بررسی تاثیر بایندرهای مختلف بر ویژگی های جرم‌های ریختنی آلومینا-اسپینل و ارزیابی اقتصادی جایگزینی سل سیلیکا با سیمان

دیرگدازهای ریختنی آلومینا-اسپینل به دلیل خواص و ویژگی‌های منحصر به فرد، به طور گسترده در بسیاری از صنایع حرارتی دما بالا نظیر صنایع آهن و فولاد، فرآیندهای پتروشیمی، کوره های صنعتی استفاده می شود. تلاش های زیادی برای بهبود کیفیت دیرگدازهای ریختنی از راه کاهش مقدار سیمان یا استفاده از افزودنی های گوناگون انجام گرفته است. استفاده از سیمان به عنوان بایندر باعث تشکیل فازهای دما ذوب پایین می گردد و خواص فیزیکی و مکانیکی دیرگدازها را تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر آن تولید سیمان به علت مصرف منابع طبیعی (از جمله انرژی به صورت سوخت و منابع خام معدنی) و ایجاد آلودگی های زیست محیطی (ایجاد گازهای گلخانه ای به خصوص دی اکسیدکربن و سایر مشکلات ناشی از ترکیب سیمان به عنوان یک ماده شیمیایی) منجر به مشکلات اقتصادی فراوانی می شود. از این رو، برای برطرف کردن این مشکل میزان مصرف سیمان را در جرم های دیرگداز کاهش داده و از سایر مواد اتصال‌دهنده استفاده می گردد. توسعه تکنیک فرآیند سل ژل افق جدیدی را در سیستم پیوندی برای صنعت دیرگداز به وجود آورده است. در این پژوهش، خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی و مسائل اقتصادی جرم های ریختنی حاوی سل سیلیکا و سیمان مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور دیرگدازهای ریختنی با بایندرهای مختلف (سیمان و سل سیلیکا) در دماهای مختلف تفجوشی شده و مشخصات دیرگدازهای ریختنی مورد ارزیابی قرار گرفت. داده ها نشان داد که جایگزینی سل سیلیکا یه جای سیمان در جرم های ریختنی باعث افزایش استحکام فشاری می گردد. در این بین اقتصادی ترین بایندر در جرم های ریختنی سل سیلیکا است.

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

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.