उच्च तापमानात (साधारणपणे १०००~१८०० °C) भौतिक, रासायनिक, यांत्रिक आणि इतर परिणामांमुळे रिफ्रॅक्टरी मटेरियलचा वापर करताना ते सहजपणे वितळतात आणि मऊ होतात, किंवा झिजतात, किंवा त्यांना तडे जाऊन नुकसान होते, ज्यामुळे कार्यात व्यत्यय येतो आणि मटेरियल दूषित होते. म्हणून, रिफ्रॅक्टरी मटेरियलमध्ये विविध कार्य परिस्थितींशी जुळवून घेण्याचे गुणधर्म असणे आवश्यक आहे. रिफ्रॅक्टरी मटेरियलची उच्च तापमान कामगिरी निश्चित करणारे ४ निर्देशक खालीलप्रमाणे आहेत:
(1) दुर्दम्य
उच्च तापमानाच्या प्रभावाखाली एखादा पदार्थ ज्या तापमानाला विशिष्ट प्रमाणात मऊ होतो, त्या तापमानाला 'अपवर्तकता' म्हणतात आणि ती उच्च तापमानाच्या प्रभावाविरुद्ध पदार्थाच्या कामगिरीचे वैशिष्ट्य दर्शवते. एखादा पदार्थ उच्च तापमान सहन करणारा पदार्थ म्हणून वापरला जाऊ शकतो की नाही, हे ठरवण्यासाठी उच्च तापमान सहन करण्याची क्षमता हा आधार असतो. आंतरराष्ट्रीय मानकीकरण संस्थेनुसार, १५०० ℃ पेक्षा जास्त उच्च तापमान सहन करण्याची क्षमता असलेले अजैविक अधातू पदार्थ हे उच्च तापमान सहन करणारे पदार्थ मानले जातात. ही (उच्च तापमान सहन करण्याची क्षमता) पदार्थाच्या वितळणबिंदूपेक्षा वेगळी असते आणि विविध खनिजांपासून बनलेल्या बहु-अवस्था घन पदार्थांच्या मिश्रणाची ही एक व्यापक अभिव्यक्ती आहे.
पदार्थाची उष्णतारोधकता निश्चित करणारा सर्वात मूलभूत घटक म्हणजे त्याची रासायनिक खनिज रचना आणि वितरण. विविध अशुद्ध घटक, विशेषतः ज्यांचा विद्रावक प्रभाव तीव्र असतो, ते पदार्थाची उष्णतारोधकता गंभीरपणे कमी करतात. त्यामुळे, कच्च्या मालाची शुद्धता सुनिश्चित करण्यासाठी आणि सुधारण्यासाठी उत्पादन प्रक्रियेत योग्य उपाययोजनांचा विचार केला पाहिजे.
उच्चतापमान सहन करण्याची क्षमता ही एखाद्या पदार्थाची विशिष्ट निरपेक्ष भौतिक राशी नसून, विशिष्ट चाचणी परिस्थितीत मोजल्या जाणाऱ्या, पदार्थाच्या विशिष्ट मऊ होण्याच्या पातळीवर पोहोचल्यावर मिळणारा एक सापेक्ष तांत्रिक निर्देशक आहे. चाचणी पदार्थापासून, विहित पद्धतीनुसार एक छाटलेला त्रिकोणी शंकू (ज्याला चाचणी शंकू म्हणतात) आणि एका विशिष्ट तापवण्याच्या दराने, निश्चित वाकण्याच्या तापमानासह एक प्रमाणित छाटलेला त्रिकोणी शंकू (ज्याला प्रमाणित शंकू म्हणतात) बनवला जातो. चाचणी शंकूच्या वाकण्याच्या पातळीची प्रमाणित शंकूच्या वाकण्याच्या पातळीशी तुलना करून उच्चतापमान सहन करण्याची क्षमता निश्चित केली जाते. छाटलेल्या त्रिकोणी शंकूचा खालचा तळ प्रत्येक बाजूला ८ मिमी लांब, वरचा तळ प्रत्येक बाजूला २ मिमी रुंद आणि उंची ३० मिमी असते. मोजमाप करताना, उच्च तापमानात शंकूमध्ये द्रव अवस्था निर्माण होऊ शकते. तापमान वाढल्याने, द्रव अवस्थेचे प्रमाण वाढते, द्रव अवस्थेची चिकटपणा कमी होतो आणि शंकू मऊ होतो. जेव्हा मऊ होण्याची प्रक्रिया एका विशिष्ट पातळीवर पोहोचते, तेव्हा शंकू स्वतःच्या वजनामुळे हळूहळू वाकतो. जेव्हा चाचणी शंकू आणि मानक शंकू एकाच वेळी त्यांचे टोक चेसिसला स्पर्श करेपर्यंत वाकवले जातात, तेव्हा मानक शंकूचे निर्धारित वाकण्याचे तापमान हे चाचणी शंकूची उच्चाटनक्षमता म्हणून ग्राह्य धरले जाईल.
