Ceramic Processing 5

2,504 views

Published on

Refractory

Published in: Technology
2 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • ขอบคุณค่ะ อาจารย์^^
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • เตรียมตัวให้พร้อม และขอให้โชคดีในการสอบทุกๆคนค่ะ
    @^_^@
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
2,504
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
117
Comments
2
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Ceramic Processing 5

  1. 1. วัสดุทนไฟRefractory Materials Nutthita Chuankrerkkul 11 February 2011
  2. 2. Refractory - วัสดุทนไฟ• ใหแตละคน ลองคิดความหมายของวัสดุทนไฟ (2 นาที)• ใหแตละคู ลองคิดความหมายของวัสดุทนไฟ (2 นาที)• ใหแตละกลุม http://www.bloggang.com/viewdiary.php?id=weerachai&month=06-2009&date=09&group=2&gblog=2 2
  3. 3. Blast Furnace http://www.youtube.com/watch?v=KsyDQy0djs4 http://www.bbc.co.uk/history/interactive/animations/blast_furnace/index_embed.shtml 3
  4. 4. Refractory - วัสดุทนไฟ วัสดุที่ใชในงานที่ตองสัมผัสกับความรอนสูง เชน ผนังเตา มีความ แข็งแรงสูง และทนตอกลไกที่ทําใหเกิดความเสียหายในลักษณะ ตางๆ เชนการขัดสี การสึกกรอนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อยางฉับพลัน ตัวอยางเชน แมกนีเซียมออกไซด อะลูมินา ซิลิมาไนต ซิลิกอนคารไบด และไทเทเนียมบอไรดRefractory metal: โลหะทนความรอนสูง โลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงมาก เชน ทังสเตน และรีเนียม เปนตน พจนานุกรมศัพทวัสดุศาสตรและเทคโนโลยี, ศูนยเทคโนโลยีโลหะและวัสดุแหงชาติ, 2548 4
  5. 5. Refractory - วัสดุทนไฟ จาก ASTM C71-01a คําวา refractory มี 2 ความหมาย คือ คํานาม และคุณศัพท refractory (noun) – nonmetallic materials having those chemical and physical properties that make them applicable for structures, or as components of systems, that are exposed to environments above 1000°F (538°C).Refractarius (adj.) [Latin]: resisting controlresistant to high temperature. refractory (adjective) – or authority : stubborn, unmanageableExample: Refractory students may be disciplined, suspended, or expelled,depending on the seriousness of their offense. http://www.merriam-webster.com 5
  6. 6. Refractory - วัสดุทนไฟ• วัสดุประเภทอโลหะ (non-metallic materials)• ใชงานที่อุณหภูมิสูงโดยไมหลอมเหลว• ทนทานตอการกัดกรอนจากสารเคมี หรือโลหะหลอมเหลว• ทนทานตอการสึกกรอน การขัดสี จากวัสดุ ฝุน ลม ที่ อุณหภูมิสูง• มีความแข็งแรง รับน้ําหนักไดที่อุณหภูมิสูง โดยไมเกิดการ ยุบตัว• ทนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเฉียบพลันไดดี 6
  7. 7. การนําไปใชงาน – อุตสาหกรรมเซรามิก http://www.glengerybrick.com/ http://www.wearflex.com/ http://www.refractories.saint-gobain.com/ 7
  8. 8. การนําไปใชงาน – อุตสาหกรรมแกว/กระจก 8
  9. 9. การนําไปใชงาน – อุตสาหกรรมเหล็ก http://www.siamrefractory.com 9
