Refrakter Dökülebilir Malzemeler için Çelik Elyaf: Eriyik Ekstraksiyonu, Kaliteler ve Termal Şok

Madde

15 Haziran 2016

Refrakter elyaf ve yapısal elyaf, temel malzemeden şekline kadar farklı ürünlerdir. Dökülebilir bir malzemede kancalı yapısal elyaf kullanılması bu kategorideki en yaygın ve en pahalı hatadır.

Refrakter Elyaf ve Yapısal Elyaf Farklı Ürünlerdir

Kancalı yapısal elyafın refrakter dökülebilir malzemeye düşürülmesi bu kategorideki en yaygın ve en pahalı hatadır. Yapısal elyaf yaklaşık 300 ila 400°C arasında zirveye çıkar; bunun üzerinde mukavemet düşer ve kaplamalar başarısız olur. Refrakter dökülebilir malzemeler 800 ila 1400 C sıcaklıkta çalışır ve astar aynı zamanda hızlı ısıtma ve soğutma gerektirir. Refrakter elyaf malzeme, şekillendirme ve şekil açısından farklılık gösterir: Taban paslanmaz çeliktir, işlem eriyik ekstraksiyonudur ve şekli düzensiz üç boyutlu bir kümedir. Amaç çekme mukavemeti değil, dökülebilir malzemeyle kenetlenirken sıcaklıktaki oksidasyona ve tozlanmaya karşı direnç göstermektir.

Eriyik Çıkarma: Neden Düzensiz 3D Şekiller Daha İyi Sabitlenir?

Eriyik çıkarma, erimiş paslanmaz çeliği yüksek hızlı hava veya çıkrık ile dışarı atar ve uçuş sırasında onu fibere kadar soğutur. Herhangi bir çizim söz konusu olmadığından şekil düzensizdir: kavisli, bazen dallanmış, kalınlıkları değişen. Bu düzensizlik, düz bir telin saf sürtünmesi yerine dökülebilir malzemede gerçek üç boyutlu kenetlenmeyi yaratan şeydir. Karşılaştırmalı testlerde, eriyik ekstraksiyonlu fiber, kopma modülünü eşit dozajdaki düz fiberden belirgin şekilde daha fazla artırır ve bunun nedeni ankraj geometrisidir. Dispersiyon ikinci faydadır: eriyikten elde edilen elyaf kuru veya ıslak karışımda ayrılır ve boşluk bırakmadan dökülebilir malzemeye bağlanır ve dökülmenin başladığı yer astardaki boşluktur.

304, 310S ve 446: Dereceyi Sıcaklık Belirler

Üç derece, üç sıcaklık bandını kapsar ve bu ilk karardır. 304, 650 C'ye kadar sürekli hizmet için standart kalitedir; 2520 olarak da satılan 310S, 1200 C'ye kadar orta ve yüksek sıcaklığı kapsar; 446, 1400 C'ye kadar yüksek sıcaklıkta oksidasyona dirençli kalitedir. Çok düşük olanı seçtiğinizde fiber oksitlenir, kesitini kaybeder ve astar erken bozulur; çok yüksek seçilirse maliyet boşa gider. Sorun fırının maksimum değeri değil, elyafın içinde bulunduğu katmanın uzun vadeli sıcaklığıdır. Astarın sıcak yüzeyinde 1400°C ve arka tarafında belki 800°C'lik bir eğimi vardır, bu nedenle iki katman farklı dereceler kullanabilir.

Termal Şok: 1000 C'den Yirmi Su Söndürme

Refrakter arızalarının yüzde sekseni yakılmaz, hızlı ısıtma ve soğutmayla sarsılır. Çelik fiberin termal şoktaki değeri çatlak büyümesini durdurur: matris çatladıktan sonra fiber çatlağı kapatır, genişliğini küçük tutar ve dökülmeyi önler. Ölçü, çatlama veya dökülme olmaksızın 1000°C'den suya yirmi kez söndürülen döngülerdir. Bu test, kopma modülünden çok hizmet ömrü hakkında daha fazla bilgi verir, çünkü kapatma, ısınmadan daha hızlı soğur.

