کی ترتیب اور سختیکم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلزبنیادی طور پر جمنے اور بندھن کی وجہ سے ہے۔ لہذا، الٹرا فائن پاؤڈر کا کردار اہم ہے، جو اس کی کارکردگی کا تعین کرنے اور اس پر اثر انداز ہونے والا ایک اہم عنصر ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس کی کارکردگی پر مرکب کے اثرات کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا.
نمبر 01 الٹرا فائن پاؤڈر
کم سیمنٹ کاسٹبلز میں الٹرا فائن پاؤڈرز میں بنیادی طور پر ایکٹیو سلکا فیوم، -Al₂O₃ پاؤڈر، اور Cr₂O₃ پاؤڈر شامل ہیں، جس میں مواد (%) بالترتیب 93.2%، 90% سے زیادہ، اور 99% سے زیادہ ہے۔ ان تین قسم کے الٹرا فائن پاؤڈرز کی پارٹیکل سائز ڈسٹری بیوشن نیچے دی گئی جدول میں دکھائی گئی ہے۔ جدول سے پتہ چلتا ہے کہ 1.0 ملی میٹر سے چھوٹے ذرات 71 فیصد سے زیادہ ہوتے ہیں۔
ریفریکٹری کاسٹبلز کا ایک ہی مرکب تناسب ہے، جس میں تقریباً 0.6% کا CaO مواد ہے۔ نمونوں کے تین گروپس کو ایک ہی مقدار میں بالترتیب فعال SiO₂، -Al₂O₃ ( -ایلومینا پاؤڈر)، اور دونوں الٹرا فائن پاؤڈرز کا مرکب شامل کرکے تیار کیا گیا۔ جیسے جیسے حرارتی درجہ حرارت بڑھتا ہے، مختلف الٹرا فائن پاؤڈر والے کاسٹبلز کی طاقت بڑھ جاتی ہے۔
یہ بھی دیکھا گیا ہے کہ مختلف الٹرا فائن پاؤڈر کاسٹبلز کی مضبوطی میں مختلف طریقے سے حصہ ڈالتے ہیں۔ فعال SiO₂ اور -Al₂O₃ جامع الٹرا فائن پاؤڈر کی مساوی مقدار کے ساتھ کاسٹ ایبل سب سے زیادہ طاقت کا مظاہرہ کرتا ہے، اس کے بعد فعال SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کے ساتھ کاسٹ ایبل، جب کہ ایلومینا الٹرا فائن پاؤڈر کے ساتھ کاسٹبل سب سے کم طاقت کا مظاہرہ کرتا ہے۔ 1500 ڈگری کے حرارتی درجہ حرارت پر، تین قسم کے الٹرا فائن پاؤڈر کے ساتھ کاسٹبلز کی طاقت بنیادی طور پر ایک جیسی ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز کی تیاری کرتے وقت، جامع الٹرا فائن پاؤڈر بہترین ہوتے ہیں، اور جب اکیلے استعمال کیا جائے تو فعال SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کو ترجیح دی جانی چاہیے۔
تاہم، SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کی مقدار میں اضافہ کرنے سے کاسٹ ایبل میں Al₂O₃ مواد کم ہو جائے گا اور فری کوارٹج میں اضافہ ہو جائے گا، جس سے لامحالہ کاسٹبل کی سلیگ مزاحمت میں کمی واقع ہو گی۔ مثال کے طور پر، لوہے کے گرتوں کے لیے کاسٹ ایبل ریفریکٹری کا مرکب تناسب یہ ہے: 70% ہائی-ایلومینا ایگریگیٹ، 14.2% SiC، 5.8% C، 0.2% dispersant، 6.5% water، اور 10% high-alumina پاؤڈر اور SiOf₂.com. سلیگ مزاحمتی ٹیسٹ کروسیبل طریقہ استعمال کرتے ہوئے کم کرنے والے ماحول کے تحت کئے گئے۔ ٹیسٹ کے حالات: معیاری سلیگ بنیادییت 1.105، حرارتی درجہ حرارت اور ہولڈنگ ٹائم 1500 ڈگری، 4h۔ SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کے مواد میں اضافہ کے ساتھ، سلیگ مزاحمت کے لیے ایک بہترین قدر ہے۔ یعنی، بہترین سلیگ مزاحمت اس وقت حاصل کی جاتی ہے جب الٹرا فائن پاؤڈر کا مواد تقریباً 5% ہو۔
کاسٹ ایبل مکس تناسب اور ریفریکٹری فائن پاؤڈر اور الٹرا فائن پاؤڈر کے مشترکہ مواد کے مستقل رہنے کے ساتھ، 1600 ڈگری پر فائر کرنے کے بعد کمپریسیو طاقت بھی الٹرا فائن پاؤڈر کے مواد میں اضافہ کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، لیکن ایک بہترین قدر ہے۔ SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کے حساب سے تقریباً 5%، اور Al₂O₃ اور Cr₂O₃ الٹرا فائن پاؤڈر تقریباً 7% کے حساب سے، طاقت اچھی ہے، اور دیگر خصوصیات بھی بہترین ہیں۔ الٹرا فائن پاؤڈر کی قسم کے لحاظ سے، SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر بہترین مضبوط کرنے والا اثر رکھتا ہے، اس کے بعد Al₂O₃ الٹرا فائن پاؤڈر، جب کہ Cr₂O₃ الٹرا فائن پاؤڈر کا مضبوط اثر کم ہوتا ہے۔ یہ بھی دیکھا گیا ہے کہ SiO₂ الٹرا فائن پاؤڈر کا تقویت بخش اثر بعد کی دو اقسام کے مقابلے 2.5 سے 4.4 گنا زیادہ ہے۔
NO.02 ملاوٹ
ملاوٹ کی بہت سی قسمیں ہیں۔ یہاں، ہم کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز کی کارکردگی پر ان کے اثرات کو واضح کرنے کے لیے ڈسپرسنٹ اور پانی کو کم کرنے والے ایجنٹوں کو بطور مثال لیتے ہیں۔
جب کاسٹ ایبل کا مکس تناسب مستقل ہو تو مختلف مقدار میں ڈسپرسنٹ شامل کرنے سے تعمیراتی پانی کی ضرورت کو کم کیا جا سکتا ہے۔ جب تعمیراتی پانی کی مقدار مستقل ہوتی ہے، تو خشک کمپریسیو طاقت کے لیے ایک بہترین قدر ہوتی ہے کیونکہ منتشر کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے۔ یعنی طاقت تب بہترین ہوتی ہے جب منتشر مواد 0.15% سے 0.2% ہو۔ جب کوئی پانی-کم کرنے والا ایجنٹ شامل نہیں کیا جاتا ہے یا خوراک 0.5% سے تجاوز کر جاتی ہے تو طاقت خراب ہو جاتی ہے یا نمونہ ٹوٹ جاتا ہے۔ یہ کاسٹبل کی ناقص روانی اور مولڈ جسم میں کثافت کی کمی کی وجہ سے ہے۔
پانی کو کم کرنے والے ایجنٹوں کی بہت سی قسمیں ہیں-، اور مناسب انتخاب جانچ کے ذریعے کیا جانا چاہیے۔ الٹرا-کم سیمنٹ کورنڈم کاسٹ ایبل کے مکس تناسب کا تعین کرنے کے بعد، سوڈیم پولی فاسفیٹ، پولی سیانامائڈ کنڈینسیٹس، اور نیفتھلین سلفونیٹ کنڈینسیٹس کو پانی کو کم کرنے والے ایجنٹوں کے طور پر استعمال کیا گیا، اور ریفریکٹری کاسٹ ایبل تیار کرنے کے لیے مناسب خوراک کی جانچ کی گئی۔ پانی کے بغیر کاسٹبلز کو کم کرنے والے ایجنٹوں میں الٹرا فائن پاؤڈرز کے بے ساختہ جمع ہونے کا شکار ہوتے ہیں، جو چھیدوں کو مؤثر طریقے سے نہیں بھر سکتے اور انتہائی غیر مساوی تقسیم ہوتے ہیں۔ پانی کی ایک بڑی مقدار فلوکس میں پھنس جاتی ہے یا سوراخوں کو بھر دیتی ہے، جس کے نتیجے میں پانی کی کھپت میں اضافہ، کم بلک کثافت، زیادہ پوروسیٹی، اور حرارت کے علاج کے بعد کم طاقت ہوتی ہے، اور یہ سنٹرنگ کے لیے بھی ناگوار ہے۔ پولی فاسفیٹس کا ایک خاص منتشر اور پانی کو کم کرنے والا اثر ہوتا ہے، جو کسی حد تک الٹرا فائن پاؤڈرز کے بے ساختہ جمع ہونے کو روک سکتا ہے، جس سے وہ چھیدوں میں زیادہ مکمل طور پر تقسیم ہو سکتے ہیں، پانی کے استعمال کو بہتر بنا سکتے ہیں اور پانی کی کھپت کو تقریباً 17% تک کم کر سکتے ہیں۔
لہٰذا، غیر علاج شدہ کاسٹ ایبل کے مقابلے میں بڑھی ہوئی بلک کثافت اور کاسٹ ایبل کی گھٹی ہوئی پورسٹی کے نتیجے میں، فائرنگ کے بعد کمپریسیو طاقت میں 0.6-1.9 گنا اضافہ ہوا اور اعلی-درجہ حرارت کی لچکدار طاقت میں 1.25 گنا اضافہ ہوا۔ ایجنٹس B اور C نامیاتی اعلی-کردار پانی-کم کرنے والے ایجنٹ ہیں، خاص طور پر اہم منتشر پانی کے ساتھ-کم کرنے والے اثرات، بالترتیب 25% اور 28% کی پانی میں کمی کی شرح حاصل کرتے ہیں۔ غیر علاج شدہ کاسٹ ایبل کے مقابلے میں، ان کی بلک کثافت میں تقریباً 3.5% اضافہ ہوا، پوروسیٹی میں 15% کمی واقع ہوئی، فائرنگ کے بعد دبانے والی طاقت میں 1-4 گنا اضافہ ہوا، اور اعلی-درجہ حرارت کی لچکدار طاقت میں 3.5 گنا سے زیادہ اضافہ ہوا۔ یہ بھی واضح ہے کہ ایجنٹ C ایجنٹ B کے مقابلے میں زیادہ موثر ہے۔ آخر میں، کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز کی تیاری کرتے وقت پانی کو کم کرنے والے ایجنٹوں کو شامل کیا جانا چاہیے، اور نامیاتی اعلی کارکردگی والے پانی کو کم کرنے والے ایجنٹوں کو ترجیح دی جانی چاہیے۔
NO.03 ایلومینیم پاؤڈر
لوہے کی گرت ریفریکٹری کاسٹبلز میں، دھاتی ایلومینیم پاؤڈر عام طور پر خشک ہونے کو تیز کرنے اور کاسٹنگ کو مضبوط کرنے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔ اس کے ذرہ کا سائز اور خوراک کاسٹبل کی کارکردگی پر اہم اثر پڑتا ہے اور اسے مناسب طریقے سے منتخب کیا جانا چاہیے۔
Al₂O₃-SiC-C الٹرا-کم سیمنٹ کاسٹبلز میں، ایلومینیم پاؤڈر کے ذرہ کا سائز جتنا چھوٹا ہوتا ہے اور تعمیر کے دوران محیط درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوتا ہے، کیمیائی رد عمل جتنا زیادہ زور دار ہوتا ہے، اتنی ہی زیادہ گیس پیدا ہوتی ہے، اور مواد کا درجہ حرارت اتنا ہی زیادہ ہوتا ہے۔ یہ castable کی پانی کی کمی کے لیے فائدہ مند ہے، تیزی سے بیکنگ کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، ضرورت سے زیادہ تیز ردعمل آسانی سے غلط ترتیب کا باعث بن سکتا ہے، جو طاقت کے لیے نقصان دہ ہے۔ کاسٹ ایبل کا مرکب تناسب ایک جیسا ہی رہتا ہے۔ بڑے ایلومینیم پاؤڈر پارٹیکل سائزز طاقت کے لیے نقصان دہ ہیں، جب کہ ضرورت سے زیادہ چھوٹے ذرہ سائز خشک ہونے کے دوران کمپریسیو طاقت کو کچھ فائدہ دیتے ہیں، لیکن دیگر طاقتیں کم ہوتی ہیں۔ 88-44mm کے ذرہ کا سائز بہتر طاقت کا نتیجہ ہے۔ استعمال شدہ ایلومینیم پاؤڈر کی مقدار کا تعین ریفریکٹری کاسٹ ایبل کی کارکردگی اور تعمیراتی حالات کی بنیاد پر کیا جانا چاہیے۔ اچھی ہوا نکالنے اور تیزی سے خشک ہونے کو یقینی بناتے ہوئے اسے کم سے کم استعمال کیا جانا چاہیے۔
