بررسي اثر TiO2 بر خواص جرم هاي ريختني آلومينا- اسپينل

AN INVESTIGATION ON THE EFFECTS OF TIO2 ADDITION ON THE PROPERTIES OF ALUMINA SPINEL REFRACTORY CASTABLES

در تحقيق حاضر اثر افزودن TiO2 بر خواص جرم‌هاي ريختني آلومينا ـ اسپينل بحث و بررسي شده است. بهمين منظور سه تركيب به منظور انجام آزمايشات و بررسي خواص درنظر گرفته شده كه اين تركيبات شامل 6 درصد TiO2 ( SP-6T ), 9 درصد TiO2 ( SP-9T ) و تركيبات بدون TiO2 ( SP ) مي‌باشند. سپس از روش زينترينگ در حالت جامد در محدوده دمايي C º 1600-1000 جهت پخت تمام تركيبات بهره گرفته شد. نتايج حاصل نشان مي‌دهد، حضور TiO2 در اين تركيبات باعث بهبود فرآيند زينترينگ در دماهاي بالا مي‌شود. آناليز فازي حاصل از اين تركيبات نيز آشكار مي سازد كه در اثر واكنش TiO2 با CaO در دماهاي بالاتر از C º 900 و تشكيل فاز CT ، فرآيند زينترينگ بهبود يافته و منجر به افزايش دانسيته و استحكام سرد اين قطعات مي‌شود. همين‌طور TiO2 با Al2O3 در دماهاي بالاتر از C º1400، فاز AT ( TiO2 - Al2O3 ) را تشكيل مي‌دهد كه در اثر تشكيل اين فاز (تياليت) نيز فرآيند زينترينگ بهبود مي‌يابد. به‌طور كلي در اين تحقيق ثابت شد كه استفاده از TiO2 درساخت جرم‌هاي ريختني آلومينا - اسپينل باعث افزايش دانسيته مي‌گردد. به‌طوري كه اين مقدار در دماي C º 1600 به مقدار gr/cm3 68/3 مي رسد. هم‌چنين با افزايش TiO2 (تا 9درصد)، دانسيته، استحكام فشاري سرد و در نهايت درصد تغييرات خطي پايدار ( PLC ) در دماي حدود C º 1600 بهبود يافته، ولي خواص گرم نمونه ها كاهش مي‌يابد. به‌طوريكه هرچه مقدار TiO2 بيشتر شود استحكام خمشي گرم و نيز ديرگدازي تحت بار ثابت اين قطعات نيز كمتر مي‌شود.

The effects of TiO2 addition on properties of alumina spinel refractory castables werer investigated in this research. For this purpose three different composition with 0, 6 and 9 perecent TiO2, (SP), (SP-6T) and (SP-9T), were prepared�in order to test and measure the properties of the castables. Then the samples were sintered from 1000-1600ºC in an electric furnace. The characterization results showed that the presence of TiO2 in these compositions led to sintering modification by increasing temperature. Phase analysis of the samples revealed calcium titanate formation due to TiO2 reaction with CaO at temperature higher than 1000ºC so the sintering process was modified and caused increase the density and cold crushing strength of the samples. On the other hand, TiO2 and Al2O3 form aluminium titanate while temperature goes above 1400ºC which improved sintering. It can be concluded that TiO2 addition into the alumina spinel refractory castable increases density up to 3.68 gr/cm3 at 1600ºC. Also by increasing TiO2 up to 9% wt., cold crushing strength and permanent linear changes (PLC) were increased in the samples fired att 1600ºC although the hot properties of the samples were slightly decreased . So when TiO2 content increased to 9% and above, the hot modulus of rupture and refractoriness under load of the samples will be declined.