صنعتی بھٹوں کی توانائی کی بچت ہمیشہ سے ایک اہم مسئلہ رہا ہے جسے توانائی کے بڑے صارفین جیسے دھات کاری، مشینری اور کیمیائی صنعتوں کو فوری طور پر حل کرنے کی ضرورت ہے۔ کم بلک کثافت اور کم تھرمل چالکتا کے ساتھ ہلکے وزن میں حرارت کو موصل کرنے والے مواد کا استعمال فرنس لائننگ کے طور پر اس کے موثر حل میں سے ایک ہے۔ اس کی کم تھرمل چالکتا، کم حرارت کی صلاحیت، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، اچھی تھرمل جھٹکا مزاحمت، اعلی جہتی درستگی، اور یکساں ساخت کی وجہ سے، ملائیٹ ہیٹ انسولیٹنگ ریفریکٹری اینٹ مختلف شعبوں جیسے دھات کاری، پیٹرو کیمیکل، تعمیراتی مواد، سیرامکس، وغیرہ کے لیے موزوں ہیں۔ اور مشینری. اس قسم کی صنعتی بھٹی گرم سطح کی استر اور پشت پناہی، کیونکہ یہ شعلے کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہوسکتی ہے، ایک انتہائی بہترین حرارت کی موصلیت کا ریفریکٹری مواد ہے۔
ملائیٹ ہیٹ انسولیشن ریفریکٹری اینٹیں مواد کے اندر سوراخ بنا کر ہلکے وزن اور حرارت کی موصلیت کا اثر حاصل کرتی ہیں۔ لہذا، تیاری کا اصول مواد میں سوراخوں کو متعارف کرانا ہے، بنیادی طور پر جلانے کا طریقہ، جھاگ کا طریقہ، اور کیمیائی طریقہ۔ عام طریقے جیسے کہ رد عمل کا طریقہ، غیر محفوظ مواد کا طریقہ، جیل انجیکشن مولڈنگ کا طریقہ، منجمد خشک کرنے کا طریقہ، اور حالت میں سڑنے کا طریقہ۔ ان میں، مولڈنگ کے مختلف طریقوں کی وجہ سے برن آؤٹ طریقہ کو اخراج کے طریقہ کار اور مشین دبانے کے طریقہ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مختلف تیاری کے عمل ملائیٹ اینٹوں کی کارکردگی پر ایک اہم اثر ڈالتے ہیں۔ ملائیٹ اینٹوں پر مختلف عمل کے اثر و رسوخ کو دریافت کرنے کے لیے، ملائیٹ اینٹوں کو تین طریقوں سے تیار کرنے کے لیے تجربات کیے گئے: مشین دبانے کا طریقہ، اخراج کا طریقہ اور فوم کا طریقہ۔ اور اس کی کارکردگی کا موازنہ کیا۔
تجربہ
1.1 خام مال
The main raw materials for the experiment are as follows: clay, calcined alumina ((ω(Al₂0₃)≥99, D0.5 is 0.043-0.1mm), calcined mullite powder ω(Al₂0₃)≥65, D0.5 is 0.1-0.5mm), Tabular corundum, (ω(Al₂0₃)>199.4، D0.5 ہے 0۔{5}}.2mm)، کیانائٹ اور سلیمانائٹ۔ تجربے میں استعمال ہونے والا فومنگ ایجنٹ سوڈیم ڈوڈیسائل سلفونیٹ تھا۔ برن آؤٹ مواد استعمال کیا گیا چورا اور پولی پروپیلین گیندیں. بائنڈنگ ایجنٹ پولی وینیل الکحل (PVA) ہے۔
1.2 تیاری