याला भाराखालील रिफ्रॅक्टरीचा मृदूकरण बिंदू किंवा भाराखालील रिफ्रॅक्टरीचे विरूपण तापमान असेही म्हणतात. हे स्थिर भाराखाली उच्च तापमान आणि भार यांच्या एकत्रित क्रियेला रिफ्रॅक्टरीचा असलेला प्रतिकार किंवा अशी तापमान श्रेणी दर्शवते, ज्यामध्ये रिफ्रॅक्टरी स्पष्ट प्लॅस्टिक विरूपण दर्शवते. भाराखालील मृदूकरण तापमानावरून रिफ्रॅक्टरीच्या कमाल सेवा तापमानाचा अंदाज लावता येतो. भाराखालील मृदूकरण तापमान हे वापराच्या समान परिस्थितीत रिफ्रॅक्टरीची संरचनात्मक शक्ती दर्शवते आणि रिफ्रॅक्टरीचे कमाल सेवा तापमान निश्चित करण्यासाठी आधार म्हणून वापरले जाऊ शकते.
भाराखालील मऊ होण्याचे तापमान निश्चित करणारा मुख्य घटक म्हणजे पदार्थाची रासायनिक खनिज रचना, जी पदार्थाच्या उत्पादन प्रक्रियेशी देखील थेट संबंधित असते. पदार्थाच्या सिंटरिंग तापमानाचा भाराखालील मऊ होण्याच्या विकृती तापमानावर मोठा प्रभाव पडतो. जर सिंटरिंग तापमान योग्यरित्या वाढवले, तर सच्छिद्रता कमी झाल्यामुळे, स्फटिकांच्या वाढीमुळे आणि चांगल्या बंधनामुळे सुरुवातीचे विकृती तापमान वाढेल. कच्च्या मालाची शुद्धता सुधारल्याने आणि कमी वितळणबिंदू किंवा द्रावकांचे प्रमाण कमी केल्याने भाराखालील मऊ होण्याचे विकृती तापमान वाढेल. उदाहरणार्थ, मातीच्या विटांमधील सोडियम ऑक्साईड आणि सिलिका विटांमधील ॲल्युमिना हे सर्व हानिकारक ऑक्साईड आहेत.
(3) उष्णतारोधक पदार्थांची उच्च तापमानातील आकारमान स्थिरता
दीर्घकाळापर्यंत उच्च तापमानाच्या प्रभावाखाली, अग्निरोधक पदार्थामध्ये आकारमान विस्तार होतो, ज्याला अवशिष्ट विस्तार म्हणतात. अग्निरोधक पदार्थाच्या अवशिष्ट विस्ताराचे (विरूपणाचे) प्रमाण हे त्याच्या उच्च तापमानातील आकारमान स्थिरतेची गुणवत्ता दर्शवते. अवशिष्ट विरूपण जितके कमी, तितकी आकारमान स्थिरता चांगली; याउलट, आकारमान स्थिरता जितकी खराब, तितके बांधकामाचे विरूपण किंवा नुकसान होण्याची शक्यता जास्त असते.
