در مهندسی کوره،ریخته گری نسوزمواد معمولاً به صورت مخلوطهای حجیم و آستربندی شده در محل تهیه میشوند که عمدتاً برای نوسازی آسترهای کوره و تعمیر قطعات قدیمی استفاده میشود. مواد مورد نیاز نیز باید متنوع باشند تا با محیط های پیچیده مختلف سازگار شوند.
1. کنترل دقیق مصرف آب
در فرآیند ساخت و سازهای ریخته گری، نقش آب بسیار مهم است. با افزودن دقیق مقدار مناسب آب، می توانیم پودر خشک را به یک دوغاب ریخته گری دیرگداز با سیالیت خوب تبدیل کنیم و سپس به آرامی ساخت و ساز را انجام دهیم. آب نه تنها بهعنوان واسطه برای ریختهگریهای دیرگداز عمل میکند، بلکه نقش پل را در فرآیند سخت شدن آن ایفا میکند و تضمین میکند که دوغاب دارای تیکسوتروپی و سیالیت ایدهآل است، در نتیجه یک جزء ریختهگری یا آستر با ساختار متراکم، اتصال محکم و استحکام مکانیکی بالا تشکیل میدهد. .
اگر چه به نظر می رسد آب بیش از حد سیالیت را بهبود می بخشد، اما در واقع باعث جدا شدن و رسوب سنگدانه ها و پودرها می شود و در نتیجه هنگام خروج رطوبت در طول فرآیند خشک کردن، منافذ بیش از حد ایجاد می شود و در نتیجه بر سفتی ساختاری و عملکرد جزء ریخته گری یا آستر تأثیر می گذارد. به ویژه قابل توجه است که مصرف بیش از حد آب نیز ممکن است منجر به مشکلات جدی مانند کاهش استحکام و کاهش مقاومت در برابر فرسایش شود.
به منظور اطمینان از عملکرد ساخت و ساز و در عین حال محدود کردن مصرف آب، ما معمولا راه حل های حرفه ای را اتخاذ می کنیم. این شامل استفاده از سورفکتانت ها، یعنی کاهنده آب ( روان کننده ها) یا پخش کننده ها می شود. این افزودنی ها می توانند به طور موثر تیکسوتروپی و سیالیت دوغاب ریخته گری نسوز را بهبود بخشند، به طوری که در عین کاهش مصرف آب، همچنان می تواند عملکرد ساخت و ساز خوبی را حفظ کند. به منظور دستیابی به بهترین اثر کاهش آب، ما اغلب سورفکتانت های کامپوزیتی را برای دستیابی به بهبود جامع در عملکرد دوغاب انتخاب می کنیم.
2. مخلوط کردن مواد ریخته گری
در طول فرآیند ساخت مواد دیرگداز ریخته گری، به طور دقیق با آب مخلوط می شود تا یک دوغاب یکنواخت و صاف تشکیل شود. این فرآیند با سرعت ثابت در تجهیزات اختلاط حرفه ای انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که هر اختلاط می تواند بهترین اثر را به دست آورد. با عمیق شدن اختلاط، نیروی اختلاط به تدریج افزایش می یابد و زمان مورد نیاز برای اختلاط یکنواخت به ترتیب کاهش می یابد. در همان زمان، دمای دوغاب ریخته گری به تدریج افزایش می یابد و پایه ای محکم برای ساخت و ساز بعدی ایجاد می کند.
هنگامی که آب در ابتدا اضافه می شود، به نظر می رسد که ذرات به آرامی توسط لایه ای از فیلم مایع پوشیده شده اند و یک اتصال ظریف "پل مایع" را بین یکدیگر تشکیل می دهند. با همپوشانی لایه های جذب، نیروی جذب بین ذرات به تدریج افزایش می یابد و استحکام آگلومره ها نیز افزایش می یابد. در این مرحله، ما باید به طور هوشمندانه مقدار آب اضافه شده را تنظیم کنیم تا اطمینان حاصل کنیم که تراکم بین ذرات بهینه است.
افزایش بیشتر مقدار آب یا بهبود توزیع آب در ذرات می تواند ذرات بیشتری را با آب پیچیده کند، در حالی که گشتاور را افزایش داده و راندمان اختلاط را بهبود می بخشد. با این حال، زمانی که محتوای آب به یک سطح بحرانی خاص برسد، تعداد زیادی پل مایع بین ذرات تشکیل میشود و مقاومت برشی سیستم به شدت افزایش مییابد. این مقاومت برشی با افزایش سطح ذرات افزایش مییابد که چالشهای بیشتری را برای اختلاط به همراه دارد.
اما لطفاً توجه داشته باشید که وقتی آب فقط شکافهای بین ذرات را پر میکند و سطح ذرات را تا حد بحرانی میپوشاند، نیروی مویرگی به قویترین حد خود میرسد. در این مرحله، اگر آب بیشتری اضافه شود، تعداد "پل های مایع" به شدت کاهش می یابد و مقاومت برشی گل نیز کاهش می یابد. بنابراین، ما باید مقدار آب اضافه شده را به دقت کنترل کنیم تا از بهینه بودن خواص رئولوژیکی دوغاب ریخته گری اطمینان حاصل کنیم.
3. خشک کردن ریخته گری های نسوز
برای اطمینان از اینکه دستگاه ریخته گری می تواند بهترین عملکرد را نشان دهد، انتخاب شرایط خشک کردن و گرمایش بسیار مهم است. به خصوص برای ریخته گری های آلومینیومی بالا، از آنجایی که آنها حاوی مقدار زیادی آب آزاد و آب هیدراتاسیون هستند، این آب به تدریج بین 100 تا 550 درجه آزاد می شود. بنابراین، ما باید فرآیند خشک کردن و گرم کردن را به دقت طراحی کنیم تا اطمینان حاصل شود که این آب می تواند به طور موثر حذف شود و در عین حال از اثرات نامطلوب بر عملکرد دستگاه ریخته گری جلوگیری شود.
توصیه های ویژه کنترل نرخ گرمایش به شرح زیر است: ابتدا دما را از دمای محیط به 110 درجه با سرعت 15 درجه در ساعت افزایش دهید و به ازای هر ضخامت 25 میلی متر در این دما به مدت 1 ساعت گرم نگه دارید. سپس دما را از 110 درجه به 300 درجه با سرعت 15 درجه در ساعت افزایش دهید و به ازای هر ضخامت 25 میلی متر در 300 درجه به مدت 1 ساعت گرم نگه دارید. سپس سرعت گرمایش را به 25 درجه در ساعت برسانید تا دما از 300 درجه به 550 درجه برسد و به ازای هر 15 میلی متر ضخامت در 550 درجه به مدت 1 ساعت گرم نگه دارید. در نهایت دما را از 550 درجه به دمای مصرف نهایی با سرعت 75 درجه در ساعت افزایش دهید. چنین کنترل نرخ گرمایش خوب اطمینان حاصل می کند که مواد ریخته گری نسوز به طور یکنواخت گرم می شوند و به طور پایدار در طول فرآیند گرمایش تغییر می کنند و در نهایت عملکرد عالی را ارائه می دهند.
