لاڈل اور نقصان کے تجزیہ کے لیے ہائی پیوریٹی ایلومینیم-میگنیشیم کاسٹبلز کی خصوصیات کو متاثر کرنے والے عوامل

تجرباتی طریقہ کار

ٹیبلولر کورنڈم، فیوزڈ کورنڈم، سینٹرڈ ایلومینیم-میگنیشیم اسپائنل، فیوزڈ میگنیشیا، -Al2O3 مائیکرو پاؤڈر، سلیکا مائیکرو پاؤڈر اور خالص کیلشیم ایلومینیٹ سیمنٹ وغیرہ استعمال کریں۔ 110 ڈگری پر خشک ہونا، 1000 ڈگری × 3 × 3 ڈگری پر فائر کرنا
GB کے مطابق مختلف درجہ حرارت پر علاج کے بعد نمونے کی ظاہری پورسٹی، بلک کثافت، کمپریشن طاقت، لچکدار طاقت، لکیری تبدیلی کی شرح اور 1400 ڈگری ×1h تھرمل لچکدار طاقت کا تعین کریں۔ بوجھ کے نیچے نمونے کی لکیری تبدیلی کی شرح کی جانچ کریں، دباؤ 0.196 MPa ہے، حرارتی شرح 10 ڈگری / منٹ ہے، زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 1500 ڈگری ہے، اور درجہ حرارت 3 گھنٹے کے لیے رکھا گیا ہے۔ سلیگ ریزسٹنس تجربہ کروسیبل طریقہ اپناتا ہے، اور کنورٹر کی آخری سلیگ (wCaO36.84 فیصد، wSiO214.77 فیصد، wAl2O328.17 فیصد، wFeO7.95 فیصد، wMnO4 .58 فیصد) 150g میں ڈالی گئی، اور MoSi2 راڈ الیکٹرک فرنس میں 1650 ڈگری ×3h پر علاج کیے جانے کے بعد، اسے کروسیبل کے مرکزی جہاز کے ساتھ کاٹا گیا تاکہ سلیگ کے ذریعے کروسیبل کے سنکنرن اور دخول کی گہرائی کی پیمائش کی جا سکے۔ کیمیائی تجزیہ، آپٹیکل مائکروسکوپ، ایکس رے پھیلاؤ، سلیگ سنکنرن کے بعد نمونوں کا تجزیہ الیکٹرانک تحقیقات کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

نتائج اور تجزیہ

3.1 اعلی پاکیزگی والے ایلومینیم-میگنیشیم کاسٹبلز کی خصوصیات اور اہم عوامل
ایلومینیم اور میگنیشیم کاسٹیبلز کی بنیاد پر اعلیٰ طہارت والے ایلومینیم میگنیشیم کاسٹبل تیار کیے گئے ہیں۔ اس کا مقصد ایلومینیم کاسٹبلز کی سنکنرن مزاحمت اور اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے ساتھ ساتھ اس کی پارگمیتا مزاحمت اور تھرمل شاک استحکام کو بہتر بنانا ہے۔ اس کا بیچنگ پوائنٹ MgO-Al2O3 بائنری فیز ڈایاگرام کے ایلومینیم سائیڈ پر آتا ہے۔
کاسٹ ایبل Al2O3 کا بنیادی جزو MgO کے ساتھ اعلی درجہ حرارت پر ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل کے لیے رد عمل ظاہر کرتا ہے، اس کے ساتھ حجم میں تقریباً 7 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ اس توسیعی تناؤ کی وجہ سے پھیلنے والے نقصان کو دبانے کے لیے، دو مختلف خام مال، فیوزڈ میگنیشیا اور میگنیشیا-ایلومینا اسپنل کے اثرات، مواد کی سلیگ مزاحمت پر تجرباتی طور پر مطالعہ کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جب میگنیشیا کی ایک خاص مقدار کو شامل کیا جاتا ہے تو، کاسٹ ایبل کو تھوڑی مقدار میں مائع مرحلے میں چکنا کیا جاتا ہے، خاص طور پر جب اسے استعمال کیا جاتا ہے، یہ پگھلے ہوئے اسٹیل کے ہائیڈرو سٹیٹک دباؤ کا نشانہ بنتا ہے، رد عمل سنٹرنگ ایڈوانس ہوتا ہے، اور ریڑھ کی ہڈی کی توسیع کے ڈھیلے جسم کو زیادہ کثافت کے لئے فروغ دیا جاتا ہے۔ میگنیشیا کاسٹ ایبل کو اب بھی اعلی درجہ حرارت پر مائکرو توسیع دکھا سکتا ہے، سالمیت کو برقرار رکھتا ہے، اور سنکنرن کے نقصان کو کم کرنے کے لئے بھی فائدہ مند ہے۔ تاہم، میگنیشیا کے نازک ذرات کا سائز جتنا موٹا ہوگا، یا 4C سے زیادہ کا اضافہ ہوگا، اتنا ہی بڑا پھیلاؤ، ساخت کا بگاڑ، سلیگ کے دخول کا گہرا ہونا، اور سنکنرن کے نقصان کا رجحان بڑھ جائے گا۔
فیوزڈ میگنیشیا کو تبدیل کرنے کے لیے پری سنتھیٹک اسپنل کا تعارف، تحقیق کا خیال ہے کہ اسپنل کا مواد جتنا زیادہ نظریاتی ہوگا، کاسٹبل کی سنکنرن مزاحمت اتنی ہی بہتر ہوگی، اور جب اسپنل کا مواد 10 فیصد سے 30 فیصد ہو تو سلیگ کی رسائی کی گہرائی سب سے چھوٹی ہوتی ہے۔ اور ریڑھ کی ہڈی کا مواد 10 فیصد سے 30 فیصد ہے۔ جب مواد 50 فیصد سے تجاوز کر جاتا ہے، تو یہ اسپنل مواد میں اضافے کے ساتھ اوپر کی طرف رجحان دکھاتا ہے۔ باریک پاؤڈر کی یکساں تقسیم کے ساتھ اسپنل پارٹیکل کا سائز سلیگ انفلٹریشن کی وجہ سے ساختی اسپلنگ کو روکنے کے لیے سب سے زیادہ موثر ہے۔ تحقیق سے پتا چلا ہے کہ ریڑھ کی ہڈی کا جزو خود اسپنل کلینکر کی سلیگ مزاحمت اور کورنڈم کے ساتھ ملا ہوا کاسٹبل میں فیصلہ کن کردار ادا کرتا ہے، اور اسپنل میں MgO 3 فیصد سے 5 فیصد تک مثالی ہے۔ سلکا مائکرو پاؤڈر ریڑھ کی ہڈی کی توسیع کے دباؤ کی تشکیل کو روکنے میں بھی موثر ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کم درجہ حرارت پر، سلکان مائکرو پاؤڈر اور ایم جی او پاؤڈر MSH مادہ بناتے ہیں، جو پیریکلیز ہائیڈریشن کو روک سکتے ہیں، کاسٹبلز کی روانی کو بہتر بنا سکتے ہیں، اور کاسٹبلز کی کثافت کو بڑھا سکتے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت کے پھیلاؤ کے تناؤ کو جذب کریں، تاہم، سلکان مائکرو پاؤڈر کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے، اعلی درجہ حرارت پر مائع مرحلے کی تشکیل بڑھ جاتی ہے، اور اعلی درجہ حرارت کی کریپ مزاحمت کم ہوتی ہے۔ جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، مواد پگھلے ہوئے سٹیل کے دباؤ میں زیادہ سنٹرنگ اور کریکنگ کا شکار ہے۔ بڑھتا ہے، دراڑیں چوڑی ہوتی ہیں، اور پھیلنا گہرا ہوتا ہے۔ عام طور پر سیمنٹ اور سلکا فیوم کمپوزٹ بائنڈر استعمال کیا جاتا ہے۔