فوم کا طریقہ: تجرباتی خام مال کو جدول میں تناسب کے مطابق 4 گھنٹے کے لیے پہلے سے ملایا جاتا ہے۔ پاؤڈر کو یکساں اور مستحکم سلوری میں مکس کرنے کے لیے 30~35wt فیصد پانی شامل کریں۔ پھر فومنگ ایجنٹ میں پانی شامل کریں اور ایک مستحکم فوم حاصل کرنے کے لیے تیز رفتاری سے ہلائیں: آخر میں گارا اور فوم کو یکساں طور پر مکس کریں۔ اسے 40mmx40mmx160mm مولڈ میں انجیکشن کریں۔ اور اسے ہلکا سا ہلائیں۔ بڑے بلبلوں کو ہٹانے کے بعد، اسے کمرے کے درجہ حرارت پر قدرتی طور پر 8-12 گھنٹے تک خشک ہونے کے لیے رکھیں۔ ڈیمولڈ، اور 1100 ڈگری پر 24 گھنٹے تک بیک کریں۔ 1550 فیصد پر فائر کرنے اور اسے 3 گھنٹے تک گرم رکھنے کے بعد، ملائیٹ ہیٹ انسولیٹنگ ریفریکٹری اینٹ حاصل کی جاتی ہے۔
دبانے کا طریقہ: تجرباتی خام مال کو جدول 1 میں 2# کے تناسب کے مطابق 4 گھنٹے کے لیے پہلے سے ملایا گیا، پھر پولی وینیل الکحل کو پتلا کر کے یکساں طور پر ملا ہوا پاؤڈر میں شامل کر دیا گیا۔ 10-15 منٹ تک ہلایا، اور 5MPa کے دباؤ پر 114mm × 65mm × 230mm بلٹ میں نکال دیا گیا، اینٹوں کو 110 ڈگری پر 24 گھنٹے تک پکایا جاتا ہے۔ انہیں 1550 ڈگری پر فائر کیا جاتا ہے اور ملائیٹ ہیٹ انسولیٹنگ ریفریکٹری اینٹوں کو حاصل کرنے کے لیے 3 گھنٹے تک رکھا جاتا ہے۔
اخراج کا طریقہ: تجرباتی خام مال کو جدول 1 میں 3# کے تناسب کے مطابق 4 گھنٹے کے لیے پہلے سے ملایا گیا، اور 10-15 wt فیصد پانی شامل کیا گیا اور پھر یکساں طور پر ہلایا گیا۔ مواد کو پھنسانے اور مٹی کو صاف کرنے جیسے عمل کے طریقہ کار کے بعد، 114mm × اخراج کے ذریعہ تیار کیا گیا تھا۔ 65mm×230mm کی اینٹوں کو 1100C پر 24 گھنٹے کے لیے پکایا گیا، پھر 1550 ڈگری پر فائر کیا گیا اور ملائیٹ اینٹوں کو حاصل کرنے کے لیے 3 گھنٹے تک رکھا گیا۔
1.3 خصوصیت
اس بنیاد کے تحت کہ مولڈنگ کے تین طریقوں سے تیار کردہ نمونوں کی بڑی کثافت 10-1.1g/cm3 ہے، نمونوں کے ہر گروپ کی کارکردگی کو متعدد بار جانچا جاتا ہے، اور اوسط قدر لی جاتی ہے۔
(1) جلانے کے بعد نمونے کی لکیری تبدیلی کی شرح کا تعین قومی معیار کے مطابق کیا جاتا ہے GB/T5998-2007:
(2) ریبرننگ لائن کی تبدیلی کی شرح کا تعین قومی معیار (GB/T3997) کے مطابق کیا جائے گا۔{2}}؛
(3) نمونے کی کمپریسیو طاقت کا تعین قومی معیار (GB/T39972-1998) کے مطابق کیا جاتا ہے۔
(4) نمونے کی تھرمل چالکتا میٹالرجیکل انڈسٹری کے معیار (YB/T4130-2005) کے مطابق ہے۔ پیمائش کے لیے فلیٹ تھرمل چالکتا میٹر (PBD-12-4Y) استعمال کریں۔