Dozajlama Genel kg/m3 Değil Astar Sistemine Göre Yapılır

Yapısal betonun çalışma aralığı 30 ila 80 kg/m3'tür; refrakter dökülebilir malzemelerde bu durum söz konusu değildir. Dozaj agreganın sınıflandırmasına, su ihtiyacına, yerleştirme yöntemine (döküm, sıkıştırma, püskürtme) ve astar kalınlığına bağlıdır ve genellikle hacimce %0,5 ila %2 arasındadır. Fazlası işlenebilirliği çöker, ekip su ekler, eklenen su ise refrakterliği yok eder. Bu üründeki en yaygın saha arızası budur. Doğru süreç, refrakter tedarikçisinin karışım tasarımını yayınlaması ve elyaf üreticisinin de buna göre tedarik yapmasıdır; her ikisi de tek bir teknik anlaşmayla çalışır.

Patlayıcı Spalling: Fiber Neden Azaltır?

İlk ısıtmada dökülebilir içindeki su buhara dönüşür ve basınçtan kurtulamazsa astarı çatlatır. Çelik fiber, buhar için bağlantılı yollar sağlayarak ve çatlakları köprüleyerek yavaş yavaş açılmalarını ve patlamayı çatlağa dönüştürmelerini sağlayarak yardımcı olur. Kalın astarlar ve ıslak, düşük çimentolu dökülebilir malzemeler için bu, mukavemet kazancından daha önemlidir. Bazı karışımlar ayrıca, erime noktası 165 C'ye yakın olan, erken yanan ve havalandırma kanallarından ayrılan ve çelik elyafı tamamlayan organik elyaf da ekler. Bu nedenle tek bir refrakter tarifinde sıklıkla iki lif türü bulunur.

Dökülebilir Malzemelerde Yüzde 0,5 ila 2 Dar Pencere

Çelik elyaf, soğuk mukavemetini artırmak için değil, termal şok dökülmesine karşı direnç göstermek için refrakter dökülebilir hale gelir; dozaj penceresinin dar olmasının nedeni budur: hacimce yüzde 0,5 ila 2, çoğu uygulamada yüzde 1'e yakındır. Yüzde 0,5'in altında çatlak düzleminde köprü kuramayacak kadar az lif vardır. Yüzde 2'nin üzerinde lifler karıştırma sırasında müdahalede bulunur, işlenebilirlik çöker ve titreşim, katmanlar arasında zayıf düzlemler bırakan yönlendirme katmanları üretir. Lif uzunluğu, normalde bu boyutun en az üç katı olan maksimum agrega boyutuna bağlıdır, aksi takdirde agrega, lifi bloke eder ve sürekli ağ oluşumu oluşmaz; ancak 40 mm'nin ötesinde fiber titreşim sırasında çöker. Karıştırma sırası dozajdan daha fazla arızaya neden olur. Elyafın toz içinde dağılması için tozu ve elyafı iki ila üç dakika boyunca kuru olarak karıştırın, ardından su ekleyin; asla önce su ekleyip ardından lif serpin, bu her zaman top olur. Kuruma eğrisi sonuca karar verir: serbest suyu uzaklaştırmak için 150 santigrat derecede tutun, kimyasal olarak bağlı suyu uzaklaştırmak için 350 santigrat derecede tutun ve ancak daha sonra servis sıcaklığına kadar 600 santigrat derecenin üzerine çıkın, her adımda zaman kalınlığa göre ölçeklendirilir. Çok hızlı ısınır ve iç buhar basıncının gidecek hiçbir yeri kalmaz, yüzey parçalanır ve bu, fiberin kurtaramayacağı tek arıza modudur. Derece fırını takip eder: 650 santigrat derecenin altında 304, 1000 santigrat derecenin üzerinde 310S ve yalnızca 1400 civarındaki fırın bölgeleri için 446.

Bir Tedarikçiye Sorulacak Üç Soru

Üç soru, çoğu refrakter elyaf tedarikçisini filtreliyor. Birincisi 304, 310S veya 446 temel kalite olup, malzeme sertifikası mevcuttur. İkinci olarak, gerçek çap ve uzunluk aralıkları nelerdir (tipik olarak 0,3 ila 0,5 mm çap ve 15 ila 20 mm uzunluk) ve bunlar astar kalınlığına göre kesilebilir mi? Üçüncüsü, termal şok döngüsü verileri var mı? Kalite ve sıcaklık değerleri için çelik fiber ürün sayfasının refrakter bölümü, teknik ek olarak doğrudan soruşturmaya eklenebilecek sıcaklık ve termal şok verileriyle birlikte 304, 310S, 446 ve 430'u listeler.