ايجاد پيوند هاي فورستريت درجا با افزودن ميكروسيليس و سيليسيم و نقش افزودن فروسيليسيم بر خواص فيزيكي و مكانيكي نسوزهاي منيزيا-فورستريت-كربن

Developing in situ nano forsterite by adding micro silica and silicon and studying the role of ferrosilicon on physical and mechanical properties of magnesium forsterite carbon

هنگام استفاده از آجرهاي منيزيا كربن در خط سرباره (°C1600) اكسيداسيون كربن باعث ايجاد تخلخل و كاهش پايداري در مقابل خوردگي در اين نسوزها ميشود. در اين پژوهش بررسي نقش افزودني ميكروسيليس در ايجاد پيوند هاي نانو فورستريت درجا در نسوزهاي منيزيا-فورستريت-كربن و افزايش اين فاز با افزودن فروسيليسيم در دماي بالا بوده كه در شرايط كنترل شده، نانو فورستريت درجا (Mg2SiO4) درون آجر ايجاد گردد و به صورت يك پل ارتباطي ذرات MgO را به هم پيوند دهد. در اين دسته از نسوزها، افزودن سيليس جهت ايجاد فورستريت، باعث افزايش استحكام برزيلي (مقاومت در برابر رشد ترك) و كاهش اختلاف پتانسيل سيليس در آجر-سرباره شده و نفوذ از سرباره به آجر را كاهش مي دهد. در اين راستا به تركيب پايه منيزيا-كربن حاوي 3 درصد سيليسيم (آنتي اكسيدان) و درصدهاي مختلف ميكروسيليس (%10-1) ، 3 درصد فروسيليسيم اضافه شد كه در دماي بالا باعث افزايش ميزان فورستريت با توجه به نتايج پراش پرتو ايكس بوده است. خواص فيزيكي و مكانيكي نمونه ها در دو دما پس از تمپر °C 250 و زينتر °C1600 بررسي شد. با بررسي نتايج در هر دو دما، استحكام مقاومت در برابر پيشرفت ترك افزايش نشان داد. اندازه دانه هاي كريستال هاي فورستريت با روش شرر اصلاح شده برابر 32 نانومتر و ميزان فورستريت ايجاد شده به روش نسبت شيب ها هنگام افزودن فروسيليسيم به ترتيب در 3، 5 و 10 درصد ميكروسيليس مقادير 10، 14 و 22 درصد بوده است.

When using Magnesia-Carbon refractories in slag line (1600 C) oxidation produces porosity and corrosion. In this research, micro silica is added to produce in situ nano forsterite inside the brick and act as a binding between MgO grains. This increases Brazilian (strength resistant to crack growth) and lowers chemical potential of silica between brick-slag and decreases diffusion of slag. 3% silicon (anti-oxidant), 1-10 % micro silica and in 2nd series of samples ferrosilicon was added. XRD showed increase of forsterite formation with ferrosilicon. Physical and mechanical properties after tempering at 250 C and sintering at 1600 C were studied at this time. Strength and crack resistance improved. Modified Scherer Equation which showed crystal size, measured crystals of forsterite as 32 nm. Ratio of Slopes Method used to calculated 10, 14 and 24 % forsterite respectively at 3, 5 and 10 % micro silica addition to yhe bricks. It shows that increase in silica, increase potencial of forsterite formation.