सिलिका ईंटों में दरारों के कारण और निवारण

सिलिका ईंटेंएसिड आधारित दुर्दम्य सामग्री हैं जो मुख्य रूप से ट्राइडीमाइट, क्रिस्टोबलाइट और थोड़ी मात्रा में अवशिष्ट क्वार्ट्ज और ग्लास से बनी होती हैं। वे एसिड आधारित स्लैग के लिए मजबूत प्रतिरोध प्रदान करते हैं, लेकिन क्षारीय स्लैग द्वारा संक्षारण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं और Al₂O₃, K₂O, और Na₂O जैसे ऑक्साइड द्वारा संक्षारण के प्रति संवेदनशील होते हैं। लोड के तहत उनकी अपवर्तकता अधिक होती है, जो 1640 डिग्री से 1680 डिग्री तक होती है, जो ट्राइडिमाइट और क्रिस्टोबलाइट (क्रमशः 1670 डिग्री और 1713 डिग्री) के पिघलने बिंदु के करीब होती है। उनका सबसे बड़ा दोष उनका कम थर्मल शॉक प्रतिरोध है, लेकिन उनकी अपवर्तकता लोड के तहत उनकी अपवर्तकता के समान है। वे बिना विरूपण के उच्च तापमान पर लंबे समय तक उपयोग का सामना करते हैं, जिससे ऑपरेशन के दौरान चिनाई संरचनाओं की संरचनात्मक ताकत सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

सिलिका ईंटों का उपयोग मुख्य रूप से कोक ओवन के कार्बोनाइजेशन और दहन कक्षों की विभाजन दीवारों के साथ-साथ सोखने वाले गड्ढों, गर्म ब्लास्ट भट्टियों, एसिड ओपन चूल्हा भट्टियों और कांच भट्टियों की छतों या वाल्टों में किया जाता है। लोहा बनाने की तकनीक में, प्रत्यक्ष कटौती और पिघला हुआ कटौती जैसी नई प्रौद्योगिकियां धीरे-धीरे उत्पादक शक्तियों में परिवर्तित हो रही हैं। कोकिंग उद्योग में, कोक ओवन के उपयोग के बिना उत्पादित एक "निर्मित कोक" विकसित किया गया है, जो आंशिक रूप से पारंपरिक कोक की जगह ले सकता है।

सिलिका दुर्दम्य ईंटें, अधिकांश सिंटरयुक्त दुर्दम्य ईंटों की तरह, अर्ध-सूखी प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पादित की जाती हैं और सुरंग भट्टियों में पकाई जाती हैं। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान होने वाली दरारें उच्च स्क्रैप दर के मुख्य कारणों में से एक हैं।

सिलिका ईंटों में दरारों के प्रकार

सिलिकॉन ईंटों में दरारों को सतही दरारें और आंतरिक दरारें के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिन्हें परत दरारें भी कहा जाता है। सतही दरारों को अनुप्रस्थ दरारें, अनुदैर्ध्य दरारें और नेटवर्क दरारें के रूप में वर्गीकृत किया गया है। घने हरे पिंड बनाने के लिए सिलिका ईंटों का उत्पादन अर्ध-{{2}सूखी प्रेस -गठन विधि का उपयोग करके किया जाता है। हरे शरीर पर लागू दबाव की दिशा में होने वाली दरारें अनुप्रस्थ दरारें होती हैं, जबकि दबाव की दिशा के लंबवत होने वाली दरारें ऊर्ध्वाधर दरारें होती हैं। नेटवर्क दरारें सिलिका ईंट की सतह पर मकड़ी के जाले पैटर्न में वितरित कई दरारों से बनी होती हैं।

