I. کم سیمنٹ کاسٹبلز کی تیاری کے اصول
کی تیاریکم سیمنٹ ریفریکٹری castables"سیمنٹ کے مواد کو کم کرنا، مائیکرو اسٹرکچر کو بہتر بنانا، اور اعلی-درجہ حرارت کی کارکردگی کو بہتر بنانا" کو بنیادی اہداف کے طور پر لینا چاہیے، اور اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ اس میں کام کرنے کی اہلیت اور سروس میں استحکام دونوں موجود ہیں، درج ذیل چار اصولوں پر سختی سے عمل کریں:
1. پارٹیکل گریڈنگ کی اصلاح کا اصول
ذرات کی درجہ بندی بلک کثافت، پوروسیٹی اور کاسٹبلز کی طاقت کا تعین کرنے کی بنیاد ہے۔ اسے "قریبی ترین پیکنگ تھیوری" کی پیروی کرنی چاہیے اور عام طور پر تین-سطح یا چار-سطح کے گریڈنگ ڈیزائن کو اپنانا چاہیے:
1) موٹے مجموعی (5-15 ملی میٹر): 30%-45% کے حساب سے، بنیادی طور پر کنکال کی مدد کا کردار ادا کرتا ہے، اور اچھے کیمیائی استحکام اور کم تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ساتھ خام مال (جیسے ہائی ایلومینا باکسائٹ، کورنڈم) کا انتخاب کرنا چاہیے تاکہ درجہ حرارت میں کریکنگ کی وجہ سے ساختی تبدیلیوں سے بچا جا سکے۔
2) میڈیم ایگریگیٹ (1-5 ملی میٹر): 20%-30% ہے، موٹے مجموعوں کے درمیان خلا کو پُر کرتا ہے، مواد کی روانی کو بہتر کرتا ہے، اور انٹرفیس کے رد عمل کو کم کرنے کے لیے موٹے مجموعوں کی ساخت سے مماثل ہونا ضروری ہے۔
3) باریک پاؤڈر (0.074-1 ملی میٹر): 15%-25% کے حساب سے، مجموعوں کے درمیان خلا کو مزید پُر کرنے اور کثافت کو بہتر بناتا ہے۔ باریک پاؤڈر کے ذرہ سائز کو مناسب حد کے اندر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ بہت زیادہ موٹا پاؤڈر آسانی سے ڈھیلے اسٹیکنگ کا باعث بنے گا، جبکہ بہت باریک پاؤڈر پانی کی طلب میں اضافہ کرے گا۔
4) مائیکرو پاؤڈر (<0.074mm): accounts for 5%-15%, including mineral micro powder (such as silica fume, alumina micro powder) and cement clinker micro powder. It is the key to achieving "low cement". Through the ball effect of micro powder and the reaction with volcanic ash, the cement dosage is reduced and the strength is improved.
2. سیمنٹ کی خوراک کے عین مطابق کنٹرول کا اصول
کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز کی سیمنٹ کی خوراک (بنیادی طور پر ایلومینیٹ سیمنٹ) عام طور پر 8٪ (بڑے پیمانے پر حصہ) سے کم یا اس کے برابر ہوتی ہے۔ "خوراک کو کم کرنے" اور "تعمیر اور ابتدائی طاقت کو یقینی بنانے" کے درمیان توازن قائم کرنا ضروری ہے:
(1) کم از کم مؤثر خوراک: کاسٹ ایبل کے مقصد کے مطابق سیمنٹ کی خوراک کا تعین کریں (مثال کے طور پر . 5%-7% اعلی-درجہ حرارت کے بھٹے کے استر کے لیے، 7%-کم-درجہ حرارت کی پائپ لائنوں کے لیے 8%)، ضرورت سے زیادہ خوراک سے پرہیز کریں جس کے نتیجے میں کم ہو جائے گا- CA6, C12A7) اعلی درجہ حرارت پر، جو ریفریکٹورینس کو کم کرے گا؛
(2) مائیکرو پاؤڈر کے ساتھ ہم آہنگی: سیلیکا فیوم اور ایلومینا مائیکرو پاؤڈر کے پوزولنک رد عمل کے ذریعے، وہ سیمنٹ ہائیڈریشن مصنوعات (مثلاً CAH10، C2AH8) کے ساتھ مل کر مستحکم C-A-S-H جیل یا کالم CA6 کرسٹل کی طاقت میں کمی کا باعث بنتے ہیں۔
3. پانی کی طلب اور روانی کے درمیان توازن کا اصول
پانی کی طلب کاسٹبلز کی کثافت، پوروسیٹی اور کام کی اہلیت کو براہ راست متاثر کرتی ہے اور اسے سب سے کم معقول حد کے اندر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے (عام طور پر 5%-8%):
(1) پانی کی طلب کو کم کریں: اعلی کارکردگی والے پانی کو کم کرنے والے (جیسے پولی کاربو آکسیلک ایسڈز اور نیفتھلین سیریز) کو شامل کرنے سے، ذرات کے درمیان کشش کم ہو جاتی ہے، پانی کی کم مقدار پر زیادہ روانی حاصل کی جاتی ہے، اور ضرورت سے زیادہ پانی کے بخارات بننے کے بعد چھیدوں کے ذریعے بننے سے گریز کیا جاتا ہے۔
(2) روانی موافقت: تعمیراتی طریقہ (جیسے پمپنگ اور کمپن) کے مطابق روانی کو ایڈجسٹ کریں۔ پمپ شدہ مواد کی توسیع 250 ملی میٹر سے زیادہ یا اس کے برابر ہونے کی ضرورت ہے، اور وائبریٹڈ مواد کی توسیع 200 ملی میٹر سے زیادہ یا اس کے برابر ہونی چاہیے۔ ایک ہی وقت میں، ضرورت سے زیادہ بہاؤ سے بچیں جو مجموعی استحکام کا سبب بنتا ہے.
