آجر نسوز چیست؟
آجر نسوز متشکل از مواد نسوزی است که مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند و خواص فیزیکی و شیمیایی خود را در درجه بالای حرارت حفظ می کنند. آجرهای تولید شده از مواد نسوز، علاوه بر مقاومت حرارتی بالا در برابر تخریباتی همچون: تاثیرات مواد شیمیایی، بار مکانیکی و ضربات نیز مقاومت خود را حفظ می کنند.
در ساخت این محصول از خاک چینی استفاده می گردد زیرا این خاک از کانی های نسوز معدنی تشکیل شده که نقش مهمی در افزایش مقاومت آجر ایفا می کنند. خاک چینی موجب حفظ خواص فیزیکی و شیمیایی آجر در درجه حرارت های بالا می شود و حالتی پایدار به آن می بخشد. همین مقاومت حرارتی ایده آل، امکان به کارگیری آجر در کوره ها و پاتیل ها را فراهم می آورد.
آجر نسوز به طور گسترده در کوره های صنعتی با درجه حرارت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. نسوزها مواد جامدی هستند که در هر شرایطی حتی در تماس با مایعات خورنده یا گازها می توانند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کرده و عملکرد فیزیکی خود را حفظ کنند. آجر نسوز برای تمام فرآیندهای درجه حرارت بالا، مانند تولید فلزات، سیمان، شیشه و سرامیک ها ضروری است.
طبقه بندی انواع آجر نسوز
طبقه بندی آجر نسوز به ماده اولیه اصلی آن برمی گردد. در حال حاضر تولید کنندگان از مواد زیادی برای تولید آجر های نسوز استفاده می کنند مانند، مواد سیلیکات آلومینا، سیلیس و زیرکن که معمولاً در دمای پایین مورد مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این مواد نسوز اساسی، از جمله منیزیا، دولوما و اسپینل، اغلب با کربن و گرافیت ترکیب می شوند و در محیط های بسیار اساسی استفاده می شوند. آنها می توانند بالاترین درجه حرارت عملکرد را تحمل کنند اما در معرض هیدراتاسیون قرار دارند و بنابراین به نگهداری مناسب نیاز دارند.
مواد نسوز خنثی، مانند نسوزهای کرومیا و آلومینا، به دلیل دمای ذوب بالا، قیمت متوسط و توانایی استفاده در محیط های اسیدی و اساسی، توسط صنایع فلزی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، در حال حاضر اکثر تولید کنندگان آجر نسوز را از این مواد استفاده می‌کنند.
آجر نسوز آلومینی
آجرهای نسوز آلومینی به دیرگدازهایی گفته می‌شود که دارای درصد Al2O3 بالایی باشند. مشخصا با افزایش درصد آلومینا، خواص حرارتی و مکانیکی آجر بهبود یافته و انتخاب نوع آن برای کورههای مختلف بر اساس این ویژگی صورت می‌پذیرد. تقاضای بالای آجر آلومینی اغلب به خاطر مقاومت در برابر دماهای بالا، پوسته شدن، ضربه، سایش یا فشار ، مقاومت خوردگی مطلوب در مقابل اسید و سرباره‌های خنثی در دمای بالا میباشد. این آجرها معمولا در گروه‌های ۵۰ الی ۹۰ درصد آلومینا دسته‌بندی می‌شوند. دیرگدازهای ۵۰ درصد آلومینا با خلوص بالا، تخلخل کم و مقاومت خارق‌العاده در مقابل هجوم قلیا و خزش در هنگام اعمال بار، در دودکش‌های پخت، قوس‌های الحاقی تانک شیشه، کورههای دمشی و کورههای کربن سیاه (دوده صنعتی) و برای پوشش جداره درونی کورههای ذوب فولاد استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های آجر نسوز آلومینی:
مقاومت به دما:
آجر آلومینی به دلیل حضور مواد معدنی از جمله آلومینا، مقاومت بالایی در برابر دما دارد. این ویژگی به این معناست که این آجر می‌تواند در دماهای بسیار بالا، چه بر اثر انرژی حرارتی مستقیم و چه بر اثر شوک‌های حرارتی، کارایی خود را حفظ کرده و از تخریب جلوگیری کند.