  10. 10. การนําไปใชงาน – อุตสาหกรรมอัญมณี เครื่องประดับ http://www.most.go.th/main/index.php/summary-technology/metal-and-materials-technology.html 10
  11. 11. การนําไปใชงาน – โรงงานผลิตกระแสไฟฟาCeramic Heat Shield inCombustion Chamber ofGas Turbine Engines atPower Plant Station http://www.siemens.com 11
  12. 12. การแบงประเภทของวัสดุทนไฟ 1. แบงกลุมตามสมบัตทางเคมี ิ - Acid refractories (กรด) MO2 SiO2, ZrO2 - Neutral refractories (กลาง) M2O3 Al2O3 , Cr2O3 - Basic refractories (ดาง) MO MgO, CaO2. แบงกลุมตามลักษณะทางกายภาพ - Shaped refractories Bricks, Insulating firebricks - Unshaped refractories (Monolithic) - Fibrous materials Ceramic fiber 12
  13. 13. Unshaped refractories (Monolithic)• Mortar • HM: Heat setting mortar • AM: Air setting mortar• Castables• Plastics• Gunning mixes• Ramming mixes• Spraying materials• Patching materials http://www.siamrefractory.com/ 13
  14. 14. การแบงประเภทของวัสดุทนไฟ3. แบงกลุมตามองคประกอบทางเคมี - Oxides SiO2, Al2O3, MgO - Non-oxides C, SiC, Si3N4 - Composites MgO-C, Al2O3-C 14
  15. 15. การทดสอบสมบัตของวัสดุทนไฟ ิ• สมบัติทางความรอน• สมบัติทางกายภาพ• สมบัติทางเคมี• สมบัติเชิงกล วัสดุทนไฟ - วัสดุที่ใชในงานที่ตองสัมผัสกับ• โครงสรางจุลภาค ความรอนสูงเชน ผนังเตา มีความแข็งแรงสูง และทนตอกลไกที่ทําใหเกิดความเสียหายใน ลักษณะตางๆ เชนการขัดสี การสึกกรอน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอยางฉับพลัน 15
  16. 16. สมบัติทางความรอนความทนไฟ – refractorinessRefractoriness is often used to indicate the softening deformation temparature of refractories as the temperature is increased.It is the practical term used for comparison of refractory performance among refractory materials on basis of tolerance to heat.ความทนไฟ สามารถวัดไดโดย P.C.E.(Pyrometric Cone Equivalent) 16
  17. 17. Pyrometric Cone The pyrometric cone is described by Dodd and Murfin (1994) as A pyramid with a triangular base and of a defined shape and size; the "cone" is shaped from a carefully proportioned and uniformly mixed batch of ceramic materials so that when it is heated under stated conditions, it will bend due to softening, the tip of the cone becoming level with the base of a definitive temperature.Pyrometric cones are made in series, the temperature intervalbetween the successive cones usually being 20 degreesCelsius. The best known series are Seger Cones (Germany),Orton Cones (USA) and Staffordshire Cones (UK). Dodd, A. and Murfin, D. (ed.) (1994) Dictionary Of Ceramics. 3rd edition. Institute of Materials. Woodhead Publishing Limited, Cambridge. ISBN 0-901716-56-1 17
  18. 18. Pyrometric ConeSeger Cone: Hermann Seger in 1886 (DIN)Orton Cone: Edward Orton, 1896 (ASTM) http://www.walkerceramics.com.au/cones.htm Self-supporting cone 18