आमतौर पर, एक मानक सिलिका ईंट के लिए, हरे शरीर को उसकी मोटाई के माध्यम से दबाया जाता है। सिलिका अग्नि ईंटों की निर्माण प्रक्रिया अनिवार्य रूप से रिक्त स्थान के भीतर कणों को जमा करने और हवा निकालने की एक प्रक्रिया है, जिससे एक सघन रिक्त स्थान बनता है। मशीन से दबाए जाने के बाद, ईंटें उच्च घनत्व, मजबूती, न्यूनतम सुखाने और फायरिंग संकोचन और आसानी से नियंत्रित उत्पाद आयाम जैसे फायदे प्रदर्शित करती हैं। हालाँकि, यदि मशीन में दबाने की प्रक्रिया को अनुचित तरीके से नियंत्रित किया जाता है, तो दबाव की दिशा में लंबवत लैमेलर दरारें दबाव प्रक्रिया के दौरान रिक्त स्थान में बन सकती हैं। इसलिए, सिलिका फायरब्रिक्स के भीतर लैमेलर दरारें, या बस लेमिनेशन, भी अनुदैर्ध्य दरारें हैं।
ईंटों के बनने या सूखने के तुरंत बाद बड़े लेमिनेशन का पता लगाया जा सकता है। हालाँकि, ईंटों के भीतर मामूली लेमिनेशन फायरिंग के बाद ही ध्यान देने योग्य होते हैं, क्योंकि फायरिंग के दौरान थर्मल तनाव के कारण उनका विस्तार होता रहता है। दरारें वाली ईंटें, विशेष रूप से लेमिनेशन, टूटने का खतरा होता है, जिससे वे अनुपयोगी हो जाती हैं और सिलिका ईंट उत्पादों की उपज कम हो जाती है।

सिलिका ईंटों में दरारों के निर्माण और रोकथाम के लिए मुख्य उपाय

1. मशीन से दबाना
सिलिका ईंटों में लेमिनेशन मुख्य रूप से मशीन द्वारा दबाने की प्रक्रिया के अनुचित नियंत्रण के कारण होता है और कभी-कभी इसे मशीन द्वारा दबायी गयी दरारें भी कहा जाता है। सिलिका दुर्दम्य ईंटों के कच्चे माल और रिक्त स्थान पदार्थ के तीन चरणों से बने होते हैं: ठोस, पानी या अन्य बाइंडर और हवा। यांत्रिक संपीड़न मोल्डिंग या डाई दबाने की पूरी प्रक्रिया के दौरान, ठोस और तरल चरणों की मात्रा नहीं बदलती है, जबकि दबाव की क्रिया के कारण रिक्त स्थान में हवा की मात्रा संपीड़ित और कम हो जाती है, और संपीड़ित रिक्त की मात्रा भी तदनुसार कम हो जाती है। डाई दबाने की प्रक्रिया को मोटे तौर पर निम्नलिखित तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: (1) पहले चरण में, दबाव की कार्रवाई के तहत, रिक्त स्थान में कण चलना शुरू करते हैं और एक सघन ढेर में पुन: कॉन्फ़िगर होते हैं। इस प्रक्रिया की विशेषता स्पष्ट संपीड़न है। जब दबाव एक निश्चित मान तक बढ़ जाता है, तो यह दूसरे चरण में प्रवेश करता है। (2) दूसरे चरण में, कण भंगुर और लोचदार विरूपण से गुजरते हैं। रिक्त स्थान को एक निश्चित सीमा तक संपीड़ित करने के बाद, आगे संपीड़न में बाधा आती है। जब दबाव बढ़ता है और बाहरी बल तक पहुँच जाता है जिसके कारण कण फिर से विकृत हो जाते हैं, तो रिक्त स्थान पुनः संकुचित हो जाता है, और रिक्त स्थान का घनत्व तदनुसार बढ़ जाता है। यह चरण एक ऐसा चरण है जहां संपीड़न और दबाव कम और लगातार हो जाते हैं। (3) तीसरे चरण में, सीमा दबाव के तहत, रिक्त स्थान का सापेक्ष घनत्व मूल रूप से स्थिर होता है और इसे बढ़ाना मुश्किल होता है। खाली ईंट की डाइ प्रेसिंग का काम पूरा हो गया है। संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, लोचदार प्रभावों के कारण हरे शरीर के विलंबित विस्तार को 2% से कम नियंत्रित किया जाना चाहिए। ऐसा करने में विफलता के परिणामस्वरूप अक्सर दबाने की प्रक्रिया के दौरान उत्पाद अस्वीकार कर दिया जाएगा। यदि हरा शरीर लागू दबाव की दिशा के साथ "स्तरित घनत्व" बनाता है, घनत्व अंतर 2% से अधिक है, तो हरे शरीर के भीतर परत टूटने की संभावना है। इससे फायरिंग के दौरान असमान थर्मल विस्तार होता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण थर्मल तनाव होता है और घनत्व परतों के समानांतर अनुदैर्ध्य दरारें बनती हैं, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद अस्वीकृति होती है।