(5) نمونے کا اعلی درجہ حرارت بوجھ نرم کرنے والا درجہ حرارت قومی معیار (GB/T5989-1998) کے مطابق طے کیا جاتا ہے۔ اس کی پیمائش تفریق بڑھانے کے طریقہ سے کی جاتی ہے۔
نتائج اور مباحثہ
2.1 لائن تبدیلیوں پر مولڈنگ کے طریقہ کار کا اثر و رسوخ
ملائیٹ اینٹوں کے نمونے کو 1550 ڈگری پر 3 گھنٹے تک فائر کرنے کے بعد، فوم کے طریقہ سے تیار کردہ نمونے کی لکیری سکڑنے کی شرح سب سے زیادہ تھی۔ یہ 2.4 فیصد تک پہنچ جاتا ہے؛ اخراج کے طریقہ کار سے تیار کردہ نمونے کی لکیری سکڑنے کی شرح سب سے چھوٹی ہے، صرف 1.3 فیصد۔ مزید 12 گھنٹے کے لیے 1620 ڈگری پر نمونے کو دوبارہ جلانا، فوم طریقہ سے تیار کردہ نمونے میں سب سے چھوٹی ریبرننگ لکیری سکڑنے کی شرح 0.73 فیصد ہے۔ جب کہ اخراج مولڈنگ کے طریقہ کار سے تیار کردہ نمونے میں ریبرننگ لکیری سکڑنے کی شرح سب سے زیادہ ہے، جو 1.56 فیصد تک پہنچ گئی ہے۔
فوم کے طریقے سے تیار کی گئی ملائیٹ اینٹوں میں فائر کرنے کے بعد بڑے لکیری سکڑنے اور دوبارہ فائر کرنے کے بعد کم لکیری سکڑنے کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ اس کی ساخت زیادہ یکساں ہے، اور تاکنا سائز کی تقسیم مائیکرو نینو بقائے باہمی کی دو قطبی تقسیم پیش کرتی ہے، اور سنٹرنگ زیادہ مکمل طور پر ہوتی ہے۔ دوسری طرف، مشین دبانے کے طریقہ سے تیار کردہ ملائیٹ ہیٹ-انسولیٹنگ ریفریکٹری اینٹوں کی لکیری سکڑنے کی شرح اور دوبارہ فائر کرنے والی لکیری سکڑنے کی شرح ان سے چھوٹی ہے جو اخراج کے طریقہ سے تیار کی گئی ہے۔ یہ بنیادی طور پر مولڈنگ کے عمل میں مختلف قوت کی سمتوں کی وجہ سے ہے۔ کی وجہ سے. مشین دبانے کے طریقہ سے تیار کردہ نمونہ فائرنگ کے عمل کے دوران ایک خاص حد تک پھول جائے گا۔
2.2 طاقت پر مولڈنگ کے طریقہ کار کا اثر
جھاگ کے طریقے سے تیار کی گئی ملائیٹ اینٹوں میں اچھی دبانے والی طاقت اور لچکدار طاقت ہوتی ہے۔ دبانے والی طاقت 5.6MPa تک پہنچ جاتی ہے اور لچکدار طاقت 3.2MPa تک پہنچ جاتی ہے۔ جبکہ مشین دبانے کے طریقہ سے تیار کردہ نمونوں میں دبانے والی طاقت اور لچکدار طاقت ہوتی ہے۔ دونوں بہت کم ہیں، سابقہ کا صرف 1/4۔ مؤخر الذکر کی کم طاقت کی بنیادی وجہ پریس مولڈنگ کے عمل کے دوران تاکنا سابقہ کا "لچکدار آفٹر ایفیکٹ" اثر ہے، جس سے مصنوعات میں اندرونی دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔
2.3 بوجھ کے نیچے درجہ حرارت کو نرم کرنے پر مولڈنگ کے طریقہ کار کا اثر
