنی‌ها نقش مهمی در افزایش ویژگی‌های خاص دارند، با نرم‌کننده‌ها که کارایی را بهبود می‌بخشند، دفلوکولانت‌ها به توزیع یکنواخت ذرات کمک می‌کنند و عوامل تنظیم‌کننده‌ای که بر فرآیند پخت و سخت شدن تأثیر می‌گذارند. افزودنی‌هایی چون آنتی اکسیدان‌ها نیز در عملکرد ویژه جرمهای نسوز ریختنی معمولی، بی تاثیر نیستند.
به طور کلی، آماده سازی دیرگدازهای ریخته گری معمولی شامل یک فرآیند اختلاط دقیق است که در آن نسبت‌های از پیش تعیین شده سنگدانه‌ها، چسباننده‌ها و افزودنی‌ها به طور کامل مخلوط می‌شوند تا یک مخلوط خشک همگن ایجاد شود. توجه داشته باشید، محصولات نسوز ما در سازپاد، به صورت از پیش آماده و بسته بندی شده عرضه میشود تا خطا در آماده سازی به حداقل ممکن خود برسد. بنابراین، این مخلوط خشک، پودری و از پیش آماده با نسبت مشخصی از آب یا مایعی دیگر، تا حدی ترکیب میشود تا دوغابی را تشکیل دهد که می‌تواند بر روی سطوح هدف ریخته شود یا شکل داده شود و به طور یکپارچه با هندسه‌های پیچیده مورد نیاز در تاسیسات صنعتی مختلف سازگار شود. سهولت نصب مزیت قابل توجهی برای ریخته‌گری‌های معمولی است، به ویژه در شرایطی که استفاده از آجرهای سنتی ممکن است غیر عملی یا وقت گیر باشد. این سازگاری با اشکال پیچیده و نصب سریع باعث میشود نسوزهای ریخته گری معمولی در صنایعی مانند فولاد، سیمان، پتروشیمی، تولید شیشه و… ارزشمند باشند.
جرم نسوز ریخته‌گری معمولی در صنعت
در صنعت فولاد، ماتریس‌های نسوز ریخته‌گری معمولی در آستر یا لایه کاری کف و دیواره پاتیل‌ها، تاندیش‌ها و سایر اجزای حیاتی که در معرض دماهای بالا و محیط‌های شیمیایی خشن قرار دارند، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. توانایی ریخته‌گری‌های نسوز معمولی در مقاومت در برابر چرخه حرارتی، سایش و حمله شیمیایی، استفاده از آنها را برای تضمین طول عمر و کارایی فرآیندهای فولادسازی ضروری می‌سازد. به طور مشابه، در تولید سیمان، کوره‌های دوار و سایر تجهیزات، از انعطاف پذیری حرارتی و تطبیق پذیری دیرگدازهای ریخته گری معمولی بهره می‌برند و راه حلی قابل اعتماد برای کاربردهای آستر در فرآیند تولید سیمان ارائه میدهند. به همین ترتیب، کاربرد جرم نسوز ریخته گری معمولی در دیگر صنایع از جمله آلومینیوم، پتروشیمی، شیشه، نیروگاه‌ها و… ، به عنوان یک جزء بسیار اساسی، به طور گسترده مشاهده میشود، که نقش بسیار حیاتی در افزایش دوام و بهبود عملکرد تجهیزات این صنایع دارد.
نصب صحیح کلید موفقیت در جرم نسوز
موفقیت ماتریس‌های دیرگداز یا نسوزهای ریخته‌گری معمولی (conventional castable refractories) در برآوردن نیازهای کاربردهای دمای بالا به پایبندی به شیوه‌های خاص ساخت و نصب بستگی دارد. به طور معمول، سازندگان دستورالعمل‌هایی را برای فرآیندهای اختلاط، پخت و خشک کردن ارائه میدهند و رعایت دقیق این توصیه‌ها برای دستیابی به خواص مورد نظر دستگاه ریخته‌گری، از جمله مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی ضروری است. نصب و نگهداری مناسب به طور قابل توجهی به عملکرد کلی و طول عمر پوشش‌های دیرگداز یا نسوز ساخته شده از جرم ریختنی معمولی کمک می‌کند.