4. حجم کے استحکام کے کنٹرول کے اصول
کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز حرارت کے دوران حجم میں تبدیلی کا شکار ہوتے ہیں جس کی وجہ فیز میں تبدیلی اور ہائیڈریشن پروڈکٹس کے گلنے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اس کے لیے خام مال کے انتخاب اور اضافی کنٹرول کی ضرورت ہے:
(1) خام مال کی توسیع کا معاوضہ: سیمنٹ ہائیڈریشن مصنوعات کے گلنے سے پیدا ہونے والے سکڑنے کو پورا کرنے کے لیے مناسب مقدار میں توسیعی ایجنٹ (جیسے کیانائٹ اور سلیمانائٹ، جو کہ اعلی درجہ حرارت پر ملائیٹ میں تبدیل ہوتے ہیں اور 10%-15% تک پھیلتے ہیں) شامل کریں 10%)
(2) مائیکرو سٹرکچر آپٹیمائزیشن: مائیکرو پاؤڈر فلنگ اور کرسٹل ڈائریکشنل گروتھ (جیسے CA6 کالمر کرسٹل انٹر ویونگ) کے ذریعے ہیٹنگ کے دوران ڈھیلا ڈھانچہ کم ہو جاتا ہے اور حجم کا استحکام بہتر ہوتا ہے۔ عام طور پر یہ ضروری ہوتا ہے کہ 1100 ڈگری پر فائرنگ کے بعد لکیری تبدیلی کی شرح کو ±0.5% کے اندر کنٹرول کیا جائے۔
2. کم سیمنٹ کاسٹبلز کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم خام مال
کم-سیمنٹ کاسٹبلز (ریفریکٹری، طاقت، تھرمل جھٹکا استحکام، اور سنکنرن مزاحمت) کی کارکردگی کا تعین خام مال کی کیمیائی ساخت، معدنی ساخت، اور ذرہ سائز کی تقسیم سے کیا جاتا ہے۔ بنیادی خام مال کو پانچ اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:
1. ریفریکٹری ایگریگیٹ: کاسٹ ایبل کی ریفریکٹری فاؤنڈیشن اور کنکال کی طاقت کا تعین کرتا ہے۔
ریفریکٹری ایگریگیٹ 60%-75% ہے اور یہ کاسٹ ایبل کا "کنکال" ہے۔ اس کی کارکردگی براہ راست کاسٹ ایبل کی ریفریکٹورینس اور اعلی درجہ حرارت برداشت کرنے کی صلاحیت کا تعین کرتی ہے:
(1) ہائی-ایلومینا ایگریگیٹ (Al₂O₃ 70% سے زیادہ یا اس کے برابر) کمپوزیشن اور کارکردگی: اہم اجزاء کورنڈم اور ملائیٹ ہیں، ریفریکٹورینس 1770 ڈگری سے زیادہ یا اس کے برابر، کمرے کے درجہ حرارت پر کمپریسی طاقت (100MPa سے زیادہ یا اس کے برابر) درجہ حرارت 100MPa پر زبردست طاقت 50MPa کے برابر؛ قابل اطلاق منظرنامے: درمیانے اور اعلی درجہ حرارت کے بھٹوں کی لائننگز (جیسے سیمنٹ روٹری بھٹہ فائر زون، میٹالرجیکل ہیٹنگ فرنس)، کم پگھلنے والے پوائنٹ کے مراحل کی تشکیل کو روکنے کے لیے ضرورت سے زیادہ نجاست (جیسے Fe₂O₃, TiO₂) سے بچنا ضروری ہے );
(2) کورنڈم ایگریگیٹ (Al₂O₃ 90% سے زیادہ یا اس کے برابر): ساخت اور کارکردگی: بنیادی طور پر -کورنڈم، گھنے ڈھانچہ، 1850 ڈگری سے زیادہ یا اس کے برابر، سنکنرن مزاحمت (جیسے پگھلے ہوئے اسٹیل کے خلاف مزاحمت اور زیادہ ہے{4}) مجموعی قابل اطلاق منظرنامے: انتہائی-زیادہ درجہ حرارت کا ماحول (جیسے اسٹیل بلاسٹ فرنس اور غیر-فیرس میٹل سملٹنگ فرنس)، یہ ضروری ہے کہ ذرات کے مجموعی سائز کی تقسیم کو کنٹرول کیا جائے تاکہ ضرورت سے زیادہ موٹے ایگریگیٹ سے تھرمل صدمے میں کمی واقع ہو۔
2. ریفریکٹری مائکرو پاؤڈر: "کم سیمنٹ" اور کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے بنیادی مائکرو پاؤڈر
بہتری 5%-15% ہے، جو کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز کو عام کاسٹبلز سے ممتاز کرنے کی کلید ہے۔ اس میں بنیادی طور پر شامل ہیں:
(1) Alumina micropowder (Al₂O₃≥99%, D50=1-5μm): Mechanism of action: reacts with cement hydration products to form CA6 crystals, improving high-temperature strength; fills the gaps between aggregates and reduces porosity (can reduce apparent porosity from 18% to below 12%); Performance impact: Increasing the amount of micropowder can improve refractoriness, but excessive amount (>15%) پانی کی طلب میں اضافہ کرے گا اور پانی کو کم کرنے والے کے ساتھ استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔
(2) سیلیکا فیوم (SiO₂ 90% سے زیادہ یا اس کے برابر، D{{2}μm): عمل کا طریقہ کار: اس میں پوزولنک سرگرمی زیادہ ہوتی ہے اور سیمنٹ ہائیڈریشن سے پیدا ہونے والے Ca(OH)₂ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ C-S-H جیل بنتا ہے، جو جلد کی طاقت کو بہتر بناتا ہے۔ اس کے کروی ذرات مواد میں اندرونی رگڑ کو کم کر سکتے ہیں اور روانی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ احتیاطی تدابیر: استعمال شدہ سلکا فیوم کی مقدار کو کنٹرول کیا جانا چاہیے (عام طور پر 3%-8%)۔ ضرورت سے زیادہ استعمال کی وجہ سے کاسٹ ایبل کم-پگھلنے-پوائنٹ گلاس (جیسے CaO-SiO₂-Al₂O₃ گلاس، پگھلنے کا نقطہ) کی ایک بڑی مقدار بنائے گا۔<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. بائنڈر: قابل عمل اور طاقت کی ترقی کو یقینی بنانے کی کلید۔
کم-سیمنٹ کاسٹبلز کا بائنڈر بنیادی طور پر ایلومینیٹ سیمنٹ ہے، جو باریک پاؤڈر کی کیمیائی بندھن کے ذریعے پورا کیا جاتا ہے۔ اس کی کارکردگی کاسٹبل کی ترتیب کے وقت اور طاقت کو متاثر کرتی ہے:
(1) ایلومینیٹ سیمنٹ (CA-50, CA-70): ساخت اور خصوصیات: CA-50 میں 50%-60% CA (monocalcium aluminate) ہوتا ہے، سیٹنگ کا ایک اعتدال پسند وقت ہوتا ہے (ابتدائی سیٹنگ 45 منٹ سے زیادہ یا اس کے برابر، فائنل سیٹنگ 10h سے کم یا اس کے برابر)، اور زیادہ ابتدائی سیٹنگ 10h سے کم یا اس کے برابر) CA-70 میں 70% CA سے زیادہ یا اس کے برابر ہوتا ہے، ابتدائی طاقت زیادہ ہوتی ہے، لیکن تیزی سے سیٹ ہوتی ہے اور اسے ریٹارڈر کے ساتھ استعمال کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کارکردگی کا اثر: سیمنٹ میں CaO مواد ریفریکٹورینس کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ CaO میں ہر 1% اضافے پر، ریفریکٹورینس تقریباً 15-20 ڈگری تک کم ہو جاتا ہے۔ لہذا، کم CaO مواد کے ساتھ سیمنٹ کا انتخاب کیا جانا چاہیے (CA-70 CaO 22% سے کم یا اس کے برابر)۔
(2) ریٹارڈرز/ایکسیلیٹر سیٹ کرنا: ریٹارڈرز کو سیٹ کرنا (جیسے سائٹرک ایسڈ اور ٹارٹرک ایسڈ، 0.05%-0.2% پر شامل کیا گیا) سیٹنگ کا وقت بڑھاتا ہے اور یہ طویل-فاصلے کی نقل و حمل یا بڑے-حجم کے لیے موزوں ہے۔ ترتیب دینے والے ایکسلریٹر (جیسے Li₂CO₃ اور CaCl₂، جو 0.01%-0.05% پر شامل کیے گئے ہیں) سیٹنگ کے وقت کو کم کرتے ہیں اور کم درجہ حرارت والے تعمیراتی ماحول (جیسے موسم سرما کی تعمیر) کے لیے موزوں ہیں۔ تاہم، ضرورت سے زیادہ استعمال سے گریز کرنا چاہیے، کیونکہ اس سے طاقت کم ہو سکتی ہے۔
4. پانی کم کرنے والا: پانی کی طلب اور روانی کو متوازن کرنے کے لیے بنیادی اضافی
واٹر ریڈوسر کم سیمنٹ ریفریکٹری کاسٹبلز میں "کم پانی اور زیادہ بہاؤ" کے حصول کی کلید ہے۔ اضافی رقم عام طور پر 0.1%-0.5% ہے:
(1) پولی کاربو آکسیلک ایسڈ واٹر ریڈوسر: فوائد: پانی میں کمی کی اعلی شرح (30%-40% تک)، اچھی سلمپ برقرار رکھنے (1 گھنٹے کے اندر توسیع کا نقصان 20mm سے کم یا اس کے برابر)، ایلومینیٹ سیمنٹ کے ساتھ اچھی مطابقت، اور ضرورت سے زیادہ ریٹارڈنگ کا سبب نہیں بنے گی۔ کارکردگی کا اثر: یہ پانی کی طلب کو 2-3 فیصد پوائنٹس تک کم کر سکتا ہے، 1100 ڈگری پر فائر کرنے کے بعد کاسٹ ایبل کی کمپریشن طاقت میں 15%-20% اضافہ کر سکتا ہے، اور ظاہری پورسٹی کو 3-5 فیصد پوائنٹس تک کم کر سکتا ہے۔
(2) Naphthalene water reducer: Features: Medium water reduction rate (20%-25%), low price, suitable for scenes with low fluidity requirements; Note: The dosage needs to be controlled. Excessive dosage (>0.5%) کاسٹ ایبل کو ختم کرنے یا طاقت کھونے کا سبب بنے گا۔
5. فنکشنل additives: حجم کے استحکام اور خصوصی خصوصیات کو منظم کرنا
(1) توسیعی ایجنٹ (کیانائٹ، سلیمانائٹ): فنکشن: اعلی درجہ حرارت (1100-1400 ڈگری) پر، یہ ملائیٹ میں بدل جاتا ہے، 10%-15% تک پھیلتا ہے، کاسٹبل کے سکڑنے کو پورا کرتا ہے اور کریکنگ سے بچتا ہے۔ خوراک: عام طور پر 3%-5%، ضرورت سے زیادہ خوراک حجم میں بہت زیادہ توسیع کا باعث بنے گی اور اندرونی تناؤ پیدا کرے گی۔
(2) اینٹی-دھماکا کرنے والا ایجنٹ (دھاتی ایلومینیم پاؤڈر، اضافی رقم 0.1%-0.3%): - فنکشن: حرارتی عمل کے دوران (200-600 ڈگری)، یہ آہستہ آہستہ Al₂O₃ پیدا کرنے کے لیے آکسائڈائز کرتا ہے، تھوڑی مقدار میں گیس خارج کرتا ہے، کم از کم پانی کو خارج کرنے کے قابل بناتا ہے، پانی کے اندر سے خارج ہونے والے پانی کو دوبارہ خارج کرتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر پانی کے تیز بخارات کی وجہ سے پھٹنا؛
(3) تھرمل شاک سٹیبلائزر (سلیکون کاربائیڈ، سلکان نائٹرائڈ، اضافی رقم 5%-10%): فنکشن: سلکان کاربائیڈ کی کم توسیعی خصوصیات کا استعمال کریں (تھرمل ایکسپینشن گتانک 4.5×10⁻⁶/ڈگری) اور سلیکون نائٹرائیڈ کوائف نامہ 3.2×10⁻⁶/ڈگری ) کاسٹ ایبل کے تھرمل تناؤ کو کم کرنے اور تھرمل جھٹکوں کے استحکام کو بہتر بنانے کے لیے (عام طور پر واٹر کولڈ تھرمل جھٹکوں کی تعداد کو 10 گنا سے بڑھا کر 20 گنا سے زیادہ کیا جا سکتا ہے)۔
