ماده نسوز چیست؟

ماده نسوز چیست؟

ماده نسوز چیست؟ ماده نسوز یا دیرگداز یک ماده مقاوم در برابر حرارت است: یعنی ماده معدنی که در اثر حرارت، فشار یا حمله شیمیایی در برابر تجزیه مقاوم است. بیشتر در مورد ماده معدنی اعمال می شود که در دماهای بالا مقاومت و فرم را حفظ می کند.

مواد نسوز را می توان با این عنوان تعریف کرد:  مواد غیر فلزی با داشتن خاصیت شیمیایی و فیزیکی که باعث می شود آنها برای سازه ها یا به عنوان اجزای سیستم قابل استفاده باشند ، در معرض محیطهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه فارنهایت قرار می گیرند.

مواد نسوز در کوره ها ، بخور سوز و راکتورها استفاده می شود.

از نسوز ها همچنین برای ساختن سنگ فرش، قالب برای ریخته گری شیشه و فلزات و همچنین برای ساماندهی سیستم های دفاعی شعله برای سازه های پرتاب موشک استفاده می شود. امروزه ، صنایع آهن، فلز و ریخته گری فلز تقریبا ۷۰ درصد از کل نسوزهای تولید شده را استفاده می کنند.

مواد نسوز به چند دسته تقسیم می شوند؟

•  مواد نسوز
• طبقه بندی مواد نسوز
•   نسوز بر اساس ترکیب شیمیایی
• نسوز براساس روش ساخت
• اندازه و شکل نسوز 
• نسوزهای یکپارچه
• نسوز براساس دمای همجوشی
• لنگرگاه نسوز

بیشتر بخوانبد: انواع ورق های فلزی

ماده نسوز چیست؟

مواد نسوز

مواد نسوز باید در دماهای بالا از نظر شیمیایی و جسمی پایدار باشند. بسته به شرایط عملیاتی، آنها باید در برابر شوک حرارتی مقاوم باشند ، از نظر شیمیایی بی اثر باشند ، یا محدوده خاصی از هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی داشته باشند.

اکسیدهای آلومینیوم ( آلومینا )، سیلیکون ( سیلیس ) و منیزیم ( منیزیم ) مهمترین مواد مورد استفاده در ساختن نسوزها هستند. اکسید دیگری که معمولاً در مواد نسوز یافت می شود، اکسید کلسیم ( آهک ) است. همچنین از خشت های آتش در ساختن نسوز استفاده می شود.

نسوز ها باید مطابق با شرایطی که با آنها روبرو هستند انتخاب شوند. بعضی از برنامه ها به مواد نسوز ویژه نیاز دارند. زیرکونیا هنگامی استفاده می شود که ماده باید در برابر درجه حرارت های بسیار بالا مقاومت کند.

کاربید سیلیکون و کربن ( گرافیت ) دو ماده نسوز دیگر هستند که در برخی شرایط از درجه حرارت بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرند ، اما در اثر اکسیژن و سوختن نمی توان از آنها استفاده کرد.

ترکیبات دودویی مانند کاربید تنگستن یا نیترید بور می توانند بسیار نسوز باشند. کاربید هافنیوم نسوزترین ترکیب باینری است که دارای نقطه ذوب ۳۸۹۰ درجه سانتیگراد است. کاربید ترکیبی tantalum hafnium است که یکی از بالاترین نقاط ذوب تمام ترکیبات شناخته شده (۴۲۱۵ درجه سانتیگراد) را دارد.

طبقه بندی مواد نسوز

۱-   نسوزهای اسیدی از مواد اسیدی مانند آلومینا ( Al2O3 ) تشکیل شده اند و سیلیس( Sio2 )  آنها در برابر مواد اسیدی غیرقابل نفوذ هستند ، اما به راحتی توسط مواد اولیه مورد حمله قرار می گیرند. اعضای مهم این گروه نسوزهای آلومینا، سیلیس و آلیاژها هستند.

۲-    نسوزهای اصلی از مواد اساسی مانن CaO ،  MgO و غیره تشکیل شده اند. این مواد، مواد اساسی غیرقابل نفوذ هستند ، اما به راحتی توسط مواد اسیدی مورد حمله قرار می گیرند. اعضای مهم این گروه ، نسوزهای منیزیت و دولومیت هستند.

۳-   نسوزهای خنثی از مواد ضعیف اسید / اساسی مانند کربن ، کاربید سیلیکون ( SiC ) ، کرومیت ( FeCr2O4 ) و زیرکونیا ( ZrO2 ) ساخته می شوند.

ماده نسوز چیست؟

نسوز بر اساس ترکیب شیمیایی

۱-   نسوزهای اسیدی

نسوزهای اسیدی از مواد اسیدی مانند آلومینا ( Al2O3 ) و سیلیس ( SiO2 ) تشکیل شده است. آنها معمولاً مورد حمله اسیدها قرار نمی گیرند، اما به راحتی توسط مواد اولیه تأثیر می پذیرند. آنها شامل موادی مانند سیلیس ، آلومینا و نسوز آجرهای خشت آتش هستند.