ہائی ایلومینا سیمنٹ ہائیڈریٹ کی مناسب مقدار کو انتہائی فعال مادوں کی CA سیریز بنانے کے لیے پانی کی کمی کی جاتی ہے، جو تقریباً 1000 ڈگری تک شامل Al2O3 پاؤڈر کے ساتھ کیمیائی طور پر رد عمل ظاہر کرنے میں آسان ہیں۔
آخر میں، Al-spinel castables اور Al-Mg castables دونوں میں اچھی مائیکرو اسٹرکچر یکسانیت، اعلی درجہ حرارت کی کریپ مزاحمت، تھرمل شاک استحکام، اور سلیگ کے کٹاؤ اور دخول کے خلاف مزاحمت ہے۔ دونوں کے درمیان بنیادی فرق یہ ہے کہ سابق میں پہلے سے ترکیب شدہ اسپنل متعارف کرایا گیا ہے، جس کی طاقت مختلف درجہ حرارت پر فائر کرنے کے بعد کم ہوتی ہے، اعلی درجہ حرارت کی لچکدار طاقت، اچھی حجم کا استحکام، اور چھوٹی لکیری تبدیلی کی شرح؛ مؤخر الذکر اعلی درجہ حرارت پر استعمال ہونے پر ریڑھ کی ہڈی کی شکل میں رد عمل ظاہر کرتا ہے، اور مختلف اس میں اعلی درجہ حرارت پر جلنے کے بعد اعلی طاقت، اعلی درجہ حرارت پر مضبوط کریپ مزاحمت، کمپیکٹینس اور بڑی لکیری تبدیلی کی شرح ہوتی ہے۔
3.2 اعلی پاکیزگی والے ایلومینیم میگنیشیم کاسٹبلز کا نقصان
ایلومینیم اسپنل کاسٹ ایبل اور ایلومینیم میگنیشیم کاسٹ ایبل بنیادی طور پر اعلی درجہ حرارت پر ایک ہی نظام ہیں، اور کرسٹل لائن کے اہم مراحل کورنڈم اور ایلومینیم سے بھرپور اسپنل ہیں۔ کاسٹبلز کی سلیگ مزاحمت کو متاثر کرنے والے عوامل بہت پیچیدہ ہوتے ہیں، جیسے کہ اسٹیل کا درجہ، سلیگ کی ساخت، سمیلٹنگ کے حالات، وغیرہ، لیکن وہ بنیادی طور پر معدنی ساخت اور کاسٹبل کی مائیکرو اسٹرکچر کے ذریعے کنٹرول ہوتے ہیں۔ ایلومینیم سے بھرپور اسپنل کیپچر سلیگ کے FeO اور MnO پہلے کیٹیشن ہولز پر قبضہ کرتے ہیں، اور Mg0.70Mn کی مخصوص ساخت کے ساتھ ایک جامع اسپنل ٹھوس محلول بنانے کے لیے MgO کے کچھ حصے کو تبدیل کرتے ہیں۔ 0.08Fe0.21Al2۔{11}}O4۔ الیکٹران پروب کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ ایک ہی خطے میں باریک ذرات کی ریڑھ کی ہڈی میں Fe اور Mn کی ٹھوس حل پذیری تقریباً یکساں ہے، جب کہ بڑے اسپائنل ذرات کے کنارے میں Fe اور Mn عناصر کا مواد اس سے کہیں زیادہ ہے۔ ذرات کے اندر. تجزیہ یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ ریڑھ کی ہڈی کی جالی مستقل طور پر کام کرنے والے چہرے کی طرف سے اندر کی طرف آہستہ آہستہ کم ہوتی جاتی ہے، جو ہر تہہ میں Fe2O3 مواد کی تبدیلی کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے۔ طاقت اصل پرت کی ریڑھ کی ہڈی کے قریب ہے۔