संपीड़न मोल्डिंग के दौरान, कणों के बीच आंतरिक घर्षण, कणों और मोल्ड की दीवार के बीच बाहरी घर्षण और दबाए गए हरे शरीर के विरूपण को दूर करने के लिए दबाव का उपयोग किया जाता है। जैसे-जैसे दबाने वाले सिर से दूरी बढ़ती है, हरे शरीर का आंतरिक दबाव कम होता जाता है।

इसलिए, सिलिका ईंटों को दबाते समय, हरे शरीर के भीतर समान दबाव वितरण सुनिश्चित करने के लिए, बड़े पहलू अनुपात वाले लंबे सांचों के बजाय छोटे पहलू अनुपात वाले छोटे सांचों का उपयोग करना सबसे अच्छा है। साथ ही, आंतरिक घर्षण और दबाव संचरण हानि को कम करने के लिए कुछ प्लास्टिसाइज़र और सर्फेक्टेंट को रिक्त स्थान में पेश किया जाता है; बाहरी घर्षण को कम करने के लिए मोल्ड फ़िनिश में सुधार या चिकनाई की जाती है; रिक्त स्थान के एल/डी अनुपात को कम करने के लिए डबल-साइड प्रेसिंग का उपयोग किया जाता है; और रिक्त स्थान के भीतर अत्यधिक दबाव संचय को रोकने और लोचदार दुष्प्रभावों को खत्म करने के लिए हल्के और फिर भारी से शुरू होने वाले कई दबावों को नियोजित किया जाता है। ये उपाय रिक्त स्थान के भीतर दबाव और घनत्व की एकरूपता में सुधार करते हैं। यह सिलिका ईंट रिक्त स्थान के भीतर दबाव सतह के निकट उच्च घनत्व और दबाव सतह से दूर कम घनत्व को रोकता है, जिससे परत घनत्व और दरारों का निर्माण कम हो जाता है।

इसके अलावा, एग्रीगेट, क्लिंकर, बॉल मिल पाउडर, मिनरलाइजर, सल्फाइट पल्प वेस्ट लिकर और प्लास्टिसाइजर को मिलाकर सिलिका ब्रिक ब्लैंक तैयार किया जाता है। ब्लैंक सानने की प्रक्रिया में सुधार करने से ब्लैंक के घनत्व को बढ़ाने में भी मदद मिल सकती है। भौतिक मिश्रण तकनीक के संदर्भ में, एक ही चरण में सामग्रियों की गति को मिश्रण कहा जाता है, विभिन्न चरणों में सामग्रियों की गति को सरगर्मी कहा जाता है, और उच्च चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों के मिश्रण को सानना (सानना और मिश्रण करना) कहा जाता है। उचित सानने से, बड़े कणों के चारों ओर महीन पाउडर का लेप लगाया जा सकता है, जिससे प्रभावी ढंग से गैसें निकल जाती हैं और ईंट का घनत्व बढ़ जाता है, जिससे ईंट की सरंध्रता कम हो जाती है।

2. फायरिंग प्रक्रिया
सिलिका ईंटों की सिंटरिंग अनिवार्य रूप से SiO2 का पॉलीक्रिस्टलाइन परिवर्तन है। खनिज पदार्थों की कार्रवाई के तहत, सिलिका कच्चे माल को धीरे-धीरे पाप किया जाता है, जो अनिवार्य रूप से ट्राइडिमाइट और क्रिस्टोबलाइट में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें केवल थोड़ी मात्रा में अवशिष्ट क्वार्ट्ज होता है। उपयोग के दौरान, सिलिका फायरब्रिक्स को 1450 डिग्री तक गर्म करने पर कुल मात्रा में 1.5% से 2.2% तक विस्तार होता है। यह अवशिष्ट विस्तार मोर्टार जोड़ों को सील कर देता है, जिससे सिलिका ईंट चिनाई में अच्छी जकड़न और संरचनात्मक ताकत सुनिश्चित होती है। इसके अलावा, SiO2 का यह पॉलीक्रिस्टलाइन परिवर्तन यह निर्देश देता है कि सिलिका अग्नि ईंटें प्रारंभिक भट्ठा फायरिंग चरण के दौरान दुर्दम्य सामग्री की निगरानी का ध्यान केंद्रित करती हैं, जिसमें धीमी और समान ताप दर की विशेषता होती है। क्योंकि सिलिका फायरब्रिक्स में - और -क्रिस्टोबालाइट का क्रिस्टल परिवर्तन 150-300 डिग्री के तापमान रेंज के भीतर एक महत्वपूर्ण मात्रा प्रभाव के साथ होता है, भट्ठा फायरिंग के दौरान इस रेंज के भीतर तापमान को धीरे-धीरे बढ़ाने के लिए विशेष देखभाल की जानी चाहिए।

सिलिका ईंटों को जलाने के दौरान होने वाले भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों को निम्नानुसार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:
① 150 डिग्री से नीचे ईंटों में बची हुई नमी को हटा दिया जाता है।
② Ca(OH)2 450-550 डिग्री के बीच विघटित होना शुरू होता है और 550 डिग्री तक पूरा हो जाता है। इस बिंदु पर, CaO और अन्य पदार्थों की क्रिया से सिलिका ईंट कणों के बीच के बंधन टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ताकत में कमी आती है और ईंट भंगुर हो जाती है।
③ 550-650 डिग्री पर, -क्वार्ट्ज ईंटें मोनोक्वार्ट्ज में बदल जाती हैं, जिससे आयतन का विस्तार होता है।
④ 600-700 डिग्री पर, CaO और SiO2 के बीच एक ठोस-चरण प्रतिक्रिया होती है, जिससे ईंट की ताकत बढ़ जाती है।
⑤ 800{1}}1100 डिग्री पर, ईंटों में एक तरल चरण प्रतिक्रिया होती है, जिससे ईंट की ताकत तेजी से बढ़ती है। 1100 डिग्री से शुरू होकर, क्वार्ट्ज रूपांतरण की दर काफी बढ़ जाती है, और कम घनत्व वाला क्वार्ट्ज बनता है, जिससे महत्वपूर्ण मात्रा में विस्तार होता है।

⑥ 1300-1350 डिग्री पर, ट्राइडीमाइट और क्रिस्टोबलाइट की मात्रा में वृद्धि के कारण, हरे शरीर का वास्तविक विशिष्ट गुरुत्व कम हो जाता है, और आयतन विस्तार बढ़ जाता है, जिससे दरार पड़ सकती है।

⑦ 1350-1470 डिग्री पर, क्वार्ट्ज रूपांतरण की डिग्री और परिणामी विस्तार बहुत बड़ा है। केवल मोनोक्वार्ट्ज, मेटास्टेबल क्रिस्टोबलाइट, खनिज और अशुद्धियाँ एक तरल चरण बनाने के लिए परस्पर क्रिया करती हैं, और मेटास्टेबल क्रिस्टोबलाइट बनने पर दरारें बनाने के लिए क्वार्ट्ज कणों पर आक्रमण करती हैं, जो गठित तरल चरण में मोनोक्वार्ट्ज और मेटास्टेबल क्रिस्टोबलाइट के निरंतर विघटन को बढ़ावा देता है, जिससे यह सिलिकॉन और ऑक्सीजन का एक सुपरसैचुरेटेड पिघल बन जाता है, और फिर पिघल से स्थिर ट्राइडीमाइट के रूप में लगातार क्रिस्टलीकृत होता है। इस समय, तरल चरण की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, सिलिका ईंट रूपांतरण की गति उतनी ही तेज होगी, और ईंट के हरे शरीर में दरार की संभावना उतनी ही अधिक होगी। इसलिए, फायरिंग प्रक्रिया के दौरान सिलिका ईंट को क्रिस्टल फॉर्म में बदलाव से बचाने के लिए, साथ ही बड़ी मात्रा में परिवर्तन के कारण दरारें बनने से रोकने के लिए, निम्नलिखित प्रक्रिया उपाय किए जाने चाहिए:

(1) विभिन्न फायरिंग तापमान श्रेणियों की ताप दर को नियंत्रित करें। जब तापमान 600 डिग्री से कम हो तो हीटिंग दर धीमी कर देनी चाहिए। जब तापमान 600 डिग्री और 1000 डिग्री के बीच हो तो हीटिंग दर तेज हो सकती है। जब तापमान 1100 डिग्री और 1300 डिग्री के बीच हो तो हीटिंग दर धीमी होनी चाहिए। जब तापमान 1300 डिग्री और फायरिंग तापमान (1430 डिग्री से 1450 डिग्री) के बीच होता है, तो फायरिंग प्रक्रिया के दौरान हीटिंग दर सबसे धीमी होनी चाहिए। जब पकी हुई सिलिका ईंटों को 600 डिग्री से नीचे, विशेषकर 300 डिग्री पर ठंडा किया जाता है, तो उन्हें धीरे-धीरे ठंडा किया जाना चाहिए। यह क्रिस्टल परिवर्तन के आयतन परिवर्तन को प्रभावी ढंग से बफर कर सकता है, जिससे ट्राइडीमाइट और क्रिस्टोबलाइट की सामग्री अधिक हो जाती है और दरारें बनने से बचा जा सकता है।

(2) उच्च तापमान फायरिंग चरण के दौरान एक कम करने वाले वातावरण का उपयोग किया जाना चाहिए, जो कम {2}वैलेंट आयरन ऑक्साइड के खनिजकरण के लिए अनुकूल है और ट्राइडीमाइट के बड़े पैमाने पर उत्पादन को बढ़ावा देता है। अन्यथा, ऑक्सीकरण वाले वातावरण में, विशेष रूप से जब खनिज अपर्याप्त होता है, तो अधिकांश -क्वार्टज़ -क्रिस्टोबलाइट में परिवर्तित हो जाता है। इस रूपांतरण को "सूखा रूपांतरण" कहा जाता है। शुष्क रूपांतरण के दौरान, ईंट के शरीर के असमान मात्रा विस्तार और तरल चरण बफरिंग तनाव की कमी के कारण, उत्पाद संरचना ढीली और टूट जाएगी। साथ ही, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिलिका ईंटों की उचित चरण संरचना हो और उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा किया जाए, सिलिका ईंट फायरिंग के विभिन्न तापमान चरणों में उचित इन्सुलेशन किया जाना चाहिए।

(3) दरारों की संभावना को कम करने के लिए अर्ध-तैयार उत्पाद लोडिंग प्रणाली में सुधार करें। सिलिका दुर्दम्य ईंटों में अनुप्रस्थ दरारें, यानी उत्पाद की दबाव दिशा के समानांतर दरारें, आमतौर पर फायरिंग के दौरान उत्पाद के विभिन्न हिस्सों के असमान हीटिंग के कारण होती हैं। वे अधिकतर ईंटों के ढेर के बाहर आग के संपर्क में आने वाली सतह पर दिखाई देते हैं, विशेषकर शीर्ष उत्पाद की सतह पर। सिलिका अग्नि ईंटों की सतह पर जाली की दरारें, असमान गूंधने या कच्चे माल में परिवर्तन के कारण हरे शरीर की सूक्ष्म असमानता के अलावा, आमतौर पर उत्पाद को बड़े उतार-चढ़ाव के साथ बहुत अधिक तापमान पर गर्म करने के कारण होती हैं। लोड करते समय, विशेष सिलिकॉन ईंटों को भट्ठा कार के अंदर रखने की आवश्यकता होती है, और मानक साधारण ईंटों को भट्ठा कार के बाहर रखने की आवश्यकता होती है; विशेष आकार की ईंटों के उभरे हुए हिस्सों या दरारों की संभावना वाले हिस्सों को अंदर की ओर रखा जाना चाहिए; आग आदि के सीधे प्रभाव से बचने के लिए भट्ठी की गाड़ी के शीर्ष को कुछ पतली ईंटों से ढक देना चाहिए। अन्यथा, अधिक दरारें पड़ जाएंगी।

दरारें सिलिकॉन ईंट की उपज और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक हैं। सिलिका ईंटों में दरारें रोकने के लिए प्रेस मोल्डिंग और फायरिंग प्रक्रियाओं में महारत हासिल करना महत्वपूर्ण है। सिलिका कच्चे माल के सैद्धांतिक और वास्तविक रूपांतरण अलग-अलग होते हैं, और कच्चे माल, ईंट के प्रकार और अन्य कारकों में परिवर्तन के आधार पर फायरिंग शेड्यूल को वास्तविक समय में समायोजित किया जाना चाहिए। सिलिका ईंट के रिक्त स्थान की तैयारी और गुणवत्ता महत्वपूर्ण, यहां तक ​​कि महत्वपूर्ण कारक भी हैं। केवल प्रत्येक प्रक्रिया चरण को सख्ती से नियंत्रित करके ही उच्च प्रदर्शन वाली सिलिका ईंटों का उत्पादन कुशलतापूर्वक और कम ऊर्जा खपत के साथ किया जा सकता है।