ديرگذرها (5)

طراحي و جنبه هاي ساختاري

عمر مفيد يک آستر ديرگذر ممکن است بخاطر طراحي اشتباه يا ساختار نامناسب کاهش يابد.(اين در حالي است که انتخاب نوع دير گذر به خوبي انجام شده است.)تعدادي از جنبه هاي مهم در طراحي ساختار ديرگذرعبارتند از:

1) چيدمان :

چيدمان بخش آجر کاري عبارتست از نحوه ي قرار گيري آجرها نسبت به همديگر .اين قرار گيري بايد به گونه اي باشد تا آجرها از همه ي جهات به صورت متناوب باشند.اين ساختار باعث مي گردد تا مطمئن شويم که ديوار به خوبي هوابندي شده است.در بخش هاي دروني کوره که به طور مستقيم با مذاب فلزي،سرباره و جريانات گازي در تماس است،سايش و خوردگي شديدي پيش بيني مي گردد .در واقع اين بخش ها را بايد به طور مداوم تعمير و بازسازي کرد.اين قسمت از لايه ي ديرگذراز ديوار اصلي مجزاست.

2) ضخامت ديوار :

براي ايجاد پايداري مناسب در ديواره بايد ضخامت آن با توجه به ارتفاعش تعيين گردد.ديوارهاي با ضخامت 115 ميلي متر نبايد ارتفاعي بيش از يک متر داشته باشند.مگر آنکه به صورت مناسب تقويت و مهار گردد.از نقطه نظر پايداري ،حداقل ضخامت ديواره بايد 230ميلي متر باشد.اين مقدار به طور مناسب با افزايش ارتفاع ،افزايش مي يابد.استفاده از صفحات فلزي با مهاربندي هاي مناسب ،پايدارري ديواره ي ديرگذر را بهبود مي دهد.ساختار اين صفحات فلزي و مهاربندهاي آن بايد به گونه اي باشد که ديرگذر هاي کوره در هنگام گرم و سرد شدن حرکت نکند.

3) اتصالات :

اتصالات بين آجرها و قطعات دير گداز ،بخش هاي کوچکي از جداره را تشکيل مي دهند امّا اين بخش ها داراي دو وظيفه ي مهم هستند.
1) جفت کردن قطعات (آجرها يا بلوک ها) به همديگر
2) جذب انبساط حرارتي و کم کردن تنش هاي بوجود آمده در آجرها
اتصالات ممکن است اتصالات ملات خور (مانند مواد گرانول به همراه زمينه و تخلخل )و يا اتصالات بدون ملات باشد.در هر مورد از اين اتصالات رفتار تنش-کرنش سطوح ميانجي به طور قابل ملاحظه اي متفاوت است.محل هاي اتصال بخش هاي ضعيف آستر ديرگداز هستند.
در دماي محيط تراکم اتصالات 20 0/0است.در دماي 1200C،اتصال ملات خور شروع به نرم شدن مي کند و حالت پلاستيک پيدا مي کند .در اين حالت تراکم اتصالات 50 0/0 است.

4) اتصالات ملات خور :

اتصالات ملات خور پايداري ساختار را بهبود مي بخشند .در اين مورد مواظب تغييرات اندازه و پيچ و تاب هاي اتفاق افتاده در سطوح تماس آجرها باشيم.اتصالات ملات خور بايد تا حد ممکن نازک باشند مخصوصاً در جاهايي که اين اتصالات در تماس مستقيم با فلز و يا سرباره ي مذاب و... هستند. و يا پاروهايي که براي برداشتن مذاب از آنها استفاده مي شود. استفاده از اتصالات ملات خور نازک در جايي امکان پذير است که ما از آجرهاي با اندازه ي استاندارد و سطح صاف استفاده کنيم امّا در جاهايي که از اشکال خاص استفاده مي شود،ضخامت اين اتصالات کمتر است.که اين مسأله يکي از مزاياي طراحي است.خواص فيزيکي و شيميايي ملات مورد استفاده بايد با خواص آجر همسان باشد.کارايي (Workability ) ملات مهم است و در صورت نبودن آن،ساختار مناسب پديد نمي آيد .در هنگام آجر چيني بايد ملات اضافي از شکاف آجرها به بيرون تراوش کند.اين امر باعث مي شود تا مطمئن شويم هيچگونه حفره اي در ملات باقي نمانده است.

5) درز انبساطي (expantion)

