Կրակադիմացկայ սեղմության դիատոմիտի փոշի՝ բարելավելով ջերմային մեկուսացումը և բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը վառարանների պատերի և կրակադիմացկայ աղյուսների համար

Կրակադիմացկայուն նյութերը կենտրոնական դեր են խաղում արդյունաբերական վառարաններում, փու Furnace-ներում և այրիչներում՝ պահանջելով գերազանց բարձր ջերմաստիճանի կայունություն և ջերմային մեկուսացման հատկություններ: Դիատոմիտի փոշին, որն ունի բարձր սիլիցիումի օքսիդի պարունակություն (≥85%), ցածր ջերմահաղորդականություն և գերազանց ջերմային կայունություն, դարձել է կրակադիմացկայուն խառնուրդների անհրաժեշտ բաղադրիչ: Այս յուրահատուկ նյութը զգալիորեն բարելավում է մեկուսացման արդյունավետությունը, երկարաձգում է կրակադիմացկայուն պատվածքների ծառայողական կյանքը և նվազեցնում է էներգակրությունը բարձր ջերմաստիճանի արդյունաբերական գործընթացներում:

Կրակադիմացկուն նյութերի դիատոմիտե փոշու արտադրությունը ներառում է մասնագիտացված բարձր ջերմաստիճանային մշակում, որն ուղղված է ջերմային հատկությունների օպտիմալացմանը: Այն սկսվում է դիատոմիտի հումքի մաքրումով՝ հեռացնելով խառնուկներ, ինչպես օրինակ կավը, երկաթի օքսիդները և այլ նյութեր, որոնք կարող են խաթարել բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը: Հետո հումքը ենթարկվում է կալցինման 900-1200°C ջերմաստիճաններում: Այս կալցինման գործընթացի արդյունքում սիլիցիումի մասնիկները մի փոքր սինտերվում են, ինչի արդյունքում մեծանում է կոշտությունը և նվազում է ներծծողականությունը՝ 70-80%-ից անկման ենթարկվելով մինչև 50-60%, միևնույն ժամանակ պահպանելով դրա հիմնարար մեկուսացնող կառուցվածքը: Կալցինված հումքը հետո մանրացվում է՝ ստանալու 20-60 միկրոն մասնիկների տիրույթում փոշի: Ավելի խոշոր մասնիկները (40-60 միկրոն) հիմնականում օգտագործվում են խոշորածավալ կրակադիմացկուն շերտապակու մեջ, իսկ ավելի փոքր մասնիկները (20-30 միկրոն) ներառվում են կրակադիմացկուն ցեմենտների կամ շաղախի մեջ: Որոշ բարձրակարգ դիատոմիտե փոշիներ ենթարկվում են հաջորդական մշակման ալյումինի օքսիդով (Al₂O₃)՝ սահքի դիմադրությունը բարելավելու համար, նվազեցնելով դեֆորմացիան բարձր ջերմաստիճանի և բեռնվածքի պայմաններում:

Դիատոմիտի փոշու հիմնական առավելություններից մեկը կրակադիմացկայուն կիրառություններում դրա արտակարգ ջերմային մեկուսացման հատկություններն են: Օդով լի բազմաթիվ պորերով այս կառուցվածքը նպաստում է արտակարգապես ցածր ջերմահաղորդականության: Սենյակային ջերմաստիճանում դիատոմիտի փոշով պատրաստված կրակադիմացկայունների ջերմահաղորդականությունը կազմում է 0,15-0,25 Վտ/(մ·Կ), իսկ 1000°C-ում էլ դեռևս համեմատաբար ցածր է՝ 0,30-0,40 Վտ/(մ·Կ): Սա զգալիորեն ցածր է համեմատած ավանդական կրակադիմացկայուն նյութերի հետ, ինչպիսին են կրակադիմացկայուն կավը՝ 0,80-1,0 Վտ/(մ·Կ) ջերմահաղորդականությամբ, կամ ալյումինի օքսիդը՝ 1,5-2,0 Վտ/(մ·Կ) ջերմահաղորդականությամբ: Այդ պատճառով դիատոմիտի փոշի պարունակող կրակադիմացկայուն պատվածքները կարող են վառարաններից ջերմության կորուստը 30-40%-ով կրճատել, ինչը հանգեցնում է տաքացման նպատակներով էներգիայի սպառման զգալի նվազման: Օրինակ՝ Հնդկաստանում գտնվող մի սիմենտային վառարան կատարեց ռազմավարական փոխարինում՝ իր կրակադիմացկայուն կավի 25%-ը փոխարինելով դիատոմիտի փոշով պատրաստված կրակադիմացկայունով: Արդյունքն արտակարգ էր. բնական գազի սպառումը նվազեց 28%-ով, քանի որ վառարանը ավելի քիչ վառելիքի օգտագործմամբ պահպանում էր իր շահագործման 1450°C ջերմաստիճանը: Տարվա ընթացքում սա թարգմանվեց 150,000 դոլարի էներգետիկ ծախսերի խնայողության, ինչը ցույց է տալիս դիատոմիտի փոշու կրակադիմացկայուն կիրառություններում օգտագործման նշանակալի տնտեսական առավելությունները:

Բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը դիատոմիտի փոշու մեկ այլ կարևոր առավելություն է կրակադիմացկայինների համար: Սիլիցիումի բաղադրությունը նրան տալիս է 1713°C հալման ջերմաստիճան, իսկ 900-1200°C ջերմաստիճանում կատարվող կալցինացման գործընթացը համոզված է այն պահպանելու իր կառուցվածքային ամբողջականությունը նույնիսկ 1400°C ջերմաստիճաններում: Սա այն դարձնում է գերազանց ընտրություն արդյունաբերական մեծամասնության վառարանների համար, որոնք սովորաբար աշխատում են 800-1400°C ջերմաստիճանային սահմաններում: Ի տարբերություն օրգանական մեկուսացնող նյութերի, որոնք քայքայվում են 300°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում, դիատոմիտի փոշին կայուն է մնում բարձր ջերմաստիճանների պայմաններում, արդյունավետորեն կանխելով պատերի փլուզումը և մշակվող նյութերի աղտոտումը: Այն վառարաններում, որտեղ աշխատանքային ջերմաստիճանը 1200-1300°C է, 30% դիատոմիտի փոշի պարունակող կրակադիմացկային աղյուսները ցուցադրում են նշանակալի տևողականություն՝ պահպանելով իրենց ձևն ու մեկուսացման հատկությունները 18-24 ամիս: Սա կտրուկ հակադրվում է ստանդարտ կրակադիմացկայի կավի աղյուսներին, որոնց կյանքի տևողությունը միայն 12-15 ամիս է: Դիատոմիտի փոշու հիմքի վրա ստացված կրակադիմացկայինների երկարացված կյանքի տևողությունը նշանակում է ավելի երկար պահպանման ընդմիջումներ և վառարանների վերանորոգման դադարի կրճատում, ինչը կարևոր գործոն է այն պողպատի գործարանների համար, որոնք անընդհատ աշխատում են օրվա 24 ժամը:

Դիատոմիտային փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայունների ջերմային շոկի դիմադրությունը գերազանցում է ավանդական նյութերինը: Ջերմային շոկը, որն առաջանում է ջերմաստիճանի արագ փոփոխությունների ժամանակ, օրինակ՝ վառարանի աշխատանքի և անջատման ընթացքում, հաճախ հանգեցնում է կրակադիմացկայուն պատվածքների ճեղքերի առաջացմանը: Սակայն դիատոմիտային փոշու բջջավոր կառուցվածքը հանդես է գալիս որպես ամորտիզատոր, արդյունավետ կերպով կլանելով ջերմային լարվածությունը և նվազագույնի հասցնելով ճեղքերի առաջացումը: Խիստ փորձարկումները ցույց են տվել, որ դիատոմիտային փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայուն աղյուսները կարող են դիմակայել 50-60 ջերմային ցիկլի՝ տաքանալով 20°C-ից մինչև 1000°C, ապա սառչելով կրկին 20°C-ի, առանց ճեղքեր առաջացնելու: Համեմատության համար՝ կրակադիմացկայուն կավից պատրաստված աղյուսները կարող են դիմակայել միայն 30-40 այդպիսի ջերմային ցիկլի: Այս գերազանց ջերմային շոկի դիմադրությունը հատկապես կարևոր է խմբաքանակային գործընթացների վառարանների համար, ինչպիսիք են կերամիկական ավազակները, որոնք կրել են հաճախադեպ ջերմաստիճանի տատանումներ: Իտալիայի մի կերամիկական արտադրող ընկերություն կիրառեց դիատոմիտային փոշով մոդիֆիկացված կրակադիմացկայուն պատվածքներ իր սառուցվածքային ավազակների համար և ապահովեց պատվածքի կյանքի տևողության նշանավոր 60%-ով աճ: Սա ոչ միայն նվազեցրեց աղյուսների փոխարինման հաճախադեպությունը, այլ նաև նպաստեց զգալի կորուստների կրճատմանը և շահագործման արդյունավետության բարձրացմանը:

Դիատոմիտի փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայունների թեթև բնույթը վառարանների կառուցվածքային բեռը կրճատելու տեսանկյունից ունի հստակ առավելություններ: Ավանդական կրակադիմացկայուն պատվածքները հաճախ խիտ և ծանր են, ինչը պահանջում է վառարանների շրջանակների հզորացում՝ դրանց քաշը կրելու համար: Ծանրության այս տարբերությանը հակադիր, դիատոմիտի փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայուններն ունեն համեմատաբար ցածր խմբային խտություն՝ 0,8-1,2 գ/սմ³, մինչդեռ կրակի կավից պատրաստված կրակադիմացկայունների դեպքում այն կազմում է 1,8-2,2 գ/սմ³: Խտության այս նշանակալի կրճատումը վառարանների պատվածքների քաշը 40-50% -ով է իջեցնում: Դիատոմիտի փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայունների թեթև քաշը թույլ է տալիս կառուցել ավելի թեթև և տնտեսապես արդյունավետ վառարանների կառուցվածքներ: Օրինակ՝ փոքր մետաղի ջերմային մշակման արտադրամասը կրակի կավի պատվածքից անցել է դիատոմիտի փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայունի, և կարողացել է փոքրացնել վառարանի շրջանակը: Այս ռազմավարական փոփոխությունը անմիջապես ներկայացրեց 25% -ի կրճատում սկզբնական կառուցման ծախսերում, ինչը ցույց է տալիս թեթև դիատոմիտի փոշուց պատրաստված կրակադիմացկայունների օգտագործման գործնական և տնտեսական առավելությունները:

Տիղմի փոշին ցուցադրում է հիանալի համատեղելիություն այլ կրակադիմացկուն նյութերի հետ, ինչը այն դարձնում է շատ հարմար ամբողջական բաղադրաուների մեջ ներառման համար: Այն կարող է հարթ խառնվել կրակադիմացկուն կավի, ալյումինայի կամ մագնեզիայի հետ, որպեսզի ապահովվի մեկուսացման, ամրության և ջերմաստիճանի դիմադրության ճիշտ հավասարակշռությունը: 1400°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում աշխատող վառարաններում ալյումինայի կրակադիմացկուն նյութերին 10-15% տիղմի փոշու ավելացումը կարող է բարելավել մեկուսացման հատկությունները՝ չվնասելով բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը: Կրակադիմացկուն շաղախներում տիղմի փոշին բարելավում է շաղախի մշակելիությունը և կպչունությունը, ապահովելով կրակադիմացկուն աղյուսների միջև խիտ կցամասեր: Այս խիտ կպցվածքը մեծապես նվազեցնում է կորուստները միջակա տարածություններից, այդպիսով ավելի շատ օպտիմալացնելով կրակադիմացկուն բաղկանքների աշխատանքը:

Դիատոմիտի փոշու օգտագործումը կրակադիմացկայուններում նաև էական շրջակա միջավայրի առավելություններ է բերում: Վառարանների ջերմության կորուստը կրճատելով՝ այն արդյունավետորեն նվազեցնում է հացահատիկային գազերի արտանետումը: Այն սիմենտային վահանակները, որոնք օգտագործում են դիատոմիտի փոշու հիմնված կրակադիմացկայուններ, արտանետում են 25-30% պակաս CO₂, քան ավանդական պատվածքներով վահանակները, ինչը նպաստում է ավելի կայուն և շրջակա միջավայրին հարթ արդյունաբերական գործընթացի: Բացի այդ, օգտագործված դիատոմիտի փոշու հիմնված կրակադիմացկայունները կարող են վերամշակվել՝ կա՛մ որպես ցածր տարանի կրակադիմացկայուններ ավելի քիչ պահանջկոտ կիրառությունների համար, ինչպես օրինակ այրիչների պատվածքները, կա՛մ որպես խառնուրդ շինարարական նյութերում: Այս վերամշակման հնարավորությունը օգնում է նվազեցնել տեղապահ աղբավայրերի աղբը, առաջարկելով կրակադիմացկայուն արդյունաբերության մեջ շրջանաձև տնտեսություն:

Եզրակացնելով, դիատոմիտի փոշին ամուր հաստատվել է որպես կրակադիմացկուն արդյունաբերության համար անհրաժեշտ նյութ: Նրա բարձր ջերմային մեկուսացումը, բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը և ջերմային շոկի դիմադրությունը, համատեղվելով թեթև քաշի, այլ կրակադիմացկունների հետ համատեղելիության հետ և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցման առավելություններով, դա դարձնում է նախընտրելի ընտրություն լայն շրջանակի արդյունաբերական կիրառությունների համար, ներառյալ վառարանները, վառարանակերպ վառարանները և այրիչները: Քանի որ ամբողջ աշխարհում արդյունաբերությունները շարունակում են էներգետիկ ծախսերի կրճատման և ածխածնի արտանետումների նվազեցման նպատակ ունենալ, կրակադիմացկուն արդյունաբերության համար նախատեսված դիատոմիտի փոշու պահանջարկը պատրաստ է նշանակալի աճ ունենալ գլոբալ շուկաներում: