परिचय
एल्यूमिनियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (H₂Al(PO₄)₂) दुर्दम्य उद्योग में एक प्रमुख उच्च तापमान बाइंडर है। यह मुख्य रूप से कमरे के तापमान के सख्त होने के दौरान प्रारंभिक बंधन बनाने और फिर उच्च तापमान सिंटरिंग के माध्यम से सिरेमिक चरण संरचना विकसित करने का कार्य करता है। यह प्रक्रिया दुर्दम्य समुच्चय को एक ठोस पूरे में जोड़ती है, जिससे सामग्री को उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध (1600 डिग्री से ऊपर स्थिर), स्लैग क्षरण प्रतिरोध और थर्मल शॉक प्रतिरोध मिलता है।
विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
रिफ्रैक्टरी कास्टेबल्स/प्लास्टिसोल: पिघले हुए लोहे और स्लैग से क्षरण को रोकने के लिए ब्लास्ट फर्नेस, लैडल्स और इसी तरह के उपकरणों की लाइनिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
आग रोक कोटिंग: इन्सुलेशन प्रदान करने और उच्च तापमान वाली गैसों के प्रवेश को रोकने के लिए भट्ठी की सतहों पर लगाया जाता है।
मरम्मत यौगिक: क्षतिग्रस्त दुर्दम्य भागों की त्वरित मरम्मत के लिए उपयोग किया जाता है, जो मूल सामग्री के साथ एक रासायनिक बंधन बनाता है।
पानी के गिलास और सीमेंट जैसे बाइंडरों की तुलना में, एल्यूमीनियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट उच्च तापमान शक्ति और एसिड स्लैग क्षरण के प्रतिरोध में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। यह लोहा और इस्पात, कांच और चीनी मिट्टी जैसे उच्च तापमान वाले उद्योगों के लिए एक मुख्य दुर्दम्य कच्चा माल है।
समारोह
1. परिवेशीय सख्तीकरण और प्रारंभिक संबंध
जलीय घोल में H₂Al(PO₄)₂ Al³⁺ और H₂PO₄⁻ में विघटित हो जाता है, जो दुर्दम्य समुच्चय की सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों (-OH) के साथ सोख लेता है या कमजोर रूप से रासायनिक रूप से बंध जाता है, जिससे प्रारंभिक आसंजन बनता है।
जैसे-जैसे पानी वाष्पित होता है और घोल अधिक गाढ़ा हो जाता है, H₂PO₄⁻ धीरे-धीरे पॉलीफॉस्फेट में बदल जाता है, जबकि Al³⁺ और फॉस्फेट कोलाइडल संरचना की तरह एक नेटवर्क बनाते हैं, जो सामग्री को कमरे के तापमान की शक्ति प्रदान करता है।
2. उच्च तापमान सिंटरिंग और सेरामाइजेशन संयोजन
200-600 डिग्री तक गर्म करने पर, H₂Al(PO₄)₂ धीरे-धीरे विघटित हो जाता है, उत्पादित एल्यूमीनियम फॉस्फेट (AlPO₄) दुर्दम्य समुच्चय में ऑक्साइड (जैसे Al₂O₃ और SiO₂) के साथ प्रतिक्रिया करके एक कम {2}पिघलने वाला {{3}बिंदु गलनक्रांतिक बनाता है। यह यूटेक्टिक कणों के बीच एक ग्लासी {5}चरण बंधन बनाता है, जो सामग्री की उच्च तापमान शक्ति को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।
जैसे-जैसे तापमान 1000 डिग्री से ऊपर बढ़ता है, ग्लासी चरण धीरे-धीरे उच्च तापमान प्रतिरोधी क्रिस्टल जैसे मुलाइट (3Al₂O₃·2SiO₂) में क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जो दुर्दम्य सामग्री को उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध और संरचनात्मक स्थिरता प्रदान करता है।
आवेदन
1. दुर्दम्य कास्टेबल्स और प्लास्टिसोल
आवेदन पत्र:
उच्च तापमान वाले क्षेत्रों जैसे भट्ठी लाइनिंग, ब्लास्ट फर्नेस आयरन ट्रफ, लैडल स्थायी लाइनिंग और इसी तरह के घटकों में उपयोग किया जाता है।
लाभ:
कोरंडम और स्पिनेल जैसे समुच्चय के साथ अच्छी संगतता; मिश्रण के बाद उत्कृष्ट कार्यशीलता (आकार में ढाला या घुसाया जा सकता है)।
सख्त करने की गति को त्वरक या मंदक जोड़कर समायोजित किया जा सकता है, जिससे यह साइट पर निर्माण के लिए उपयुक्त हो जाता है।
