خاک کوره القایی ( خاک نسوز سیلیسی )

رایج ترین خاک کوره القایی استفاده شده برای جداره‌ی کوره­‌ القایی، خاک نسوز سیلیسی است که ماهیت اسیدی دارد و معمولا از جرم نسوز سیلیسی ( جرم کوبیدنی ) با خلوص بالا تشکیل می­‌شود.

از خاک کوره القایی برای ریخته ­گری ذوبی آهن، فولاد نرم و فولادهای آلیاژی گوناگون در کارگاه­های ریخته ­گری و ساخت فولاد در کارخانه ­های کوچک فولاد با آهن اسفنجی استفاده می­‌شود.

خاک نسوز سیلیسی برای ذوب فولادهای کربنی با مقدار کربن بیشتر از 0.1% استفاده می‌­شود. خاک کوره القایی را با کلسینه کردن، خرد کردن و درجه بندی کوارتز بلورین سفید بدست می‌آید و حاوی SiO₂ 99% می‌باشد.

خاک کوره القایی ( خاک نسوز سیلیسی ) در کوره القایی

آستر کوره ( جداره کوره ) بخش مهمی از کوره­ القایی است. عملکرد کوره مستقیما به عملکرد آستر آن مربوط است. خاک نسوز سیلیسی که به خوبی کوبیده شده باشد و تثبیت شده است، منجر به کارکرد روان کوره، خروجی بهینه و کنترل خوب واکنش­ های متالورژیکی می‌­شود.

روش خاک کوبی خاک کوره القایی متناسب با کوره‌­ به ظرفیت و طراحی کوره، روش کار در طول حرارت ایجاد شده و خروجی کوره بستگی دارد. برای عملکرد موفقیت آمیز و پایدار جداره کوره القایی، جوانب مهم عبارتند از:

• استفاده از خاک نسوز سیلیسی با دانه بندی و کیفیت مناسب
• روش خاک کوبی و آستر زنی دقیق و سیستماتیک
• هماهنگی در شرایط کار

مشخصات و ویژگی های خاک کوره القایی ( خاک نسوز سیلیسی و ..  ) چیست ؟

مشخصات جرم نسوز سیلیسی ( خاک کوره القایی ) لازم برای عمر مفید جداره کوره ( آستری ) شامل موارد زیر است:

1. خواص حرارتی، بدین معنا که باید توانایی تحمل تنش­هایی که در چرخه ­های حرارتی در طول کار کوره گسترش می‌­یابند را تحمّل کند
2. خنثایی شیمیایی نسبت به فلز در حال ذوب
3. استحکام ساختاری تحت شرایط کاری
4. مقاومت به فرسایش بالا
5. نصب آسان
6. تعمیرپذیری آستر
7. پیاده سازی آسان
8. هزینه پایین و به صرفه

از طرفی، تناسب خاک کوره القایی یک آستر کوره تحت شرایط مختلف مانند دمای کاری و فلز در حال ذوب و نوع سرباره­ی شکل گرفته و ظرفیت کوره دشوار است. با استفاده از آستر اسیدی ( خاک نسوز سیلیسی ، جرم نسوز سیلیسی ) و خنثی برای سرباره­ی اسیدی و خنثی یا آستر بازی ( خاک نسوز آلومینا اسپینلی ) برای سرباره­های بازی می توان به خنثایی شیمیایی نسبت به ذوب در دسترس دست یافت.

انتخاب خاک کوره القایی به چه صورت است ؟

معمولا، انتخاب دیرگداز برای آستر کوره بر پایه­‌ی نوع سرباره‌­ی تولید شده در طول ذوب، استوار است. سه نوع خاک کوره القایی به عبارتند از :

1. اسیدی ( خاک نسوز سیلیسی ، جرم نسوز سیلیسی )
2. بازی
3. خنثی

اگر سرباره حاوی مقدار زیادی اجزای اسیدی باشد؛ از یک آستری سیلیکا (SiO2) ( خاک نسوز سیلیسی ، جرم نسوز سیلیسی ) استفاده می شود. برای سرباره هایی با شاخص قلیایی ( بازی ) از آسترهای منیزیتی (MgO) استفاده می شوند.

خاک کوره القایی خنثی به گرایش جدیدی برای آستر در کوره‌ القایی بدل شده است. جرم کوبیدنی دیرگدازی که برای آستر خنثی در کوره­ ی القایی استفاده می‌شود، از مخلوط آلومینا (Al2O3) و MgO زینتر شده ( آلومینا اسپینلی ) طبق یک فرآیند معین تشکیل می‌شود. چنین مخلوط ­هایی پیش از استفاده برای تخمین مقاومت به خوردگی و رفتار مکانیکی ­شان آزمایش می‌­شوند.

