بخشی از مقاله
تاثير موادکربني وافزودنيهاي حاوي آهن بر خواص ديرگداز هاي دولومايي
١- مقدمه
از ديرباز، ديرگدازهاي دولومايي بدليل ديرگدازي بالا وهمخواني با سرباره هاي قليايي وافزايش تصفيه قليايي فولاد در فرآيندهاي فولادسازي مورد استفاده قرار گرفته است . پايداري شيميايي وترموديناميکي، امکان توليد فولاد تميزتر(بعلت کنترل بهتر اکسيژن زدايي فولاد وگوگردزدايي با راندمان بهتر)، سازگاري با محيط وپايين بودن قيمت اين محصول ، ازعمده ترين مزاياي ديرگدازهاي دولوميتي محسوب ميشود. اما از طرف ديگر مي توان پايين بودن مقاومت اين ديرگداز در برابر هيدراته شدن ونفوذ شديد سرباره پس از سوخته شدن اتصال کربني وکنده شدن قسمتهايي از آجر که سرباره در آن نفوذ کرده است را از معايب آن دانست . بمنظور مقابله با معايب فوق تغيير در نوع ترکيب شيميايي با هدف مهار آهک آزاد ويا تغيير نوع مواد کربني با هدف ايزوله نمودن بهتر محصول از رطوبت هوا ويا افرايش مقاومت نسبت به نفوذ سرباره ، پيشنهاد گرديده است . افزودنيهاي حاوي آهن از جمله مواد افزودني است که بعلت تشکيل فازهاي زودگذار با هدف افزايش مقاومت نسبت به هيدراتاسيون با ايجاد يک لايه پوششي روي دانه هاي دولوما در بسياري منابع وماخذ پيشنهاد شده و از طرف ديگر با تغيير مواد کربني اتصال دهنده ، ميتوان ذرات دولوما را بهتر ايزوله نموده واز معرض رطوبت هوا براي مدت طولاني تر محفوظ داشت . از جمله اين مواد کربني انواع رزينهاي عاري از ترکيبات قطبي وقيرهاي سنتتيک با نقطه خميري بالا ميباشد که بدليل پرنمودن تخلخل بين دانه ها، مقاومت نسبت به هيدراته شدن را افزايش ميدهند. از ديگر مواد کربني ميتوان به گرافيت اشاره نمود که مقاومت به اکسيد اسيون آن بدليل ساختار کربن بهتر بوده وهمچنين به دليل پايين بودن انرژي سطحي کربن وزاويه تر شوندگي مناسب باعث کاهش سرعت خوردگي ونفوذ سرباره ميگردد و با افزايش مقدار گرافيت در بدنه ديرگداز مقاومت به شوک حرارتي نيز افزايش مييابد. به دليل افزايش مقاومت نسبت به خوردگي وکاهش نفوذ سرباره ، ديرگدازهاي منيزيا- گرافيت و دولوما – گرافيت براي ناحيه سرباره وزير خط سرباره در نظر گرفته ميشوند.
دراين بررسي با توجه به مزاياي برشمرده از ديرگدازهاي دولومايي وهمچنين وفور اين ماده در کشور به نقش هريک از مواد کربني ذکر شده ونيز افزودنيهاي حاوي آهن برخواص ديرگدازهاي دولوما-گرافيتي رزين باند با هدف بهبود مقاومت نسبت به خوردگي پرداخته شده است .
٢- آزمايشات
بمنظور بررسي نقش مواد کربني شامل گرافيت ، رزين ويک نوع قير سنتزي برخواص فيزيکي وبخصوص مقاومت نسبت به خوردگي، يک نوع رزين عاري از ترکيبات قطبي بعنوان ماده چسبنده ويک نوع قير سنتزي با هدف بهبود مقاومت نسبت به نفوذ سرباره ويک نوع گرافيت با خلوص ٩٧%انتخاب ودراين بدنه ها استفاده گرديد. همچنين سه نوع افزودني حاوي آهن نيز مورد استفاده قرار گرفت .
با توجه به اينکه ذرات دولوما با ريزتر شدن تمايل به هيدراته شدن شان افزايش مي يابد درفرمول دانه بندي، جزء ريز دانه بندي دولوما با ١٠%منيزياي با خلوص بالاي ٩٦%جايگزين شد.
دراين راستا با ثابت در نظر گرفتن دانه بندي دولوما و ميزان رزين وقير سنتزي ومنيزياي ريزدانه (ميکرونيزه ) نقش افزايش درصد گرافيت در مقادير ١%، ٣%و ٥%وتاثير آن بر دانسيته بالک ، درصد تخلخل واستحکام مکانيکي سرد بررسي گرديد. ترکيب نمونه هاي مورد استفاده در جدول شماره I نمايش داده شده است .
ماده اوليه دولوماي استفاده شده از معادن زفره وشهرضا وبا محدوده دانه بندي mm٥-٠ ومنيزياي استفاده شده از نوع منيزياي چيني با خلوص %٩٦<MgO وبا دانه بندي mm٠٢-٠ انتخاب گرديد.
نمونه ها با توجه به ترکيبشيميايي ارائه شده درجدول ١ با ابعاد mm١١٤ه mm١١٤, وتحت فشار bar١٥٠ تهيه گرديد ند .نمونه ها در دماي oC٢٢٠ براي نمونه هاي بدون قير سنتري نمونه هاي حاوي قيرسنتري ، تمپر شدند. پس از برش نمونه ها دانسيته بالک ، درصد تخلخل واستحکام مکانيکي سرد اندازه گيري شد. روي بهترين نمونه تست خوردگي در مقايسه با نمونه آجرهاي با اتصال قطران و با اتصال پک صورت پذيرفت .
٣- نتايج وبحث
نتايج آزمايشهاي اندازه گيري دانسيته بالک ، درصد تخلخل واستحکام فشاري سرد سه نمونه A وB و
C در شرايط تمپر در دماي oC٣٠٠ درنمودارهاي I و II ارائه ميگردد:
همانگونه که در منحني هاي شماره ١و٢ ديده ميشود با روند افزايش گرافيت در نمونه ها دانسيته بالک واستحکام فشاري سرد نمونه ها پس از تمپر روبه کاهش داشته ودرصد تخلخل افزايش يافته است . از آنجا که حد مجاز ميزان تخلخل درنمونه ها نبايستي از ميزان %٧ فراتر رود وباتوجه به اينکه با افزايش ميزان گرافيت ميزان مقاومت نسبت به خوردگي افزايش مي يابد، بديهي است که نمونه C که حاوي %٥ گرافيت ميباشد ميتواند مقاومت بهتري در مقابل خوردگي سرباره ويا مذاب نشان دهد. د راين راستا آزمايش خوردگي روي نمونه C در مقايسه با آجر قطران باند وآجر پک باند در دماي oC١٦٠٠<وزير کک صورت گرفت . نتايج آزمايش خوردگي در شکلهاي تا ارائه
ميگردد.
مچنين با هدف بهبود سينترينگ در آجرهاي دولوما-گرافيتي وبررسي نقش هريک از سه نوع افزودني حاوي آهن با کدهاي AX،AY و AZ، از هريک در مقادير ٣، ١ و ٥% به فرمول A اضافه شد و از آنجا که نقش قير سنتزي، پرنمودن تخلخلهاي بين ذرات در دماي پايين بوده وجهت بررسي تاثير افزودني فوق لازم به اجراي مراحل پخت در دماي بالا بود، از اضافه نمودن آن به فرمول دراين مرحله آزمايشي خودداري گرديد. پس از تهيه مخلوط فرمول هاي D١ تا F٥ و پرس نمونه ها وتمپر در دماي oC٢٢٠، در دو دماي oC١٠٠٠و oC١٦٠٠تحت عمليات پخت احيايي زيرکک قرار گرفت وبهمراه نمونه هاي تمپر شده تحت آزمايشات تعيين دانسيته بالک ، درصد تخلخل واستحکام فشاري سرد قرار گرفتند. بمنظور مقايسه بهتر نتايج ، يک نمونه مرجع بدون هيچگونه ماده افزودني نيز درهر شرايط پخت تهيه ومورد آزمايشات فوق قرار گرفت . دانسيته بالک ودرصد تخلخل واستحکام فشاري سرد نمونه هاي حاوي افزودني AX,AY,AZ در سه دماي oC٢٢٠,oC١٠٠٠و oC١٦٠٠به ترتيب در نمودارهاي ٣ تا ١١ ارائه ميگردد
