انواع مواد نسوز

انواع مواد نسوز


انواع مواد نسوز

انواع مواد نسوز ( راهنمای خرید انواع مواد نسوز)

 

با توجه به رشد روز افزون صنایع در کشور ، به ویژه صنعت فولاد و سیمان که از عمده مصرف کنندگان مواد نسوز به حساب می آیند ؛ صنعت نسوز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردیده است و خوشبختانه در دهه های اخیر پیشرفت نسبتا خوب و قابل قبولی در تولید نسوز از لحاظ کمی و کیفی انجام شده است که هنوز هم این پیشرفت ادامه دارد . با توجه به اینکه صنعت مواد نسوز جزو صنایع جوان و شناخته نشده به حساب می آید ؛ در این صفحه به بررسی و توضیح مواد نسوز به صورت جامع پرداخته ایم و تمامی دسته بندی های صنعتی موجود در بازار را توضیح داده و امکان خرید را در هر لینک برای شما فراهم کرده ایم . اکنون به بررسی این موارد می پردازیم .

 

مواد نسوز

 

مواد نسوز که بسیاری از افراد آن را با نام دیرگداز می شناسند طبق یک تعریف بین المللی شناخته می شوند ، این تعریف عبارت است از :

محصولات دیرگداز ( نسوز ) مواد سرامیکی غیر فلزی هستند که دارای تحمل حرارت و انتقال کم این حرارت باشند .

 

اما بسیاری از کارشناسان در بازار این تعریف را به تعریف زیر تعمیم می دهند :

مواد نسوز مواد معدنی غیر فلزی هستند که می توانند در دمای بالا بدون تغییرات فیزیکی و شیمیایی باشند .

 

ساختار فازی مواد نسوز :

 

نسوز ها از مواد ناهمگون ، چند ترکیبی و متخلخل هستد . در ساختار این مواد ، سنگ دانه های پایدار در برابر حرارت ، به وسیله فاز های چسبنده و افزودنی ها در کنار هم قرار گرفته اند .

مواد نسوز در دما های پایین شبه تردند و همگامی که دما بالا می رود ، از خود رفتار ویسکوز نشان می دهند . به خاطر تغییرات نقطه به نقطه در ریز ساختار های نسوز ها و انعطاف پذیر نبودن آنها ، استحکام در محل های مختلف نسوز متفاوت است . این مواد به علت خزش در دمای بالا یا تغییر شکل پلاستیکشان شاخص هستند . تردی و مدول الاستیک بالای این مواد باعث شده است تا در برابر تنش های حرارتی و شوک ها حساس بوده و تحت این شوک ها بشکنند .

 

مواد اولیه نسوز :

 

مواد نسوز معمولا نقطه ذوب مشخصی ندارند و عموما تحمل حرارت آنها در یک بازه دمایی معرفی می شود . متریال اصلی و پایه نسوز و دیرگداز های صنعتی بر پایه شش اکسید اصلی (SiO2Al2o3 , Mgo , cao , Cr2o3) و ترکیبات بین آنها که به تازگی عموما در ترکیبات همراه با کربن نیز هستند قرار دارند .

مهم ترین ساختار این اکسید ها طبق شکل های زیر در پیوند های مولکولی ظاهر می شوند :

 

 

مواد نسوز ( دیرگداز ) در دمای سیستم مشخصات فنی خود را به سختی از دست می دهند  .

در ادامه توجه شما را به فیلم پوشش دهی توسط متریال نسوز جلب میکنیم .

 

هرم مواد پایه با موقعیت مواد مختلف ترکیبی نسوز :

 

 

کانی های نسوز :

 

کانیهای صنعتی با خواص نسوز در بین کانی ها دارای ازار خوبی بوده و علاوه بر آن بسیاری از افزودنی ها ، بایندر ها  ( چسب ها ) و سایر مواد شیمیایی برای تولید کنندگان محصولات نسوز مورد نیاز می باشد .

محصولات جدید ساخته شده نسوز ترکیبی از متریال اصلی مواد دیر گداز و کانی های نسوز می باشد ؛ چرا که در صنایع مصرف کننده کیفیت از جایگاه ویژه ای برخوردار است ، کیفیت مطلوب می تواند روی قیمت های تمام شده محصولات از جمله  آهن ، فولاد ، سیمان و . . . اثر گذار باشد . با توجه به بحث بهره وری و کاهش قیمت تمام شده حجم مصرفی نسوز معنی پیدا می کند ، بعبارتی مشتریان به دنبال کاهش مصرف نسوز برای هر تن محصول خود می باشند . از این رو شاهد تنوع بسیاری از محصولات نسوز که از ترکیب این کانی ها با دیگر متربال نسوز هستند ، می باشیم .این محصولات جدید با طول عمر بالا جایگاه پیدا می کنند و به دنبال خود مواد معدنی مربوطه را تحت تاثیر قرار می دهند . فایبرگلاس مهمترین مثال برای این دسته از محصولات می باشد .

 

طبقه بندی نسوز ها :

 

مواد نسوز را بر حسب خواص مختلف دسته بندی می کنند مثل :

بر اساس ماده پایه یا جز اصلی در ترکیب شیمیایی

 

اکنون به بررسی دیگر ابعاد این متریال نسوز می پردازیم .

طبقه بندی مواد اولیه نسوز :

الف ) اسیدی               ب ) قلیائی               ج ) ویژه                د ) عایق

الف ) مواد اولیه اسیدی Acidic Refractoty Raw Materials

1 . مواد اولیه سیلیسی Silica

2 . مواد اولیه آلومین پایین Low Alumina

3 . مواد اولیه آلومین بالا High Alumina

ب ) مواد اولیه نسوز قلیایی Basic Refractoty Raw Materials

1 . منیزیت      2 . کرومیت      3 . اولیوین      4 . دولومیت

ج ) مواد اولیه نسوز ویژه

1 . گرافیت       2 . زیرکون       3 . بادلیت      4 . سیلیکون و سیلیکون کاربید

طبقه بندی محصولات نسوز بر اساس شکل فیزیکی :

1 . نسوز های شکل دار ( شامل انواع آجر های نسوز و برد های نسوز و . . . )

 2 . نسوز های بی شکل ( شامل جرم های ریختنی نسوز و . .  )

  3 . مواد عایق و الیافی ( شامل انواع نمد های حرارتی و منسوجات نسوز )

 

انتخاب نسوز ها :

 

فاکتور های اساسی که بر روی عملکرد نسوز ها اثر میگذارند عبارتند از :

دما ، ترکیب شیمیایی ، ترکیب شیمیایی گاز یا سرباره ، سرعت حرکت سرباره ( حالت آرام یا متلاطم ) ، تنش های ترمودینامیکی و غیره . علاوه بر این ، انتخاب نوع نسوز به کوره ویا واحد حرارتی و شرایط قالب در حین کاربرد بستگی دارد . شرایط غالب در حین کاربرد عبارت است از :

اتمسفر گازی ، حضور سرباره ، نوع فلز شارژشده به کوره و ... .

دمای کاربرد ممکن است مهمترین عامل باشد اما قطعا تنها عامل قطعی برای انتخاب نسوز ها نیست . انتخاب صحیح نسوز ها برای کاربردی خاص باعث میگردد تا عملکرد آن فرآیند به خاطر خواص آن نسوز تحت تاثیر قرار گیرد و بهبود یابد . هر طراح کوره باید اطلاعات کافی در مورد وضعیتی که نسوز های یک کوره با آنها روبه رو می شوند ، داشته باشد . سازندگان و استفاده کنندگان از نسوز ها باید قبل از انتخاب نسوز به نکات زیر توجه کنند :

ناحیه مورد استفاده ، دمای کارکرد ،میزان سایش و ضربات اعمالی ، نیروهای ساختاری وارد بر کوره ، تنشهای اعمالی به خاطر گرادیان دما در ساختار و نوسان گرمایی ، سازگاری شیمیایی با محیط کوره ، انتقال حرارت و صرفه جویی در مصرف انرژی ، صرفه جویی اقتصادی و . . .

از میان فاکتور های بالا باید ارزیابی هدفمند صورت گیرد . تخمین مناسب از ویژگی های مورد نیاز باید به عنوان خطوط راهنما برای امتخاب مواد نسوز در نظر گرفته شود .

واقعیات در مورد انتخاب مواد نسوز عبارت اند از :

1 – واکنش ها و سایش به صورت نمایی با افزایش دما  ، افزایش می یابد .

2 – سیکل های گرمایی باعث پدید آمدن ترک ، کاهش استحکام و خرد شدن مواد میشود .