کورنڈم سلیگ میں CaO کو جذب کرتا ہے تاکہ کیلشیم ایلومینیٹ معدنیات بناتا ہے اور مضبوط ہوتا ہے۔ آپٹیکل خوردبین کے مشاہدے سے پتہ چلتا ہے کہ نمونے کی پارگمی پرت میں کورنڈم کے ذرات کے کنارے پر ایک پلیٹ نما کیلشیم ایلومینیٹ رد عمل کا دائرہ ہے، اور میٹرکس میں سوئی نما CA6 معدنیات کی ایک بڑی تعداد موجود ہے۔ SiO2 CA6 کو فروغ دیتا ہے جب کرسٹل بڑھتا ہے، تو سوراخ باریک ہو جاتے ہیں، جس سے ایک گھنی رکاوٹ کی تہہ بنتی ہے، اور بقایا سلیگ SiO2 سے بھرپور ہوتا ہے اور چپچپا اور گھسنا مشکل ہو جاتا ہے۔
ایلومینیم-اسپنل کاسٹ ایبل سے مختلف، اگرچہ ایلومینیم-میگنیشیم کاسٹ ایبل اعلی درجہ حرارت پر زیادہ مائع مراحل بناتا ہے، لیکن MgO اور Al2O3 کے رد عمل سے نئے بننے والے اسپنل میں باریک دانے، بہت سے نقائص اور چھوٹے جالی کے مستقل ہوتے ہیں۔ اسپنل کو زیادہ باریک تقسیم کیا جاتا ہے، جو اسپنل میں Al2O3 کے ٹھوس محلول کو فروغ دیتا ہے، جس سے جالیوں کے نقائص کے زیادہ ارتکاز کے ساتھ ایلومینیم سے بھرپور اسپنل بنتا ہے، اور کاسٹ ایبل بھی گھنا ہوتا ہے۔ لہذا، سلیگ مزاحمت، خاص طور پر سلیگ دخول کی صلاحیت کے خلاف مزاحمت بہتر ہے. خوردبینی مشاہدے سے پتہ چلتا ہے کہ نمونے کی بدلی ہوئی پرت میں جامع ریڑھ کی ہڈی کے دانے مکمل طور پر تیار ہوتے ہیں اور یوہیڈرل ہوتے ہیں، ان کا سائز تقریباً 15-40 ملی میٹر ہوتا ہے، اور کچھ 120 ملی میٹر تک ہوتے ہیں۔ ریڑھ کی ہڈی میں FeO اور MnO کی ٹھوس حل پذیری بہت بڑھ گئی ہے۔ کمپوزیشن Mg0.68Mn0.17Fe0.47Al1.79O4۔

آخر میں

(1) اسپنل، میگنیشیا، سیلیکا مائیکرو پاؤڈر اور سیمنٹ کی مکسنگ مقدار کا معقول انتخاب، اور مثالی مائیکرو اسٹرکچر کا کنٹرول مستحکم کارکردگی کے ساتھ اعلیٰ پاکیزہ ایلومینیم-میگنیشیم کاسٹبل حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے۔
(2) اگرچہ ترقی یافتہ ہائی پیوریٹی Al-Mg کاسٹبلز مختلف خصوصیات کے حامل ہیں، لیکن ان سب میں اچھی مائیکرو اسٹرکچر یکسانیت، اعلی درجہ حرارت کی کریپ مزاحمت، تھرمل شاک استحکام، اور سلیگ کٹاؤ اور دخول مزاحمت ہے۔
(3) اعلی پیوریٹی ایلومینیم میگنیشیم کاسٹبلز کا اینٹی سلیگ میکانزم: اسپنل FeO اور MnO کو سلیگ میں پکڑتا ہے تاکہ اس کے کیٹیشن ہولز پر قبضہ کر لے، MgO کی جگہ کمپوزٹ اسپنل بناتا ہے، کورنڈم CaO کو جذب کرتا ہے تاکہ CA2، CA6، SiO6 کو فروغ دے سکے۔ دانے بڑھ کر ایک گھنی رکاوٹ کی تہہ بناتے ہیں، اور بقایا سلیگ SiO2 سے بھرپور ہوتا ہے اور گاڑھا ہوتا ہے، اس طرح سلیگ کے دخول اور کٹاؤ کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتا ہے۔ MgO اور Al2O3 کے رد عمل کی وجہ سے، ایلومینیم-میگنیشیم کاسٹبل میں نئے بننے والے اسپنل میں باریک دانے اور بہت سے نقائص ہوتے ہیں۔ ایلومینیم اسپائنل، لہذا، اس کی سلیگ مزاحمت ایلومینیم اسپنل کاسٹبلز سے زیادہ مضبوط ہے۔