उच्च तापमान पर बनी सिरेमिक चरण संरचना स्लैग क्षरण (उदाहरण के लिए, लोहे और स्टील गलाने में स्लैग, और कांच के भट्टों में पिघला हुआ ग्लास) के लिए प्रतिरोध प्रदान करती है।
2. आग रोक पेंट और कोटिंग्स
आवेदन पत्र:
भट्ठों की बाहरी दीवारों या धातु घटकों की सतहों पर लगाया जाता है, जहां यह थर्मल इन्सुलेशन और वाशआउट के लिए प्रतिरोध प्रदान करता है।
लाभ:
सूखने के बाद एक घनी परत बनती है, जो उच्च तापमान वाली गैसों के प्रवेश को रोकती है और गर्मी के नुकसान को कम करती है।
धातु सब्सट्रेट्स से मजबूती से बंधता है और बार-बार हीटिंग और कूलिंग चक्र का सामना कर सकता है (सिलिकेट आधारित बाइंडर्स की तुलना में बेहतर थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करता है)।
3. दुर्दम्य पाउंडिंग और मरम्मत सामग्री
आवेदन पत्र:
ब्लास्ट फर्नेस सिलेंडर, रोटरी भट्ठा लाइनिंग और इसी तरह के उपकरणों के क्षतिग्रस्त हिस्सों की मरम्मत के लिए उपयोग किया जाता है।
लाभ:
रिक्त स्थानों को शीघ्रता से भरने के लिए कमरे के तापमान पर मैन्युअल या यंत्रवत् कूटकर ढाला जा सकता है।
फायरिंग के बाद, यह मूल दुर्दम्य सामग्री के साथ एक रासायनिक बंधन बनाता है, जो मरम्मत स्थल पर छीलने से रोकता है।
आवेदन में प्रमुख तकनीकी बिंदु
1. आनुपातिक अनुकूलन
एल्यूमीनियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट समाधान की सांद्रता आमतौर पर 50% और 60% के बीच नियंत्रित की जाती है। बहुत कम सांद्रता के कारण अपर्याप्त आसंजन होता है, जबकि बहुत अधिक सांद्रता के कारण सामग्री बहुत जल्दी कठोर हो जाती है।
बाइंडर की अत्यधिक मात्रा के कारण उच्च तापमान पर अत्यधिक सिकुड़न से बचने के लिए दुर्दम्य समुच्चय का कण आकार वितरण बाइंडर खुराक (आमतौर पर 5% से 15%) के साथ मेल खाना चाहिए।
2. इलाज प्रणाली नियंत्रण
कमरे के तापमान पर सूखने की अवस्था (25-60 डिग्री) के दौरान, सामग्री को टूटने से बचाने के लिए तेजी से पानी की कमी से बचना चाहिए।
हीटिंग और सिंटरिंग के दौरान, पानी के तेजी से वाष्पीकरण को रोकने के लिए हीटिंग दर को नियंत्रित किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, दर 100-300 डिग्री रेंज में 5 डिग्री/मिनट से अधिक नहीं होनी चाहिए), जिससे उच्च सरंध्रता हो सकती है।
3. हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध और संशोधन
दीर्घावधि आर्द्र वातावरण में, एल्युमीनियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट हाइड्रोलाइज होकर Al(OH)₃ अवक्षेप उत्पन्न कर सकता है, जिससे आसंजन कम हो जाता है। इसलिए, जल विकर्षक (जैसे सोडियम मिथाइलसिलैनोलेट) जोड़ना या जल विकर्षक उपचार करना आवश्यक है।
ऑक्साइड (उदाहरण के लिए, Cr₂O₃, ZrO₂) के साथ डोपिंग उच्च तापमान पर थर्मल विस्तार के गुणांक में सुधार कर सकती है, जिससे थर्मल शॉक के प्रतिरोध में और वृद्धि हो सकती है।
विशिष्ट अनुप्रयोग
लौह एवं इस्पात उद्योग:ब्लास्ट फर्नेस लाइनिंग के लिए दुर्दम्य कास्टेबल जो 1400-1600 डिग्री के उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं और पिघले हुए लोहे और स्लैग से क्षरण का प्रतिरोध कर सकते हैं।
कांच उद्योग:कांच के भट्टों की छतों पर लगाई जाने वाली दुर्दम्य कोटिंग, पिघले हुए कांच में Na₂O जैसे अस्थिर पदार्थों द्वारा क्षरण का विरोध करने में सक्षम है।
सिरेमिक सिंटरिंग फर्नेस:भट्टियों की आंतरिक दीवारों पर रिफ्रैक्टरी प्लास्टिसोल का उपयोग किया जाता है, जो भट्टी की सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए 1300-1500 डिग्री पर सिंटरिंग के दौरान संरचनात्मक स्थिरता बनाए रखता है।
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