3 – فعل و انفعالات در نسوز ها عادی است .

4- نسوز محکم تر همواره بهتر نیست .

5 – عمر مفید آستر نسوز به وسیله ضعیف ترین بخش آن مشخص می شود .

6- عمر مفید کوتاه تر میتواند ارزش افزوده بیشتری داشته باشد .

7- ساخت نسوز ها باید با استفاده از مواد خالص تر وبسیار ظریف باشد .

8- طراحی ریز ساختار و کنترل شکل دانه ها همواره بایستی انجام شود .

 

ساخت نسوز  :

 

در این بخش فرآیند تولید مواد نسوز را بسیار خلاصه تقدیمتان می کنیم  :

1 – آماده سازی ، 2 – مخلوط کردن ، 3- شکل دادن ، 4- خشک کردن ، 5 – پختن ، 6- بسته بندی

فرآیند آماده سازی در مواد نسوز بسیار متفاوت است در نسوز های شکل دار این فرآیند شامل خرد کردن و آسیاب کردن و در نسوز های الیافی و بافتی شامل آماده کردن الیاف می باشد . مخلوط کردن و شکل دادن نیز شامل این تفاوت ها می شود . در بخش نسوز های شکل دار شامل اضافه کردن مواد اولیه ، تزریق و قالب گیری است اما در منسوجات نسوز و همچنین پکینگ های اب بندی این مراحل شامل بافتن و آغشته کردن می باشد . مراحل پخت و خشک کردن و بسته بندی نیز در تمامی محصولات نسوز مشترک است .

 

در ادامه توجه شما را به فیلم نحوه ساخت آجر نسوز که یک نوع از این مواد نسوز است جلب می کنیم :

 

 

خواص مواد نسوز و توضیحات مربوط به آنها :

 

خواص مواد نسوز شامل دو بخش خواص فیزیکی و خواص حرارتی میشوند . خواص فیزیکی در مواد نسوز شامل دمای ذوب ، نقطه نرمی ، تراکم ( که به دانسیته نیز معروف است ) ، تخلخل ، استحکام و فرسایش است و خواص حرارتی  شامل شوک حرارتی ، هدایت حرارتی ، ضریب پخش حرارتی ، انبساط حرارتی ،  می باشد .

 

کاربرد های مواد نسوز :

 

مهمترین کاربرد هایی که بسیاری از مهندسین برای مواد نسوز در نظر گرفته اند شامل موارد زیر است :

مورد استفاده برای جاره انواع دستگاه های حرارتی مثل : کوره های پخت و ذوب در صنایع فولادی و همچنین مخازن حمل مواد مذاب

ساخت انواع قطعات صنعتی حرارت بالا

بازیافت و جلوگیری از اتلاف انرژی و کم شدن استهلاک ابزار و ماشین های صنعتی

کاربردی در صنعت فولاد ؛ مخازن جایگاه های سوخت گیری ، صنایع سیمان ، صنعت شیشه و آلومینیوم ، کاربردی در ژنراتور ها و . . .

در اینجا توضیحات علمی را با یک آمار به پایان رسانده و به بخش صنعتی مواد دیر گداز می پردازیم .

سازمان تجارت جهانی اعلام کرد که سالیانه نزدیک به 22 تا 224 تن محصولات نسوز ( دیر گداز ) تولید میشود که این میزان نسبت به سالیان قبل بسیار کمتر شده است .

دلایل رشد منفی تولید محصولات دیر گداز عوامل بسیاری است ، که مهمترین این عوامل رشد و تولید محصولات اصلاح شده در این بخش از صنعت است که این محصولات دیگر جزو مواد دیرگداز به حساب نمی آیند .

مهمترین این محصولات عبارت اند از :

انواع پکینگ نسوز ، انواع ورق نسوز ، پارچه نسوز ، نوار نسوز ، انواع فیبر های صنعتی ، نخ های نسوز ، میکا و انواع پتو و برد های سرامیکی و . . .

 

امیدواریم که این بررسی کوچک در حوضه مواد نسوز مورد توجه شما قرار گرفته باشد .

 

منابع : ویکی پدیا ، home.howstuffworks.com ، hunker.com ، thermaxxjackets.com ، chestertonstationary.chesterton.com ، سایت ایران مواد ، کتاب مواد دیرگداز تدوین کننده جرالد روتشکا