معرفهای قابل توجهی که می توانند به آلومینا و سیلیس حمله کنند عبارتند از: اسید هیدروفلوئوریک، اسید فسفریک و گازهای فلوئوره شده ( به عنوان مثال         HFوF2  ) . در دماهای بالا ، نسوزهای اسیدی نیز ممکن است با آهک و اکسیدهای اساسی واکنش نشان دهند.

۲-   نسوزهای خنثی

این نوع نسوز ها در مناطقی استفاده می شود که اساسی هستند و از نظر شیمیایی نیز پایدار می باشند. مواد اولیه اصلی متعلق به گروه   R2O3 هستند اما محدود به آن نمی باشد. نمونه های متداول این مواد: آلومین ( Al2O3 ) ، کروم  ( Cr2O3 )  و کربن است.

۳-   نسوزهای اساسی

این نسوزها در مناطقی استفاده می شود که سرباره ها و جو اصلی هستند. آنها نسبت به مواد قلیایی پایدار هستند اما می توانند در برابر اسیدها واکنش نشان دهند. مواد اولیه اصلی متعلق به گروه RO است که منیزی ( MgO ) یک نمونه رایج است. مثالهای دیگر شامل دولومیت و کروم منیزیم است. برای نیمه اول قرن بیستم ، فرآیند ساخت فولاد از پریکلاز مصنوعی ( منیزیت کباب شده ) به عنوان ماده پوشش کوره استفاده کرد.

ماده نسوز چیست؟

نسوز براساس روش ساخت

فرآیند مطبوعات خشک

دست قالب

 تشکیل شده  ( نرمال ، حریق یا پیوند شیمیایی ) 

تشکیل نشده ( یکپارچه پلاستیکی ، توده رامی و حامل ، مواد ریخته گری ، ملات ، سیمان های لرزش خشک )

نسوزهای نسبی خشک نشده

اندازه و شکل نسوز

نسوزها اندازه و شکل استاندارد دارند. نسوزها ممکن است بیشتر به شکل های استاندارد و شکل های خاص تقسیم شود. اشکال استاندارد دارای ابعادی است که توسط اکثر تولید کنندگان نسوز مطابقت دارد و عموماً در مورد کوره ها یا کوره های همان نوع قابل استفاده است. اشکال استاندارد معمولاً آجرهایی هستند که ابعاد استاندارد آن ۴ ۹ ۹ است.

از “معادل آجر” برای تخمین تعداد آجرهای نسوز که برای نصب در کوره صنعتی استفاده می شود ، استفاده می گردد. انواع مختلفی از اشکال استاندارد در اندازه های مختلف وجود دارد که برای تولید دیواره ها، سقف ها، قوس ها و لوله ها ساخته شده اند.

نسوز های یکپارچه

این نوع نسوز بدون شکل قطعی هستند و فقط پس از درخواست شکل می گیرند. این نوع از نسوز ها به عنوان نسوز های یکپارچه شناخته می شوند. نمونه های رایج عبارتند از: توده های پلاستیکی ، توده های رامینگ ، مواد ریخته گری ، توده های متحرک ، مخلوط کردن ، ملات ها و غیره.

لنت های لرزش خشک که اغلب در لنت های کوره های القایی استفاده می شوند نیز یکپارچه هستند و به عنوان یک پودر خشک معمولاً با ترکیب منیزیم / آلومینا به همراه افزودنی های سایر مواد شیمیایی برای تغییر خصوصیات خاص به فروش می رسند و حمل می شوند. آنها همچنین در پوشش های کوره های انفجار کاربردهای بیشتری پیدا می کنند ، اگرچه این استفاده هنوز نادر است.

نسوز بر اساس دمای همجوشی

براساس دمای همجوشی ، مواد نسوز ( نقطه ذوب ) به سه نوع طبقه بندی می شوند.

 نسوز عادی: دمای همجوشی ۱۷۸۰ ~ ۱۷۸۰ درجه سانتیگراد ( به عنوان مثال خاک رس آت )

نسوز بالا: دمای همجوشی ۱۷۸۰ تا ۲۰۰۰  درجه سانتیگراد به عنوان مثال ( کرومیت )

فوق العاده نسوز: دمای همجوشی بیشتر از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد ( به عنوان مثال زیرکونیا )

لنگرگاه نسوز

کلیه نسوز ها برای پشتیبانی از لنت های نسوز به سیستم های لنگرزی مانند لنگرهای سیم تشکیل شده ، فلز تشکیل شده ( به عنوان مثال هگز متال ) یا کاشی های سرامیکی احتیاج دارند. لنگرگاه مورد استفاده برای نسوز در سقف ها و ديواره هاي عمودي بسيار مهم است ، زيرا بايد در دماهاي بالا و شرايط كار، قادر به نگهداري وزن نسوز ها باشند.

لنگرهای متداول دارای مقطع دایره ای یا مستطیلی هستند. سطح مقطع دایره ای برای نسوز ضخامت کم استفاده می شود و از وزن کمتری در واحد سطح، پشتیبانی می کنند. در حالی که سطح مقطع مستطیل برای نسوز با ضخامت بالا مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند وزن بیشتری از نسوز را در هر واحد سطح پشتیبانی کند. تعداد لنگرها بستگی به شرایط بهره برداری و مواد نسوز دارد. انتخاب مواد، شکل، کمیت و اندازه لنگر تأثیر معنی داری بر عمر مفید نسوز دارد.

منبع : ptejaratelectronic