دانه بندی های معمول جرم نسوز سیلیسی چگونه است ؟

آستر فشرده ­تر منجر به استحکام و عمر بیشتر کوره می‌شود. فشردگی خاک کوره القایی به دانه­ بندی جرم نسوز سیلیسی بستگی دارد. این خاک باید به گونه‌ای باشد که کمترین فاصله باز بین ذرات وجود داشته باشد.

دانه ­بندی معمول خاک نسوز سیلیسی بین 0 تا 5 میلیمتر است. دانه بندی‌های دیگر نیز وجود دارد که بنا به درخواست مشتری قابل عرضه است. همچنین لازم است که توجه ویژه ­ای به تلورانس خاک ها شود چرا که اگر غیر یکنواختی بیش از مقدار لازم وجود داشته باشد تاثیر مخربی بر عملکرد آستر می ­گذارد.

بایندر اضافه شده به جرم نسوز سیلیسی چیست ؟

برای آنکه جداره کوره در طول گرمایش بخوبی زینتر شود و استحکام بیشتری یابد، به خاک کوره القایی بایندر ( افزودنی ) اضافه می‌کنند. این بایندر بوریک اسید است و به عنوان بایندر با خاک نسوز سیلیسی مخلوط می‌شود.

بوریک اسید با ذرات سیلیکا واکنش داده تا یک فاز شیشه‌­ای با نقطه ذوب پایین تشکیل دهد و حفره ه­ای بین دانه ­های کوارتز را پر کند. افزودن مقدار مناسب از بوریک اسید برای عمر بهینه­‌ی آستر بسیار مهم است. این مقدار به موارد زیر بستگی دارد :

1. دمای بوته
2. ترکیب شیمیایی جرم کوارتزیت
3. ضخامت دیواره­ ی بوته

شرکت دیرگداز D.R.CO با توجه به تجربه خود در زمینه مواد نسوز مقدار اسید بوریک لازم را به خاک های خود اضافه نموده و محصولات این شرکت آماده استفاده می‌باشند.

فرآیند کوبیدن خاک نسوز سیلیسی ( خاک کوره القایی ) چگونه است ؟

فرآیند کوبیدن و آماده کردن آستر کوره به مراحل زیر تقسیم بندی می‌شود.

1 ) مخلوط کردن خاک کوره القایی

ابتدا مقدار خاک کوره القایی مورد نظر تعبیه می­‌شود. این مقدار به میزان جرم کوبشی لازم به طراحی کوره بستگی دارد. خاک نسوز سیلیسی در بوته‌ای که از ورقه ساخته شده­ است تا دمای حدود 100 درجه سانتیگراد در تابستان و حدود 140 درجه سانتیگراد در زمستان پیش­ گرم می‌­شود.

در صورتی که از شرکت دیرگداز D.R.CO خرید می‌کنید نیازی به انجام ادامه این مرحله نیست .

سپس جرم به حمام­ های خنک کننده منتقل می‌­شود و تا 50 درجه سانتیگراد سرد می شود. بوریک اسید با مش 0.2 میلیمتر غربال می‌­شود و مقدارِ محاسبه شده توزین شده و به جرم افزوده می‌­شود.

جرم با دست کاملا مخلوط می‌شود. برای اطمینان از اختلاط یکنواخت بوریک اسید، بسته­ ی مخلوط بررسی می‌شود. این کار با دستچین کردن مقدار کمی از جرم برای ساختن یک دوغاب غلیظ به کمک آب مقطر انجام می­‌شود. یک کاغذ pH در دوغاب غوطه ­ور می‌­شود. حضور بوریک اسید، pH کمتر از 7 را از خود نشان می­‌دهد.

2) آسترکشی سیم­ پیچ

­سیم پیج مسی که با آب سرد شده با خاک نسوز پوشانده می­‌شود و پیش از شروع آسترکشی به خوبی خشک می‌­شود. سپس الیاف سرامیکی دور آستر سیم پیچ پیچیده می­‌شوند.

3) کوبیدن بوته

کف کوره با ابزارهای سرصاف کوبیده می­‌شود. کف در چندین لایه با ضخامت­ های مختلف با جرم نسوز سیلیسی کوبیده می­‌شود. لایه­‌ی پایینی ضخیم­ ترین است و حدود 60 میلیمتر است. ضخامت لایه­­ های بعدی حدود 20 میلیمتر است.

سنبه­ زنی لایه های متناوب با میخچه و ابزارهای سرصاف انجام می­‌شود. کف، 10 میلیمتر بالای ارتفاع لازم ساخته می­‌شود و جرم اضافی به طور یکنواخت تراشیده می­‌شود. سپس طرح بررسی می­‌شود.

پس از آن، قالب فلزی که بیرون تمیز شده است، در مکانی قرار می ­گیرد که هم محور با سیم ­پیچ­ هاست و به کمک جداکننده ­های چوبی در محل نگه داشته می‌شود.

وزنه سنگین در قالب نگه داشته می‌­شود تا از بالا آمدن آن در طول سنبه ­زنی جلوگیری کند. فضای گوشه­ دار بین ورقه ­ی پنبه­ ی نسوز و قالب در لایه ­های 50 تا 60 میلیمتر با استفاده از میخچه و ابزارهای سرصاف از بالا سنبه ­زنی می­‌شود.

کوبش تا فاصله‌­ی 100 میلیمتر از بالا ادامه می‌یابد.  قبل از سنبه ­زنی مخلوط روکش، لایه‌­ی نازکی از محلول سدیم سیلیکات روی لایه‌ی سیلیکای کوبیده در بوته اعمال می‌­شود. محلول رقیق سدیم سیلیکات به جرم روکش کوبشی سیلیکا افزوده می‌­شود.

ناودان ذوب ریزی با همان مخلوط خاک کوره القایی شکل می‌گیرد. معمولا از کوبه های پنوماتیک و ویبراتورهای الکتریکی در کوره­ های بزرگ برای شکل دهی بوته استفاده می‌شود.

4) زینترینگ بوته ­ی کوره

برای زینترینگ کوره القایی بسامد شبکه، کوره تا لبه ­ی بالایی سیم پیچ با تمرکز مناسبی پر می­‌شود، در حالی که از تراشه‌­ی سنگین برای کوره­ هایی با بسامد متوسط استفاده می‌­شود.

منبع تغذیه از طریق روشن کردن پایین ترین اتصال وسط مبدل تنظیم می‌­شود و در فواصل چند دقیقه ­ای روشن و خاموش می­‌شود بطوریکه برای کوره­ هایی با ظرفیت 6 تن افزایش دمای 100 درجه سانتیگراد بر ساعت و برای کوره ­های بزرگ با آستری ضخیم 50 درجه سانتیگراد بر ساعت به دست می ­آید.

پس از آن که دما به 800 درجه سانتیگراد می­رسد، توان با نرخ حدود 150 درجه سانتیگراد بر ساعت زیاد می‌­شود. گرمایش تا ذوب شارژ زینترینگ ادامه می ­یابد. برای اندازه ­گیری دما از ترموکوپل ­های کرومل آلومل استفاده می ­شود. با افزودن پیوسته شارژ، دما در تمام طول ذوب پایین نگه داشته می­‌شود.

به محض این که کوره با مذاب پر می‌­شود، توان برای رسیدن به دمای زینترینگ زیاد می‌­شود. دمای نهایی فلز باید حدود 30 الی 50 درجه بالای دمای کاری عادی برود و در این دما به مدت یک ساعت نگه داشته شود تا دمای آستر دیرگداز تثبیت شود و همچنین ضخامت کافی از دیرگداز ذوب شود تا شوک فیزیکی بوته را تحمل کند. در طول دوره­ ی اولیه ­ی کار کوره، نباید کوره از کار بیفتد یا تا زیر 100 درجه سرد شود.

فرسایش و عمر خاک نسوز سیلیسی در کوره چقدر است ؟

عمر آستر کوره­‌ی القایی که با خاک کوره القایی آسترکشی شده است، به روش آسترزنی و روش عملکرد کوره در کنار کیفیت جرم نسوز سیلیسی بستگی دارد. دستیابی به آستری بی کیفیت و هدر رفت سرمایه در کوره ها بسیار رایج است.

مواردی وجود دارد که شکست ناگهانی آستر رخ می­ دهد. فاکتورهای اصلی که بر عمر کوره­ی القایی اثر می­گذارند عبارتند از:

1. دانه­ بندی نادرست خاک نسوز سیلیسی
2. توزیع غیریکنواخت و غیر اصولی اسید بوریک بایندرهای عامل پیوند
3. فوق گرمایش حمام فلز در کوره
4. نفوذ فلز
5. کمینه ­ی فلز بدون سرباره که منجر به کمینه ­ی فرسایش در خط سرباره می‌شود
6. اتلاف پودر دیرگداز
7. ترک خوردگی فصل مشترک روکش/آستر.