خصوصیات عایق حرارتی:
آجر نسوز آلومینی به دلیل خصوصیات عایق حرارتی بالا، مناسب برای ساخت کوره‌هاست. این ویژگی اجازه می‌دهد که حرارت در داخل کوره به‌طور بهینه مدیریت شود و از اتلاف انرژی جلوگیری شود.
مقاومت به شوک حرارتی:
شوک‌های حرارتی در محیط‌های صنعتی، امری رایج است. آجر نسوز آلومینی به دلیل ویژگی‌های مانند مقاومت به شوک حرارتی، قابلیت مقابله با تغییرات حاد دما را داراست. این مقاومت به کاهش خطر ترک‌ها و خرابی‌های ساختار کمک می‌کند.
انواع آجر نسوز آلومینی
تقاضای بالای آجر نسوز آلومینایی بیشتر به دلیل مقاومت در برابر دماهای بالا، پوسته شدن، ضربه، سایش یا فشار، مقاومت خوردگی مطلوب در مقابل اسید و سرباره‌های خنثی در دمای بالا است. آجر آلما معمولا در گروه‌های ۵۰ تا ۹۰ درصد آلومینا دسته‌بندی می‌شوند. با توجه به درصد آلما مصرفی در این آجرها، می‌توان آنها را به انواع مختلف زیر دسته‌بندی کرد.
آجر نسوز ۸۵ درصد آلومینا
آجر کوره آلومینایی ، حاوی ۸۵ درصد آلومینا هستند که از مقاومت مکانیکی، سایشی و حرارتی بالایی برخوردار بوده و دمای پخت برای آنها بین ۱۲۰۰ تا ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد است.
از این نوع آجر آلومینی نسوز به منظور لایه ایمنی کوره قوس الکتریکی، سقف کوره قوس الکتریکی، منطقه ایمنی کوره سیمان، منطقه خروجی کورههای سیمان و کاربردهای عمومی در نقاط با مقاومت سایشی بالا استفاده می‌شود.
آجر کوره آلومینایی ۸۵٪ با مقاومت حرارتی، مکانیکی و سایشی بالا کاربرد در اطراف الکترودهای کوره های قوس الکتریکی ، منطقه خروجی کوره های سیمان و کاربردهای عمومی در نقاط با مقاومت سایشی زیاد
آجر نسوز آلومینایی ۸۰ درصد
اجر نسوز الومینی از بوکسیت و مقادیری آلومینا و خاک رس ساخته می شود. از ویژگی های این آجر آلومینایی، می‌توان به تخلخل متوسط، مقاومت خزشی بالا و همچنین استحکام زیاد در مقابل دمای بالا اشاره کرد. کاربرد آجر آلومینایی نسوز، در سقف کورههای قوس الکتریکی و مناطق خروجی کورههای سیمان است.
آجر آلومینی ۸۰٪ با مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا کاربرد در پاتیل های فولاد، سقف کوره های قوس الکتریکی و مناطق خروجی کوره های سیمان
آجر آلما با ۷۰ درصد آلومین
این نوع آجر نسوز از خلوص بالایی برخودار است. و یکی از پرمصرف‌ترین آجر های نسوز آلومینی به شمار می‌رود. آجر آلومینا در صنایع فولاد و سیمان و همچنین کوره های دوار آهکی مورد استفاده قرار می گیرد.