  19. 19. Pyrometric Cone• ผลิตภัณฑเซรามิกซึ่งมีรูปรางเปนโคนปรามิดฐานสามเหลี่ยม ซึ่งมีสมบัติจะยุบตัวเมื่อเผาถึงอุณหภูมิเฉพาะของโคนเบอร หนึ่งๆ วางคูไปกับผลิตภัณฑที่เผาเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิ• สวนผสม: ดิน ควอตซ เฟลสปาร หรือออกไซดของโลหะ ตางๆ• การใชงาน: การวัดอุณหภูมโดยการดูการโคงงอของโคน ิ• หลักการ “โคนที่มีสวนผสมตางกัน อุณหภูมิที่จะทําใหโคน โคงงอลงมาแตะที่ฐานปกโคนตางกัน” 19
  20. 20. Pyrometric Cone• การปกโคนปกติจะปกเรียงกัน 3 ตัว ตามเบอร• โคนตัวแรก เพื่อบอกถึงอุณหภูมิภายในเตาวาใกลจะ ถึงอุณหภูมิที่ตองการแลว เมื่อโคนตัวแรกลม หรือโคง งอลงมา แสดงวาอีกประมาณ 20 ºC จะถึงอุณหภูมิที่ ตองการ• ปจจัยที่มผลตอความคลาดเคลื่อน ี • บรรยากาศภายในเตา • ความเร็วของกาซ • อุณหภูมิของผนังเตา • อัตราการเพิ่มความรอนภายในเตา http://www.walkerceramics.com.au/cones.htm 20
  21. 21. http://www.ortonceramic.com/resources/pdf/wall_chart_horiz.pdf 21
  22. 22. สมบัติทางกายภาพความหนาแนน (density) 22
  23. 23. สมบัติทางกายภาพความหนาแนนรวม (Bulk density) อัตราสวนของมวลตอปริมาตรวัสดุที่รวมรูพรุนดวย m SI Unit: kg/m3 ρ= V g/cm3 23
  24. 24. หลักการของอารคิมีดีส (Archimedes principle) ปริมาตรของวัตถุสวนที่จมลงในน้ํายอมเทากับปริมาตร  ของน้ําที่ถูกแทนทีดวยวัตถุ ่ ชาวกรีก กอนคริสตศักราช บนเกาะSicily พระเจาเฮียโร ใหชางทองทํามงกุฎทองคํา แชน้ําในอาง ยูเรกา เงินที่มีน้ําหนักเทากับมงกุฎ ทองที่มนาหนักเทากับมงกุฎ ี ้ํ 24
  25. 25. ASTM C20 – 80aStandard Test Method for Apparent porosity, Water absorption, apparent specific gravity, bulk density of burned refractory brick and shapes by boiling waterน้ําหนักแหง (Dry weight): Dน้ําหนักขณะที่แชน้ํา (Suspended weight): Sน้ําหนักเปยก(อิ่มตัว) (Saturated weight): W 25
  26. 26. ASTM C20 – 80aน้ําหนักแหง (Dry weight): D น้ําหนักเปยก(อิ่มตัว) (Saturated weight): W น้ําหนักขณะที่แชน้ํา (Suspended weight): S 26
  27. 27. ASTM C20 – 80a : water absorptionwater absorption = (Saturated weight – Dry weight) x 100 Dry weightการดูดซึมน้ํา (%), water absorption = W – D x 100 D 27
  28. 28. ASTM C20 – 80a : bulk densityปริมาตร, V = W- S = (Saturated weight – Suspended weight)ความหนาแนนรวม, bulk density = Dry weight (Saturated weight – Suspended weight) = D V = D W–S 28
  29. 29. ASTM C20 – 80a : apparent porosityปริมาตร, V = W- S = (Saturated weight – Suspended weight)ความพรุนปรากฏ (%), apparent porosity = (Saturated weight – Dry weight) x 100 (Saturated weight – Suspended weight) = W – D x 100 V = W – D x 100 W–S 29
  30. 30. ASTM C20 – 80a % apparent porosity = W – D x 100 W–S % water absorption = W – D x 100 D bulk density = D W–S% apparent porosity = % water absorption x bulk density 30
  31. 31. แบบฝกหัด การหาความหนาแนนน้ําหนักแหง = 15.384 กรัมน้ําหนักขณะที่แชในน้ํา = 11.325 กรัมน้ําหนักอิ่มตัว = 15.436 กรัม คํานวณหา 1) % รูพรุนปรากฏ 1.26 % 2) % การดูดซึมน้ํา 0.34 % 3) ความหนาแนนรวม 3.74 g/cm3 31
  32. 32. http://www.simetric.co.uk/si_water.htm 32

×