تعمیر آستری و خاک کوره القایی

در طول عملکرد کوره، آستر تحت انواع تنش ­های حرارتی، بارگیری مکانیکی و برهم کنش­ های آستر-فلز قرار می ­گیرد. در نتیجه فرسایش آستر و خاک کوره القایی رخ می­ دهد. موارد زیر چند روش برای تعمیر آستر هستند. تعمیر کوره به ماهیت فرسایش بستگی دارد. انواع مختلف فرسایش آستر دیرگداز عبارتند از :

• ترک­ خوردگی
• سایش موضعی
• فرسایش کف
• فرسایش دیواره­ های جانبی
• فرسایش خط سرباره

اغلبا ترک­ های مویی و کوچک، پس از سرمایش، روی سطح آستر دیده می­ شوند. با سرمایش، آستر منقبض می ­شود و وقتی که نمی ­تواند تنش­ های انقباض را تحمل کند ترک ­های کوچکی را گسترش می ­دهد و بدین ترتیب تنش ­ها را آزاد می­‌کند.

با این حال ترک هایی از این نوع معمولا وقتی که کوره گرم می ­شود بسته می‌شوند. شارژ کردن براده­ ها یا ذرات فلزی کوچک که می ­توانند وارد ترک ها شوند و از بسته شدن خود به خودی آنها جلوگیری کنند و این موضوع مطلوب نیست.

سایش و فرسایش موضعی آستر

سایش موضعی آستر شامل آستر کوره با شکست موضعی و کوچک یا بخش ساییده شده­ ی موضعی آستر است. این سایش موضعی می­ تواند به آسانی با استفاده از دیرگداز خودگیر با هوا تعمیر شود که با فشار ماله کشی می­ شود. سطح تعمیر شده به حال خود رها می­ شود تا با خروج رطوبت خشک شود.

برای فرسایش جزئی در کف می­توان با ریختن خاک کوره القایی روی ناحی­ی فرسوده و کوبیدن با چکش سرصاف آن را تعمیر نمود.

در مورد فرسایش دیواره های جانبی، بخش ساییده شده­ ی کوره ی القایی می‌تواند با استفاده از آستر بی شکل خشک در پشت یک قالب تعمیر شود. قطر قالب باید اندکی کوچکتر از قطر اصلی آستر باشد.

به خاطر فرسایش خط سرباره، شیارهایی در حدّ سرباره در کوره­ ی القایی تشکیل می­ شوند. این شیارها را می‌توان در کوره ­ی خالی با گذاشتن خاک نسوز سیلیسی تعمیر کرد، همانند آنچه در سایش موضعی توصیف شد.

این تعمیر را می­ توان وقتی که کوره در حال کار است نیز انجام داد. برای چنین تعمیری حدّ فلز باید زیر ناحیه­‌ای نگه داشته شود که قرار است تعمیر شود. سرباره خارج می­‌شود و جرم بی­ شکل و سست از طریق جابجایی بوته افزوده می­‌شود. جرم روی دیواره­ های جانبی کشیده می­‌شود و به دیواره می چسبد.

قیمت خاک کوره القایی ( جرم نسوز سیلیسی و … ) چقدر است ؟

قیمت خاک کوره القایی و در کل بسیاری دیگر از جرم های کوبیدنی کاملا بستگی به این دارد که شما چه گرید و خلوصی از این محصول را برای استفاده نیاز دارید.

محصولات این شرکت هم به صورت وارداتی، از کشورهای شناخته شده در این صنعت بوده و هم بصورت داخلی موجود می‌باشد که با توجه به کیفیتی که شما نیاز دارید ارسال می‌گردد.

لذا برای خرید خاک نسوز سیلیسی بهتر است قبل از هرچیز کیفیت مورد نیاز خود را مشخص کنید.

ریسک خرید جرم نسوز سیلیسی بی کیفیت چیست ؟

اگر در هنگام خرید جرم نسوز سیلیسی نسبت به خصوصیات و ویژگیهای لازم آنها آگاهی لازم را دارید و همچنین بر کاربرد هر کدام اشراف کامل دارید ریسکی در خرید شما وجود نخواهد داشت. از طرفی بی دقتی در انتخاب و استفاده از خاک نسوز سیلیسی بی کیفیت، منجر به هدر رفتن سرمایه شما شده و بازده کاری شما را پایین خواهد آورد و خطرات انسانی را بالا خواهد برد.

چگونه میتوان خاک نسوز سیلیسی را سفارش داد ؟

با توجه به کاربردهای گسترده و تنوع خاک کوره القایی شما میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر و رسیدن به درخواست خود با این شرکت در تماس باشید تا با توجه به نیاز خود، با کیفیت ترین و مناسب ترین محصول را با قیمتی مناسب در اختیار شما دهیم.