مخلوط یا ماتریس‌های نسوز ریختنی معمولی، با تحقیق و توسعه مداوم به تکامل خود ادامه میدهند. که این منجر به معرفی فرمول‌های پیشرفته متناسب با صنایع و کاربردهای خاص میشود. جرمهای دیرگداز ریخته‌گری را حتی می‌توان بر اساس نیازهای کاربرد هدف، سفارشی سازی نمود. بنابراین، مشتریان سازپاد می‌توانند، با ارائه نتایج آنالیز حرارتی، مکانیکی و شیمیایی (Thermal, mechanical and chemical analysis) کاربرد مورد هدف خود، جرم نسوز ریختنی معمولی را متناسب با نیاز خود سفارش دهند. مخلوط‌های نسوز ریخته‌گری سفارشی، ممکن است از سنگدانه‌های نسوز، بایندرها یا افزودنی‌های تخصصی برای افزایش ویژگی‌های خاص مانند مقاومت در برابر شوک حرارتی، خوردگی یا فرسایش و… استفاده کنند. پیگیری مداوم راه حل‌های نوآورانه در فناوری دیرگداز، تضمین می‌کند که دیرگدازهای ریخته گری معمولی در خط مقدم مواد طراحی شده برای تحمل شرایط شدید رایج در فرآیندهای صنعتی با دمای بالا باقی میمانند.
ویژگی‌ها
- تطبیق پذیر
- سهولت در نصب
- خشک شدن و پخت سریع
- سازگاری با سیکل حرارتی
- مقاومت شیمیایی خوب
- مقاوم در برابر سایش
- مقاوم در برابر ضربه
- نفوذ ناپذیر
- استحکام بالا
- از پیش آماده
- مقاومت در برابر درجه حرارت بالا
- قدرت چسبندگی بالا
- ساختار مونولوتیک یا یکپارچه
- فرمولاسیون قابل تنظیم
- ویسکوزیته مناسب
- عمر مفید بالا
- مقرون به صرفه
- دوستدار محیط زیست
کاربردها
- کوره بلند، پاتیل‌های حمل مذاب، کنورتورها، تاندیش‌ها و سایر اجزا مورد استفاده در صنعت فولاد
- پوشش کوره‌های دوار، سیکلون‌ها و سایر تجهیزات مورد استفاده در صنعت سیمان
- پوشش مخازن و راکتورهای مختلف در کارخانه‌های پتروشیمی
- پوشش کوره مذاب، فورهارث و کانال‌های فیدر مورد استفاده در صنعت شیشه
- آستر نسوز کوره ها و سایر تجهیزات مربوط به ذوب و ریخته گری فلزات
- پوشش یا آستر محفظه‌های احتراق زباله سوزها
- پوشش نسوز دیگ‌های بخار، مشعل‌ها، سیکلون‌ها،کوره های زباله سوز، مجاری و مسیرهای گاز دودکش، مبدل های حرارتی، توربین‌های گاز مورد استفاده در نیروگاه‌ها
- آماده سازی سطح : قبل از اجرای جرم نسوز ریختنی معمولی، سطح سازه یا ناحیه‌ای که قرار است اندود شود باید به درستی آماده شود. این معمولاً شامل تمیز کردن سطح برای حذف هر گونه آلودگی از جمله مواد سست باقی‌مانده از قبل و… است. در ضمن در صورت استفاده از قالب، قبل از ریخته گری جرم نسوز، قالب باید روغن کاری شود تا جرم به سطح آن نچسبد.
- اختلاط : توده نسوز ریخته گری معمولی، معمولاً به صورت از پیش آماده، خشک و پودری عرضه میشود. برای استفاده از آن، کافیست تا با مقدار مناسب از یک مایع (عمدتا آب) مخلوط شود تا قوام قابل اجرا ایجاد گردد. نسبت آب به مخلوط خشک، نباید از مقادیر تعیین شده در دیتاشیت یا دستورالعمل سازنده جرم نسوز ریختنی معمولی، فراتر رود. میزان آب، در نتایج نهایی مکانیکی و فیزیکی آن، بسیار موثر است. پس فرآیند اختلاط را جدی بگیرید و آن را با حساسیت انجام دهید.
- اجرا یا نصب : نسوز ریخته گری معمولی را پس از اختلاط، می‌توان با استفاده از ماله، بر روی سطح آماده شده، اعمال نمود. باید توجه شود تا مخلوط دیرگداز ریختنی معمو.لی، به طور یکنواخت در سطح توزیع شود. علاوه بر این، در صورت لزوم، حباب‌های هوای موجود در آن باید با استفاده از ویبره قلمی یا انواع موتوری متصل به قالب، خارج شود.
- شکل دهی : در کاربردهای خاص، نسوز ریخته گری معمولی، ممکن است نیاز به شکل دهی متناسب با خطوط سازه داشته باشد. بسته به انعطاف پذیری مواد نسوز، می‌توان این کار را در حین یا بعد از اجرا انجام داد.
- عمل آوری یا کیورینگ : پس از اعمال، توده نسوز ریخته گری معمولی (conventional castable refractory masses)، تحت فرآیند پخت قرار می‌گیرد. این شامل اجازه دادن به مواد برای خشک شدن و افزایش استحکام است. زمان و شرایط پخت می‌تواند بر اساس فرمول خاص دیرگداز متفاوت باشد. بنابراین، باید مطابق با دستورالعمل محصول یا با مشاوره از متخصص، فرآیند کیورینگ طی شود.
