پالستر تاندش (مگنوکت) کاربرد و چالش های پیشرو

صنعت آهن و فولاد از مهمترین صنایع مصرف کننده مواد دیر گداز میباشند بطوریکه در حال حاضر حدود ۰۷ % از محصوالت نسوز در صنایع آهن و فوالد مصرف میشود. در سالهای اخیر صنایع آهن و فوالد در حال اصالح فرآیندهای تولید فوالد باکیفیت عالی و با حداقل قیمت ممکن میباشد. این موضوع از جنبه های متفاوت نظیر کاهش قیمت تمام شده فوالد و همچنین فوالد عاری از هر گونه ناخالصی اهمیت دارد. تاندیش ریخته گری نه تنها بعنوان یک ظرف میانی برای انتقال مذاب به قالب ریخته گری پیوسته بلکه بعنوان آخرین مرحله ای که میتوان خواص مورد نظر را در مذاب تأمین نمود شناخته میشود. از آنجائیکه از طرفی دیرگدازی تاندیش بر روی کیفیت مذاب بطور وسیعی اثر گذار است و از طرف دیگر مقاومت در برابر سرباره دیرگداز بکار رفته در تاندیش میتواند بسیاری از مشکالت فوالدسازی را مرتفع سازد بنابراین میبایست نسوزی را برای پوشش دهی الیه کاری تاندیش انتخاب نمود که با کیفیت مذاب سازگار باشد و با مذاب و سرباره واکنش نشان ندهد. دیرگدازهای بکار رفته در جداره تاندیش شامل سه الیه دیرگداز با وظایف مختلف میباشد.

در الیه اول که الیه ایمنی نامیده میشود از آجرهای شاموتی بمنظور محافظت و نگهداری بدنه فوالدی تاندیش در زیر دمای بحرانی آن در طول عمکرد تاندیش استفاده میشود. الیه دوم که الیه دائمی نامیده میشود از جرمهای ریختنی کم سیمان و یا در برخی مواقع ) بسته به شرایط کارخانه ( از آجرهای آلومینایی استفاده میشود و در نهایت خارجی ترین الیه در داخل تاندیش، الیه مصرفی یا الیه کاری ) پالستر ( میباشد که در حقیقت نوعی جرم دیرگداز پایه منیزیتی است که از مهمترین وظایف آن میتوان به جلوگیری از تخریب الیه های دیرگداز تاندیش در حین تخلیه مذاب باقیمانده و منجمد شده پس از پایان فرآیند ریخته گری پیوسته، جلوگیری از تلفات حرارتی مذاب، محافظت آجرهای الیه ایمنی از آسیب های حرارتی و شیمیایی ناشی از تماس مستقیم با مذاب و کاهش میزان ناخالصی های اکسیدی در مذاب اشاره کرد.

بطور ایده آل مواد الیه کاری باید کمترین میزان واکنش با سرباره را داشته باشند. اما در عمل، سرباره تاندیش ها از لحاظ توع ترکیب بسیار وسیع هستند و امکان ایجاد سرباره کامالً بازی و اسیدی وجود دارد.

تحقیقات نشان میدهد که خوردگی نسوزهای منیزیتی را میتوان با کنترل ترکیب سرباره در جهت محدود کردن انحالل Mgo داخل سرباره کاهش داد در این راستا توجه به نوع بایندرهای مصرفی در جرم روکش تاندیش، و نوع اکسیدهای موجود در سرباره بسیار حائز اهمیت است.

به منظور فراهم کردن خاصیت عایقی پالستر تاندیش، آنرا متخلخل میسازند که این امر منجر به نفوذ سرباره و واکنش سرباره با دانه های منیزیت پالستر میشود که حاصل آن تشکیل فازهای زود ذوب نظیرردونایت، تفرویت، مونتی سیلیت و مرونیت و غیره در اطراف دانه های منیزیت میباشد. این فازها میتوانند دمای مذاب منیزیت را از ۰۰۷۷ درجه سانتیگرداد به زیر ۰۰۷۷ درجه کاهش دهند و باعث انحالل دانه های منیزیت شوند. )فازهای مذکور در نتیجه حضور ناخالصی هایی نظیر SiO2 ،CaO ،MnO ،MgO، Al2O3 و همچنین مقادیر ناجیزی Fe و Feo در ترکیب سرباره فوالد بوجود میآید(.

در جدول ۱ برخی ترکیباتی که احتمال تشکیل آنها در سرباره وجود دارد بهمراه دمای ذوب و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.

بایندرهای مورد استفاده در تهیه نسوزها به سه دسته بایندرهای آلی، غیر آلی و ترکیب از هر دو بسته بندی میشوند. در جرمهای روکش تاندیش از بایندرهای فسفاتی و سیلیکاتی و یا ترکیبی از هر دو به وفور استفاده میشود.

عدم استفاده از بایندر مناسب باعث ایجاد پدیده بلوکه شدن در جرمهای تاندیش میشود این اتفاق زمانی رخ میدهد که در قسمتهایی از تاندیش، دو الیه کاری و الیه دائمی در هم نفوذ کنند و لذا در هنگام برگرداندن تاندیش، عوامل سرباره و مذاب باقیمانده در تاندیش بصورت قفل شده در جرم قرار گرفته و از آن خارج نمیشود. وجود اکسیدهای قلیایی در ترکیب بایندرهای مورد استفاده در دمای باال میتواند باعث تشکیل فاز مذاب و واکنش این فاز با الیه دائمی گردد. این پدیده می تواند منجر به ذوب دو الیه و بلوکه شدن آنها گردد. تغییر ترکیب الیه دائمی که توسط ذوب دوالیه ایجاد میشود ضریب انبساطی حرارتی سطح الیه دائمی را افزایش میدهد. اختالف در میزان سطح و باقیمانده الیه دائمی منجر به پوسته ای شدن الیه دائمی و تخریب آن میگردد.