بررسي تاثير بايندرهاي مختلف بر ويژگي هاي جرم‌هاي ريختني آلومينا-اسپينل و ارزيابي اقتصادي جايگزيني سل سيليكا با سيمان

The effect of different binders on the characteristics of aluminaspinel castables and economic evaluation of replacement of silica sol with cement

ديرگدازهاي ريختني آلومينا-اسپينل به دليل خواص و ويژگي‌هاي منحصر به فرد، به طور گسترده در بسياري از صنايع حرارتي دما بالا نظير صنايع آهن و فولاد، فرآيندهاي پتروشيمي، كوره هاي صنعتي استفاده مي شود. تلاش هاي زيادي براي بهبود كيفيت ديرگدازهاي ريختني از راه كاهش مقدار سيمان يا استفاده از افزودني هاي گوناگون انجام گرفته است. استفاده از سيمان به عنوان بايندر باعث تشكيل فازهاي دما ذوب پايين مي گردد و خواص فيزيكي و مكانيكي ديرگدازها را تحت تاثير قرار مي دهد. علاوه بر آن توليد سيمان به علت مصرف منابع طبيعي (از جمله انرژي به صورت سوخت و منابع خام معدني) و ايجاد آلودگي هاي زيست محيطي (ايجاد گازهاي گلخانه اي به خصوص دي اكسيدكربن و ساير مشكلات ناشي از تركيب سيمان به عنوان يك ماده شيميايي) منجر به مشكلات اقتصادي فراواني مي شود. از اين رو، براي برطرف كردن اين مشكل ميزان مصرف سيمان را در جرم هاي ديرگداز كاهش داده و از ساير مواد اتصال‌دهنده استفاده مي گردد. توسعه تكنيك فرآيند سل ژل افق جديدي را در سيستم پيوندي براي صنعت ديرگداز به وجود آورده است. در اين پژوهش، خواص مكانيكي، مقاومت به خوردگي و مسائل اقتصادي جرم هاي ريختني حاوي سل سيليكا و سيمان مورد مطالعه قرار مي گيرد. براي اين منظور ديرگدازهاي ريختني با بايندرهاي مختلف (سيمان و سل سيليكا) در دماهاي مختلف تفجوشي شده و مشخصات ديرگدازهاي ريختني مورد ارزيابي قرار گرفت. داده ها نشان داد كه جايگزيني سل سيليكا يه جاي سيمان در جرم هاي ريختني باعث افزايش استحكام فشاري مي گردد. در اين بين اقتصادي ترين بايندر در جرم هاي ريختني سل سيليكا است.

Alumina-spinel castable refractories are widely used in many high temperature thermal industries such as iron and steel, petrochemical, and industrial furnaces due to their unique properties and characteristics. Many efforts have been made to improve the quality of castable refractories by reducing the amount of cement or using various additives. The use of cement as a binder causes the formation of low melting temperature phases and affects the physical and mechanical properties of refractories. In addition, the production of cement due to the consumption of natural resources (including energy in the form of fuel and raw mineral resources) and the creation of environmental pollution (greenhouse gases, especially carbon dioxide, and other problems due to the composition of cement as a Chemical) leads to many economic problems. Therefore, to solve this problem, the use of cement in refractory castables is reduced and other binders are used. The development of the sol-gel process technology has created a new horizon in the bonding system for the refractory industry. In this research, the mechanical, physical, corrosion resistance, and economic properties of castables containing silica sol and cement are studied. For this purpose, castable refractories with different binders (cement and silica sol) were sintered at different temperatures and the characteristics of castable refractories were evaluated. The results showed that the replacement of silica sol with cement in castables increases compressive strength and reduces environmental problems. Among these, the most economical binder in castables is silica sol.