- خشک کردن : پس از فرآیند پخت، مواد یا جرم نسوز معمولی ریخته شده، مورد بازرسی قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که گیرش اولیه به درستی رخ داده است. این اغلب یک بازرسی بصری برای بررسی هر گونه بی‌نظمی یا نشانه ای از پخت ناقص است. سپس، میزان رطوبت آن ارزیابی میشود و پس از آن، فرآیند خشک کردن در یک محیط کنترل شده شروع میشود. این محیط اغلب به دقت تنظیم میشود تا اطمینان حاصل شود که خشک شدن با سرعت کنترل شده‌ای رخ می‌دهد. در این محیط، عواملی مانند دما، رطوبت و جریان هوا برای جلوگیری از خشک شدن سریع، که می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند ترک خوردن شود، کنترل میشود. در فرآیند خشک کردن، رطوبت به تدریج از توده نسوز حذف میشود تا از ایجاد ترک‌های سطحی جلوگیری شود. در واقع، محیط خشک کن کنترل شده اجازه می‌دهد تا آب درون ماده بدون ایجاد استرس بر ساختار تبخیر شود. از تغییرات سریع دما در مرحله خشک کردن برای جلوگیری از شوک حرارتی اجتناب میشود. شوک حرارتی ممکن است زمانی رخ دهد که تغییرات دمایی ناگهانی و شدید وجود داشته باشد که منجر به تنش در مواد نسوز و ترک بالقوه شود. با حذف رطوبت، خشک شدن با انقباض همراه است. نظارت بر انقباض مواد نسوز برای اطمینان از اینکه یکنواخت رخ می‌دهد و منجر به ضعف ساختاری نمی‌شود، بسیار مهم است. فرآیند خشک کردن تا زمانی ادامه می‌یابد که مواد نسوز به میزان خشکی مورد نظر برسد. این معمولاً با اندازه‌گیری مداوم محتوای رطوبت و بازرسی بصری برای اطمینان از عاری بودن مواد از علائم قابل مشاهده رطوبت تعیین میشود.
- گرمایش : بسته به کاربرد، مواد نسوز ممکن است پس از فرآیند خشک کردن، تحت حرارت دادن یا پخت قرار گیرند. فرآیند پخت یا حرارت دادن شامل افزایش تدریجی دمای مواد نسوز تا سطح مورد نظر است. گرادیان دما به دقت کنترل می شود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود و اطمینان حاصل شود که دیرگداز به آرامی تغییر شکل می دهد. این مرحله اضافی به دستیابی به خواص نهایی مطلوب مانند افزایش استحکام و مقاومت در برابر دماهای بالا کمک می‌کند. فرآیند گرمایش، بر اساس برنامه ریزی وابسته به دما و زمان و مطابق با نیازهای کاربرد مورد هدف، صورت می‌گیرد.
- کنترل کیفیت : در طول کل فرآیند، اقدامات کنترل کیفیت برای اطمینان از اینکه دیرگداز ریخته گری به درستی اعمال شده و مشخصات مورد نیاز را برآورده می‌کند، الزامی است. این ممکن است شامل بازرسی‌های منظم، آزمایش، و رعایت استانداردهای صنعت باشد.
جزئیات خاص هر مرحله می‌تواند بر اساس نوع دیرگداز ریخته گری، کاربرد و توصیه‌های سازنده متفاوت باشد. پیروی از دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده مواد نسوز و در نظر گرفتن شرایط خاص استفاده مورد نظر برای دستیابی به عملکرد مطلوب، ضروری است.
- در محیط خشک و خنک در محدوده دمایی (4 تا 27 درجه سانتیگراد) توصیه شده نگهداری شود.
- برای محافظت در برابر گرد و غبار و کثیفی پوشانده شود.
- از گرمای شدید یا سرما و نور مستقیم خورشید محافظت کنید.
- برای جلوگیری از تماس با زمین و جذب رطوبت، کیسه‌های حاوی مخلوط‌های نسوز را روی پالت‌ها بچینید.
- برای جلوگیری از فرسودگی مواد نسوز انبار شده، ابتدا از مواد قدیمی استفاده کنید.
- به طور دوره ای آسیب، رطوبت یا آلودگی را بررسی کنید.
- برای جلوگیری از آسیب در هنگام حمل و نقل از تجهیزات مناسب استفاده کنید.
- تا زمان استفاده در بسته نگه دارید و در صورت باز شدن مجدد آن را ببندید.
- اگر مواد نسوز در حین نگهداری یا حمل و نقل خیس شدند، تا زمانی که به خوبی خشک نشده اند از آن استفاده نکنید. رطوبت می تواند بر روند پخت و عملکرد تأثیر منفی بگذارد.