NO.04 additives
Al₂O₃-SiC-C الٹرا-کم سیمنٹ کاسٹبلز میں، ان کی سلیگ مزاحمت اور تھرمل استحکام کو بہتر بنانے کے لیے SiC اور کاربن مواد کو شامل کیا جانا چاہیے۔ تجربات اور استعمال نے ثابت کیا ہے کہ SiC اور کاربن مواد کی گریڈ اور خوراک کاسٹبلز کی کارکردگی پر نمایاں اثر پڑتا ہے اور ان کا انتخاب عقلی طور پر کیا جانا چاہیے۔ مزید برآں، گریڈ اور خوراک بلاسٹ فرنس کے سائز اور درخواست کے مقام کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے۔ عام طور پر، اعلی-معیاری SiC اور کاربن مٹیریل بڑے اور درمیانے درجے کے دھماکوں کی بھٹیوں کے مین لوہے کی گرت یا سلیگ گرت میں استعمال ہوتے ہیں-جبکہ نچلے-گریڈ کا SiC اور کاربن مواد درمیانے اور چھوٹے بلاسٹ فرنسوں میں استعمال ہوتا ہے۔ SiC کی خوراک عام طور پر 5% سے 35% تک ہوتی ہے۔ کاربن مواد میں بنیادی طور پر پچ، فلیک گریفائٹ، الیکٹروڈ پاؤڈر، اور مٹی کے گریفائٹ شامل ہیں، جس کی خوراک 2% سے 6% ہے۔
لوہے کی گرت ریفریکٹری کاسٹبلز میں، SiC اور کاربن مواد کو عام طور پر باریک پاؤڈر کی شکل میں شامل کیا جاتا ہے، جس میں الٹرا فائن SiC کو ترجیح دی جاتی ہے۔ چونکہ اس مواد میں SiC اور کاربن مواد ہوتا ہے، اس لیے اس کی آکسیکرن مزاحمت کم ہو جاتی ہے۔ کاربن آکسیڈیشن زیادہ مائیکرو پورس چھوڑتی ہے، جس سے پگھلا ہوا لوہا یا سلیگ مسلسل اندرونی حصے میں داخل ہوتا ہے، جس سے ایک ڈیکاربرائزڈ پرت بنتی ہے اور استر کو نقصان پہنچاتی ہے۔ دھاتی ایلومینیم پاؤڈر شامل کرنے سے کاسٹبل کی آکسیکرن مزاحمت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ تجربات سے معلوم ہوا ہے کہ دھاتی سلیکون پاؤڈر یعنی ال پاؤڈر اور سی پاؤڈر کے مشترکہ استعمال کے نتیجے میں بہتر آکسیڈیشن مزاحمت اور کاسٹبل کی مضبوطی بہتر ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سی سی اور Al₄C₃ بننے کے لیے اعلی درجہ حرارت پر کاربن کے ساتھ دھاتی سلکان اور ایلومینیم کا رد عمل ایک گھنے مائکرو اسٹرکچر اور سطح کی طرف لے جاتا ہے۔
Al₂O₃-SiO₂ لو سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز میں، 1200–1400 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت پر 2%–8% کیانائٹ فائن پاؤڈر کا اضافہ ملائیٹ کی تشکیل کو فروغ دیتا ہے، اس طرح اس کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کیانائٹ نہ صرف پھیلنے والے ایجنٹ کے طور پر بلکہ معدنیات پیدا کرنے والے ایجنٹ کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔
