مواد دیرگداز و نسوز
آوریل 6, 2022

دستور العمل مصرف انواع جرمهای ریختنی آلومینایی

 

دستور العمل مصرف انواع جرمهای ریختنی آلومینایی

 

جرمهای ریختنی در تهیه ی قطعات نسوز، پوشش دادن سطوح و یا پر کردن حجم های نامنظم کاربرد وسیعی دارند. انتخاب صحیح جرم های نسوز و همچنین رعایت دستور العمل کاربردی هنگام استفاده، موجب افزایش استحکام و بهره وری آنها و همچنین کاهش هزینه ها و سهولت تعمیرات خواهد شد.

شرکت کیمیاکاران عتیق با توجه به شرایط کاربردی و انطباق شرایط سرویس دهی جرم با نوع کاربرد اقدام به تهیه و تولید انواع جرمهای ریختنی با کیفیت های مختلف می نماید.

نظر به اینکه قابلیت نفوذ گاز در جرم های ریختنی نسبت به آجرهایی از همان کلاس بسیار کمتر است، مصرف جرم های ریختنی در محفظه هایی که معمولا گازها جریان دارند متداول است. در همین راستا در طراحی نسوز صنایع پتروشیمی، پالایشگاهها و محفظه هایی که گاز جریان دارد استفاده از جرمهای ریختنی اهمیت ویژه ای دارد. جرم های ریختنی نسبت به آجرها در محیط کار، در برابر تنش های حرارتی و مکانیکی مقاومت بیشتری از خود نشان می­دهند. جرم های ریختنی آلومینایی در مقابل سولفات ها مقاوت خوبی دارند. به همین منظور استفاده از این جرم ها برای محیط هایی که ترکیبات سولفاته وجود دارند، مناسب می­باشد.

جرم های آلومینایی با CaO کمتر و Al2O3 بیشتر برای کاربرد در مجاورت مواد مذاب و سرباره های اسیدی توصیه می­ شود. جرم های آلومینایی که حاوی سیمان آلومینایی هستند در محیط هایی که حاوی اسید های معدنی می ­باشند مقاومت خوبی ندارند. زیرا ژل آلومینا که در پروسه هیدراتاسیون تشکیل می­شود در محلول هایی که PH آن بیشتر از 4 باشد به تدریج حل می­شود.

هدایت حرارتی جرم های ریختنی معمولا 20 تا 30 درصد کمتر از آجرهای در همان کلاس می باشد. هرچه تخلخل نهایی بیشتر باشد هدایت حرارتی کمتر خواهد بود.

نگهداری جرمهای ریختنی:

مدت زمان نگهداری جرم های ریختنی با توجه به استعداد هیدراتاسیون سیمان های آلومینایی محدود است. مدت انبار داری جرم های ریختنی بر حسب نوع محصول در مشخصات فنی ذکر شده است. لازم است جرم های ریختنی در محیط های خشک و خنک و حتی الامکان در انبارهای سرپوشیده و مصون از تابش مستقیم نور آفتاب نگهداری شود. دمای محیط نگهداری آنها بین 10 تا 30 درجه سانتیگراد توصیه می­گردد و چنانچه دمای جرم هنگام مصرف خارج از این محدوده باشد ضروری است تا بدست آوردن دمای مورد نظر در محیط مناسب قرار داده شود. برای پیشگیری از سفت شدن تدریجی مواد نیز از قرار دادن پالت های جرم روی یکدیگر خودداری شود. در مواقع ضروری و کمبود فضای موردنیاز، حداکثر دو ردیف پالت ها بر روی یکدیگر قرار داده شوند.

آماده سازی محیط :

معمولا از جرمها برای پر کردن، پوشش دادن فضا های مورد نظر و تهیه قطعات پیش ساخته استفاده می­ شود. برای این منظور نیاز به تهیه قالب های پیش ساخته مناسب می باشد. لازم است قالب و یا شابلون هایی که برای جرم ریزی مورد استفاده قرار می­گیرند، در حین کار پیچیده و تابدار نشوند و تقویت های لازم برای این منظور پیش بینی شده باشد. سطح قالب و یا شابلون صاف و عاری از زنگ زدگی و هرگونه مواد اضافی باشد. جهت جلوگیری از جدایش آب جرم، درز قالب ها حتی الامکان آب بندی شود. به منظور جلوگیری از چسبیدن جرم به قالب باید سطح قالب به دقت روغنکاری شود. همچنین جهت جلوگیری از جذب رطوبت جرم توسط سطوح همجوار از قبیل قالب های چوبی، جدار های عایقکاری و یا آجر چینی شده و …، سطوح به وسیله موادی از قبیل پلاستیک، کاغذ قیری و یا روغنی پوشانده شود.

در مواردی که از گیره های فلزی استفاده می­شود، به منظور خنثی کردن رفتار انبساط حرارتی، گیره ها با موادی از قبیل قیر، گیریس و یا موم پوشانده شود. رعایت درزهای انبساطی هنگام جرم ریزی قطعات بزرگ به لحاظ افزایش حجم جرم در هنگام رطوبت گیری و همچنین انقباض در زمان زینترینگ از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

حداکثر ارتفاع قالب بندی 70 سانتی متر توصیه می­ شود. همچنین به منظور کنترل رفتارهای انبساطی، مساحت قطعات نباید از 5/1 متر مربع و طول آنها از 2/1 متر تجاوز نماید.

جرم ریزی در قطعات کوچکتر باعث می­شود که انقباض کلی لایه کاهش یافته و انقباض در قطعات کوچکتر تقسیم شود. میزان انبساط جرمهای ریختنی برحسب نوع محصول در برگ مشخصات فنی ذکر شده است.

خصوصیات جرمهای ریختنی:

جرم های ریختنی با دانه بندی مختلف به نحوی تنظیم شده اند که بهترین شرایط اجرا و استحکام را داشته باشد.

جرم های ریختنی دارای باند هیدرولیکی می­باشند، به طوری که پس از مخلوط شدن با آب در اثر تشکیل کلسیم آلومینات هیدراته محکم و سخت می­شوند. سیمان آلومینایی که به عنوان بایندر در جرم مصرف می­شود، عامل اصلی گیرایش جرم های ریختنی می­باشد.

باند هیدرولیکی تا نزدیکی نقطه زینترینگ و جایگزین شدن آن با باند سرامیکی وضعیت جرم را حفظ می­نماید. استحکام جرم های ریختنی در هنگام کاربرد، در حین گرم کردن در حوالی 800 تا 1100 درجه سانتی گراد که باند هیدرولیکی بتدریج از بین می­رود افت کرده و مجددا در دمای بالای 1100 درجه سانتیگراد به علت زینتر شدن سطح ذرات و ایجاد باند سرامیکی افزایش می­یابد.

آماده سازی جرم:

کیفیت جرمهای ریختنی به عوامل زیر بستگی دارد:

  • کیفیت و مقدار آب مصرف شده
  • شرایط مخلوط کردن جرم
  • درجه حرارت محیط و شرایط جرم ریزی

کیفیت و مقدار آب مصرف شده :

آب مصرفی باید تمیز و عاری از آلودگی و ناخالصی و در حد کیفیت آب آشامیدنی و خنک باشد. دمای آب مصرفی نباید از 25 درجه سانتیگراد تجاوز و از 15 درجه سانتیگراد کمتر باشد مناسب ترین دمای آب 20 درجه سانتیگراد است. مصرف آبهای صنعتی و همچنین آبهایی که دارای املاح بوده موجب تغییر کیفیت جرم می­شود. همچنین لازم به ذکر است آبی که PH آن کمتر از 5 باشد استفاده نشود.

اگرچه افزودن آب به جرم، کارپذیری آن را آسان می­نماید، ولی استحکام جرم را کاهش داده و لذا همواره لازم است حداقل آب مورد نیاز مصرف گردد.

میزان آب مورد نیاز جهت تهیه ی جرمهای ریختنی Kimia Cast بر حسب نوع جرم در برگ مشخصات فنی ذکر شده است.

قبل از شروع به مخلوط کردن جرم لازم است مقدار جرم مورد نیاز برآورد، و قبل از اضافه کردن آب به صورت خشک یک تا دو دقیقه مخلوط شود سپس معادل نصف آب مورد نیاز داخل مخلوط کننده ریخته و سپس این مقدار تا  آب موردنیاز افزایش داده شود و تا بدست آمدن قوام لازم بتدریج آب به مخلوط اضافه گردد.

شرایط مخلوط کردن جرم:

مسئله مهم هنگام کاربرد جرمهای ریختنی، خاصیت جریان یافتن و یا سیالیت است که هرچه جرم با درصد آب کمتری سیالیت بیشتری حاصل کند، شرایط مطلوب تری را فراهم می­نماید.

به منظور تهیه جرم های ریختنی بهتر است از مخلوط کن های پارویی استفاده گردد. لازم است مخلوط کن دارای سرعت زیاد و مخلوط کنندگی مطلوب بوده و قابلیت تخلیه و شستشو را به خوبی دارا باشد. همچنین قبل از استفاده، لازم است کاملا تمیز شده باشد زیرا خرده های کوچک مواد باقی مانده در مخلوط کن می­تواند باعث تغییر خواص جرم ریختنی گردد.

جهت هموژن کردن مواد قبل از مصرف، همواره کل محتویات یک کیسه مورد استفاده قرار داده شده و به صورت خشک مخلوط شود. توجه شود این عمل در معرض باد و هوای شدید انجام نگیرد.

مدت زمان مخلوط کردن در مخلوط کن های پارویی بین 5/2 الی 5 دقیقه می­باشد و چنانچه این زمان طولانی گردد، گیرایش نابهنگام ایجاد خواهد شد.

نظر به اینکه کنترل میزان آب جرم های ریختنی فوق العاده مهم است و از طرفی پس از آماده شدن جرم بلافاصله شروع به سفت شدن می­نماید لذا قبل از آماده شدن جرم لازم است میزان آب تنظیم شود. برای این منظور آزمایش ” گلوله ای در دست” متداول است که برای این هدف یک گلوله از مواد در دست آماده شده و با کمی فشار دادن آن به ترتیب زیر عمل می­کنند:

1- اگر گلوله به صورت ترد شکسته شود جرم خشک بوده و  میزان آب کم است.

2- اگر گلوله به صورت یکنواخت در دست باقی بماند میزان آب مناسب، و جرم مطلوب است.

3- اگر گلوله بلافاصله از بین انگشتان عبور کند جرم شل بوده و میزان آب زیاد است.

همچنین روش دیگر کنترل میزان آب جرم بدین ترتیب است که، گلوله ای از جرم روی یک سطح لرزان قرار داده می­شود. درصورتی که در اثر لرزش جرم بدون جدایش، در سطح گسترده شود، میزان آب متناسب می­باشد.

تذکر: توجه گردد جرمهای ریختنی به اندازه مورد نیاز آماده شده و قبل از سفت شدن مصرف گردد و از اضافه کردن آب به آنها پس از سفت شدن، خودداری شود.

درجه حرارت محیط و شرایط جرم ریزی :

بهترین درجه حرارت در حین مخلوط کردن جرم حدود 20-25 درجه سانتیگراد می باشد، درجه حرارت بالاتر استحکام نسوز را کاهش داده و درجه حرارت های پایین تر زمان گیرایش را طولانی تر می­­نماید. با افزایش زمان مخلوط کردن، درجه حرارت جرم افزایش یافته و قابلیت سیالیت جرم شدیدا کاهش پیدا خواهد­کرد، در درجه حرارت بیش از 30 درجه سانتیگراد نیز سیالیت افت شدید داشته و زمان گیرایش بسیار کوتاه می­گردد.

لازم است ویبره کردن همزمان با پر کردن تدریجی قالب انجام شده و نباید باعث جدایش دانه ها و آب جرم شود.

توجه شود عملیات جرم ریزی و ویبره کردن قبل از سفت شدن جرم تمام شود و خارج کردن ویبره به آرامی صورت گرفته و جایی در جرم باقی نگذارد. قابل ذکر است که در قطعات نسبتا بزرگ لازم است جرم به صورت یکپارچه ریخته شده و آماده سازی آن به نحوی سازمان دهی گردد که قبل از سفت شدن، مرحله بعد شروع شده باشد. فاصله بین زمان آماده سازی و مصرف جرم نباید از 30 دقیقه تجاوز نماید. این زمان در مورد جرم های حاوی سیمان های کلسیم آلومینات پر خلوص تا 15 دقیقه کاهش می یابد.

برای قطعات کوچک نیز به جای ویبره، با زدن ضربه های آرام و یا استفاده از میزهای لرزان هواگیری انجام می­گیرد.

مراقبت جرم و باز کردن قالب:

برای اینکه گیرش هیدرولیکی به طور کامل بدست آید باید جرم ریخته شده تا 24 ساعت مرطوب نگه داشته شود. همچنین لازم است در حین گیرایش جرم، درجه حرارت محیط بین 15-30 درجه سانتیگراد ثابت نگه داشته شود.

در فصل سرما باید از یخ زدن جرم جلوگیری شود زیرا هنگام یخ زدن آب، عمل تشکیل باند هیدرولیکی و یا هیدراتاسیون متوقف شده و استحکام جرم با افزایش یخ زدگی آب، کاهش پیدا می­نماید.

معمولا اغلب جرمهای ریختنی بین 2 تا 6 ساعت پس از گیرایش استحکام مناسب را بدست خواهند آورد که این زمان بسته به نوع سیمان، مقدار آب و درجه حرارت محیط فرق می کند. لذا 6 ساعت پس از جرم ریزی می توان قالب ها را باز کرد.

رطوبت گیری و خشک کردن جرم:

جرم های آلومینایی پس از گیرایش و باز کردن قالب ها لازم است یک مرحله خشک شدن به صورت آرام در هوای آزاد را پشت سر بگذارند. در صورتی که سرعت خشک کردن زیاد باشد بخار آب هنگام خروج در سطح داخلی بتن تنش ایجاد کرده و موجب ایجاد ترک های مویی و یا حتی خرد شدن سطح بتن می­گردد.

معمولا عمده آب کریستالی جرم ها در درجه حرارت بین 200-500 درجه سانتیگراد، بسته به نوع ترکیب از آن خارج خواهد شد. لازم است سرعت و شدت گرم کردن به نحوی باشد که بخارات آب هنگام خروج مشاهده نشوند.

در مواردی که ضخامت جرم بیش از 10 سانتی متر می­باشد، به منظور توزیع یکنواخت دما در لایه های جرم در محدوده دمای 250-300 درجه و 600-700 درجه سانتیگراد و به ازاء هر 2 سانتی متر ضخامت، لازم است یک ساعت دما ثابت نگه داشته شود.

توصیه می­گردد سیکل گرم کردن به آرامی و یکنواخت صورت گیرد (جهت اجرای صحیح به گراف ضمیمه توجه گردد.). از حرارت دادن موضعی خودداری و زمان کافی برای خروج بخار آب در نظر گرفته شود.

در صورت استفاده از جرم در دماهای بالاتر از 700 درجه سانتیگراد، رعایت گراف حرارتی زیر اثر به سزایی در کیفیت نهایی جرم ریخته شده خواهد داشت. در حوالی درجه حرارت بین 800-1000 درجه سانتیگراد به علت دی هیدراته شدن ترکیبات موجود در جرم استحکام آن را کاهش خواهد داد و با افزایش درجه حرارت، زینتر شدن آغاز شده و به تدریج با ایجاد باند سرامیکی، افت استحکام جبران می­شود. به همین علت توصیه می­­گردد در صورت استفاده از جرم در این محدوده حرارتی، بعد از خشک کردن آن، حرارت دادن طبق گراف ذیل تا محدوده 1250 درجه سانتیگراد ادامه یافته تا باند سرامیکی بطور کامل تشکیل گردد.

 

 

 

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.