همانگونه که قبلاً توضيح داده شد،دير گدازها در هنگام حرارت ديدن منبسط مي شوند.از اين رو در هنگام طراحي بايد پيش بيني هاي لازم صورت گيرد:تا هنگامي که آجرها منبسط مي شوند تنش هاي اضافي پديد نيايد .در برخي موارد اين تنش ها ممکن است سبب تخريب دير گداز شوند .معمولاً درز انبساطي را هنگامي استفاده مي کنيم که ساختار حرکت داشته باشد.
اندازه ي درز انبساطي به خواص انبساطي دير گداز مصرفي در دماي کاربرد بستگي دارد.بايد مواظب باشيم که اندازه ي درز انبساطي به طور دقيق تعيين و ساخته شود زيرا اگر درزانبساطي به مقدار نصف مقدار باشد نيز داراي تأثيرات منفي مي باشد.در عمل،مشخص شده است که اگر اندازه ي درزانبساطي به مقدار نصف مقدار تئوري باشد،مناسب است.در اين حالت نيمي ديگر از مقدار درزانبساطي مورد نياز بوسيله ي فضاي ايجادي توسط ملات تأمين مي گردد.دربعضي موارد ،درزانبساطي ايجاد نمي گردد و به جاي آن يک درزانبساطي کلي در پايان ديواره قرار داده مي شود.که در اين حالت ديواره تحت نيروي معين و کنترل شده حرکت مي کند تا انبساز حاصل در آجر ها را کنترل کند.درزانبساطي نبايد با مواد خارجي مانندگل،خاک آجر و گرد و غبار پر شود.براي جلوگيري از اين مسئله در هنگام ساخت کوره درزانبساطي را با مواد آلي پر مي کنند.اين کار سبب مي شود تادرزانبساطي در هنگام ساخت ديواره پر نشود .و همچنين وقتي دماي کوره بالا مي رود اين مواد آلي مي سوزند ودرزانبساطي پديد مي آيد.مواد آلي مورد استفاده جهت پر کردن درزانبساطي شامل موادي چون:خاک اره،مقوا،صفحات موج دار کاغذي ،تراشه ي چوب و...مي شود.

نگهدارنده ي ساختار

به طور معمول ديرگداز ها بوسيله ي پوسته ي فولادي يا يک ساختار شبکه اي از تيرها و سيم بکسل ،نگهداري مي شود.اين حفاظ فولادي باعث مي گردد تا کوره در هنگام ايجاد ترک هاي جزئي ،فرو نريزد .حفاظ هاي فولادي بايد به طور مداوم چک شوند .همچنين اين مسئله ضروري است که ساختار کوره بيش از حد گرم نشود .زيرا گرماي بيش از حد موجب پديد آمدن خزش در ساختار مي گردد.

آناليز مهندسي ديرگدازها

آناليز مهندسي يک روش شناسايي است که براي پي بردن به مکانيزم سايش ،تنش و رفتار بخش هاي مختلف خطوط دير گداز (اتصالات آجرها ،ميزان درز انبساطي )مورد استفاده قرار مي گيرد .در اين روش با استفاده از متدهاي مختلف ،از يک سو ميانکنس ميان آجرها و از سوي ديگر گدازها و پوسته ي فولادي بررسي مي شود.
متداول ترين ابزار مدل سازي مورد استفاده بوسيله ي محقّقين براي پيش بيني دير گداز هاي مناسب براي خطوط معين ،روش المان محدود(FINITE ELEMENT METHOD)است که به اختصار آن را FEMمي گويند .هدف مدل سازي خطوط اين است که بدانيم کدام ماده ي دير گداز در شرايط محيطي مورد نظر ما،بهتر کار مي کند .و مقاومت آن نسبت به تنش هاي محيطي بيشتر است.پيش بيني نوع آستر معمولاً به دو مرحله تقسيم مي شود:
1) اولين مرحله اين است که واکنش سيستم آستر نسبت به حرارت را ارزيابي کنيم. اين واکنش ممکن است پايدار و يا ناپايدار باشد.
2) مرحله ي دوّم از آناليز آستر ، ارزيابي تنش هاي گرمايي و ميدان هاي کرنشي در داخل سيستم آستر دير گداز است.
آناليز همچنين بر اساس موارد زير نمايش داده مي شوند :
منابع ايجاد تنش و جابجايي ها و مکانيزم هاي ايجاد کننده ي اين تنش ها و جابجايي ها و نحوه ي رابطه ي ميان منابع جابجايي و تنش با شکست اجزاي آستر

راه هاي کاهش نفوذ سرباره

حملات سرباره اي به ديگر گدازها عبارتند از :
انحلال ، نفوذ و ايروژن
براي جلوگيري از اين حملات کارهاي زير را مي توان انجام داد:
1)تغيير خواص ترشوندگي سرباره
2)کاهش قابليت ترشوندگي دير گداز
3)کاهش تخلخل هاي بهم پيوسته ي دير گداز
4)تغيير اندازه ي تخلخل ها
5)تغييرات ريز ساختاري در ديرگداز براي تغيير خواص آب بندي ديرگداز
6)انجام دادن تدابيري براي از بين بردن ربايش سرباره به دير گداز
7)اضافه کردن افزودني هايي که ويسکوزيته ي سرباره را کاهش مي دهند .که اين امر موجب مي شود تا سرباره آسيب کمتري ببيند.
آجرهاي کروميتي (CHROMIA BRICKS) 80 درصد با افزودني فسفات داراي نفوذ سرباره ي کمتر ي نسبت به آجرهاي کروميتي 90 درصد است. (اين مسأله در شرايط دمايي 1600C و به مدت 24 ساعت صادق است) دير گدازهاي منيزيا-کروميتي فيوزد 80 درصد داراي بهترين مقاومت به خوردگي هستند .همچنين دير گدازهاي منيزيا-کروميتي اسپينلي داراي بيشترين مقاومت در برابر سرباره را دارند .امّا مقاومت در برابر شک حرارتي اين آجرها مورد شک است.دير گدازهاي منيزيا-کروميتي زنيتر شده ي 80درصد و دير گدازهاي آلومينا -کروميتي 80درصد داراي خوردگي کم و قيمت مناسب هستند.
منبع انگلیسی : WWW.PDHcenter.COM
/ن