فوم کے طریقہ کار سے تیار کی گئی ملائیٹ اینٹ کا بوجھ نرم کرنے کا درجہ حرارت مشین دبانے کے طریقہ کار یا اخراج کے طریقہ سے 100 ڈگری زیادہ ہے، جبکہ مشین دبانے کے طریقہ کار اور اخراج کے طریقہ کار سے تیار کردہ ملائیٹ اینٹ کا بوجھ نرم کرنے کا درجہ حرارت تقریباً ہے۔ ایسا ہی. موصلیت کے مواد کا بوجھ نرم کرنے والا درجہ حرارت نہ صرف مواد کی کیمیائی اور مرحلے کی ساخت سے متعلق ہے، بلکہ اس کے تاکنا کی ساخت سے بھی الگ نہیں کیا جا سکتا۔ جھاگ کے طریقہ کار سے تیار کردہ ملائیٹ اینٹوں میں، گول چھیدوں کو اس پر یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، جو دباؤ کے ارتکاز کو مؤثر طریقے سے منتشر کر سکتا ہے اور بغیر کسی خرابی کے بیرونی قوتوں کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس کا مائیکرو نینو سطح کا مشترکہ تاکنا ڈھانچہ گرمی کو مؤثر طریقے سے منتشر کر سکتا ہے۔ تناؤ اسے اعلی درجہ حرارت کے حالات میں بہتر حجم کا استحکام بناتا ہے۔
2.4 تھرمل چالکتا پر مولڈنگ کے طریقہ کار کا اثر
اسی بلک کثافت کی صورت میں، فوم کے طریقے سے تیار کی جانے والی ملائیٹ اینٹوں کی تھرمل چالکتا مشین دبانے کے طریقہ یا اخراج کے طریقہ سے چھوٹی ہوتی ہے۔ تھرمل چالکتا کا تعلق پروڈکٹ کی پورسٹی سے گہرا ہے، اور اس میں اضافہ ہوتا ہے۔ گیس-ٹھوس مرحلے کے انٹرفیس میں اضافہ ہوا ہے، اور ٹھوس مرحلے کی حرارت کی ترسیل کے فونون بکھرنے میں اضافہ ہوا ہے، اس طرح ریفریکٹری مواد کی تھرمل چالکتا کو کم کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، تھرمل چالکتا بھی تاکنا قطر سے قریبی تعلق رکھتی ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے حالات میں، گیس کے انووں کی نقل و حرکت تیز ہوتی ہے۔ تصادم کے امکانات میں اضافے کی وجہ سے اوسط مفت راستہ کم ہو گیا ہے۔ جب گیس مالیکیول کی نقل و حرکت کا اوسط آزاد راستہ اس رینج میں مائکرو پورس کے سائز کے قریب یا اس سے بھی زیادہ ہوتا ہے، تو سوراخوں میں محرک حرارت کی منتقلی کمزور ہو جاتی ہے اور مواد کی تھرمل چالکتا کم ہو جاتی ہے۔ . جھاگ کے طریقہ کار سے تیار کردہ ملائیٹ اینٹوں کے چھید مائیکرو نینو پورز ہیں، حرارت کی منتقلی بہت کم ہو گئی ہے، اور گرمی کی موصلیت کا اثر نمایاں طور پر بہتر ہوا ہے۔
آخر میں
تین مختلف مولڈنگ طریقوں سے تیار کردہ ملائیٹ ہلکی موصلیت کی اینٹوں کی کارکردگی کا موازنہ کرکے۔ ہم دیکھ سکتے ہیں کہ جھاگ کے طریقے میں گرمی کی موصلیت کا اچھا اثر، زیادہ بوجھ نرم کرنے والا درجہ حرارت، اچھی طاقت، اور کم ریبرننگ لکیری تبدیلی کی شرح کے فوائد ہیں، اس لیے اس کے واضح فوائد ہیں۔