पुनर्ज्वलन रेषेतील बदलाचा उपयोग अनेकदा पदार्थाच्या उच्च तापमानातील आकारमान स्थिरतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी केला जातो, जे पदार्थाच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक महत्त्वाचे सूचक आहे.
बहुतेक उष्णतारोधक पदार्थ उच्च तापमानाच्या प्रभावाखाली आकुंचन पावतात. पुन्हा भाजताना, बहुतेक उष्णतारोधक पदार्थ आकुंचन पावतात, याचे मुख्य कारण म्हणजे उच्च तापमानामुळे पदार्थात निर्माण झालेली द्रव अवस्था छिद्रे भरते, ज्यामुळे कण अधिक घट्ट होतात आणि खेचले जातात. त्यानंतर पुन:स्फटिकीकरण होते, ज्यामुळे पदार्थाची घनता आणखी वाढते. असेही काही पदार्थ आहेत जे पुन्हा भाजताना प्रसरण पावतात. उदाहरणार्थ, सिलिका विटा वापरादरम्यान बहुस्फटिकी रूपांतरणामुळे प्रसरण पावतात. याचे कारण असे की, सिलिका विटांमधील रूपांतरित न झालेला क्वार्ट्ज उच्च तापमानात सतत ट्रायडायमाइट किंवा स्क्वेअरमध्ये रूपांतरित होत राहतो. सिलिका विटांमध्ये, आकारमानाने प्रसरण पावणारा क्वार्ट्ज सुमारे १०% रूपांतरित न झालेला असतो. पदार्थाचे पुन्हा भाजताना होणारे आकुंचन आणि प्रसरण कमी करण्यासाठी, भाजण्याचे तापमान योग्यरित्या वाढवणे आणि धरून ठेवण्याचा कालावधी वाढवणे प्रभावी ठरते, परंतु ते खूप जास्त नसावे, अन्यथा त्यामुळे पदार्थाच्या संरचनेचे काचीकरण होईल आणि औष्णिक धक्क्याची स्थिरता कमी होईल. भाजण्याच्या आणि वापराच्या प्रक्रियेदरम्यान पदार्थातील क्वार्ट्ज कणांच्या प्रसरणामुळे, मातीच्या आकुंचनाची भरपाई होते, त्यामुळे सेमी-सिलिका विटांच्या आकारमानात बदल कमी होतो आणि त्यापैकी काही किंचित प्रसरण पावलेल्या असतात.
(4) औष्णिक धक्का स्थिरता
तापमानातील जलद बदलांना कोणताही नाश न होता प्रतिकार करण्याच्या उष्णतारोधक पदार्थांच्या क्षमतेला औष्णिक धक्का स्थिरता म्हणतात. हा गुणधर्म औष्णिक धक्का प्रतिरोध किंवा औष्णिक धक्का प्रतिकार म्हणूनही ओळखला जातो.
पदार्थाच्या औष्णिक धक्का स्थिरता निर्देशांकावर परिणाम करणारा मुख्य घटक म्हणजे पदार्थाचे भौतिक गुणधर्म, जसे की औष्णिक प्रसरण, औष्णिक वाहकता इत्यादी. सर्वसाधारणपणे, पदार्थाचा रेषीय प्रसरणाचा दर जितका जास्त असतो, तितकी त्याची औष्णिक धक्का स्थिरता कमी असते; पदार्थाची औष्णिक वाहकता जितकी जास्त असते, तितकी त्याची औष्णिक धक्का स्थिरता चांगली असते. याव्यतिरिक्त, उष्णतारोधक पदार्थाची सूक्ष्म-संरचना, कणांची रचना आणि आकार या सर्वांचा औष्णिक धक्का स्थिरतेवर परिणाम होतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: १५ जुलै २०२२