آجر کوره آلومینی ۷۰٪ با مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا کاربرد در منطقه ایمنی کوره های سیمان سقف کوره های قوس الکتریکی و دیگر کاربردهای عمومی در صنایع فلزی و شیمیایی و باند فسفاته ان در مناطق خروجی و زانویی و خنک کن کوره های سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
آجر نسوز آلومینی با ۶۰ درصد
آجر نسوز آلومینایی در صنعت فولاد و کوره های دوار استفاده دارند. به دلیل مواد به کار گرفته شده در آجرنسوز آلومینی، خلوص بالایی پیدا می کنند و به علت پخت این نوع آجر آلما در دمای بالا، مقاومت دمایی و خزش بالایی دارند و استحکام مناسبی پیدا می کنند.
آجر آلومینایی مولایت با مقاومت تحت بار بالا کاربرد در نسوزکاری تجهیزات حرارتی صنایع پتروشیمی، لایه های ایمنی کوره های ذوب فلزات و نواحی ایمنی دارای شرایط خاص کوره دوار سیمان
آجر نسوز آلومینا ۵۰ درصد
این گروه از آجرهای نسوز آلما، دارای تخلخل کمی هستند. این آجر برای پاتیل مطلوب بوده، زیرا درز اتصال بین آجرها را حداقل رسانیده و جداره تقریبا یکپارچه ای را در دمای کاری به وجود می‌آورد. از سویی در صنایعی که با دمای بالا سر و کار دارند، از این آجرآلومینی برای آجر پشت لایه استفاده می کنند.
کاربردهای آجر نسوز آلومینی
آجر نسوز آلومینی به‌طور گسترده در ساخت کورههای صنعتی به‌کار می‌رود. این کوره‌ها می‌توانند شامل کورههای تونلی، کورههای عملیات حرارتی، و دیگر تجهیزات صنعتی باشند که نیاز به مقاومت بالا در برابر حرارت دارند. همچنین، در برخی از تجهیزات پزشکی نیز از آجر کوره آلومینایی به‌منظور ایجاد مقاومت به حرارت و شوک‌های حرارتی استفاده می‌شود. گروه صنعتی کاف با تمرکز بر کیفیت، تکنولوژی‌های نوین و بهره‌گیری از مواد اولیه با استانداردهای بین‌المللی، در زمینه تولید و عرضه انواع آجر نسوز از جمله آجر آلومینی فعالیت دارد. محصولات فرآورده‌های نسوز کاف، با استفاده از مواد اولیه با کیفیت برتر تولید می‌شوند، تا بتوانند نیازهای گوناگون صنایع مختلف از جمله صنایع ذوب را برآورده کنند.
موارد استفاده آجر نسوز آلومینایی
بخاطر تحمل درجه حرارتی بالا، از این محصول در موارد متعددی همچون موارد زیر استفاده می شود:
- صنایع ریخته‌گری آهن و فولاد
- صنایع ذوب شیشه و شیشه‌گری
- کورههای ذوب فلزات
- کورههای سیمان
- کوره های زباله سوز
- استفاده در کوره های آهک و گچ
مزایا و معایب آجر نسوز آلومینایی
مزایا:
- مقاومت بالا در برابر دماهای بسیار بالا
- خصوصیات عایق حرارتی مناسب
- مقاومت به شوک حرارتی
- عمر مفید طولانی در شرایط حرارتی سخت
معایب:
- هزینه تولید نسبت به برخی مصالح دیگر بیشتر است
- وزن نسبتاً بالای آجر، که ممکن است در مواردی نیاز به ساختار پشتیبانی از نظر سازه‌ای داشته باشد.
نتیجه‌گیری:
آجر نسوز آلومینی با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، به‌عنوان یک مصالح حیاتی در ساخت کورههای صنعتی شناخته شده است. این نوع آجر با ترکیب مقاومت بالا در برابر دما، خصوصیات عایق حرارتی مطلوب، و مقاومت به شوک حرارتی، در تجهیزات صنعتی که نیاز به تحمل دماهای بسیار بالا دارند، جایگاه خود را پیدا کرده و به بهبود کارایی و عمر مفید این تجهیزات کمک کرده است.