انواع مواد نسوز و کاربرد آنها

<h2>مواد نسوز</h2> <p>مواد نسوز دسته ای از مواد سرامیکی هستند که قادرند دماهای بالا را تحمل کنند. بخش زیادی از مواد نسوز از یک یا ترکیبی از اکسیدها با دمای ذوب بالا مانند سیلیسیم، آلومینیوم، منگنز، کلسیم و زیرکونیم تشکیل شده اند.</p> <p>نسوزهای غیر اکسیدی نیز وجود دارند و شامل موادی مانند کاربیدها، نیتریدها، بوریدها و گرافیت هستند. ساختار واقعی یک ماده نسوز به فاکتورهای عملیاتی مانند دما، اتسمفر و موادی که با آن در تماس است بستگی دارد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="ALTEO-Refractory-aluminas-for-STEEL-LADLE.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1644487625810.jpg" alt="Refractory-aluminas-for-STEEL" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۱ - ماده نسوز برای کوره ذوب فولاد</p> <p><strong>آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="نسوزها" href="#refractory">نسوزها</a></li> <li><a title="شرایط عملکرد مواد نسوز" href="#condition">شرایط عملکرد مواد نسوز</a></li> <li><span id="refractory"></span><a href="#porosity">نقش تخلخل در مواد نسوز</a></li> <li><a title="انواع ماده نسوز" href="#type">انواع ماده نسوز</a></li> <li><a title="ویژگی های کلیدی مواد نسوز" href="#properties">ویژگی های کلیدی مواد نسوز</a></li> <li><a title="کاربرد مواد نسوز" href="#application">کاربرد مواد نسوز</a></li> </ul> <h2>نسوزها</h2> <p><span id="condition"></span>مقدار نسوز بودن یک ماده معیاری ست که توانایی آن را در مواجه با دما بدون آنکه دچار تغییر شکل شود نشان می دهد. از شاخص معمولا به کمک مخروط های زیگر (Seger Cones) که موادی سرامیکی مخروط شکل با ترکیبات مختلف هستند اندازه گیری می شود.</p> <p>هنگامی که ماده نسوز تحت دماهای مختلف قرار می گیرد این مخروطها به مرور در پاسخ با دما نشست می کنند. مقدار نشست مخروط بستگی به ترکیبات آن دارد.</p> <p>پس از اتمام سیکل حرارت دهی، ماده مورد تست با مخروط زیگر مقایسه می شود و مقدار نسوز بودن آن اندازه گیری می شود. مهم است که در نظر داشته باشیم اگر یک ماده تحت بار قرار داشته باشد ممکن است در دمای کمتری در مقایسه با دمای اندازه گیری شده، نرم شود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="pyrometric cones.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1644487838650.jpg" alt="pyrometric cones" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ - مخروط های مورد استفاده در عملیات حرارتی</p> <h2>شرایط عملکرد مواد نسوز</h2> <p><span id="porosity"></span>اتمسفری که ماده نسوز در آن کار می کندمی تواند مشخص کند که چه موادی باید به کار گرفته شوند. براین نمونه نسوزهای گرافیتی می توانند در عدم حضور اکسیژن و خلا تا چند هزار درجه را تحمل کنند. در شرایطی که اکسیژن وجود دارد ممکن است در دمایی کمتر از 1000 درجه سانتیگراد تصعید شود.</p> <p>نوع موادی که با نسوز در تماس هستند نیز می تواند ماده مناسب را مشخص کند. برای نمونه در ساخت فولاد، مواد نسوز پایه مورد استفاده قرار می گیرند چرا که مواد نسوز معمولا با سرباره ها در تماس هستند که حاوی اکسیدهای کلسیم و منیزیم هستند. اگر پوشش نسوز از نسوزهای اسیدی ساخته شده باشد ممکن است در تماس با سرباره و پوشش های اسیدی مانند سیلیس بخ سرعت فرسوده شوند.</p> <h2>نقش تخلخل در مواد نسوز</h2> <p>نسوزها همچنین در محدوده های متفاوتی از چگالی و ویژگی ها ساخته می شوند. به طور کلی، نسوزها با تخلخل کم در مقایسه با نسوزهایی که از تخلخل بالاتری برخوردار هستند هدایت گرمایی بالاتری از خود نشان می دهد. آجر معمولا یک عایق خیلی قوی به شمار می آید چرا که مقادیر زیادی از هوا در خود دارد و هوا نیز هادی بسیاری ضعیفی برای گرماست.</p> <p><span id="type"></span>البته باید توجه داشت که مواد با تخلخل بالا دردماهای بالا و تماس مستقیم با حرارت تمایل به انقباض یا چروک شدن دارند و عملکرد خوبی از خود نشان نمی دهند.</p> <p>بههمین دلیل مواد با تخلخل کم در نواحی گرمتر استفاده می شوند و مواد متخلخل تر به عنوان مواد پشتیبان حرارتی استفاده می شوند.</p> <h2>انواع ماده نسوز</h2> <p>نسوزها در فرم های مختلفی وجود دارند. سه فرم اصلی عبارتند از:</p> <p><strong><span id="properties"></span>اشکال نسوز:</strong> این گروه شامل شکل های نسوز از قبل فرم داده شده مانند آجرها هستند که برای ساخت ارسال شده و در محل نصب می شوند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="refractory breaks.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1644487870207.jpg" alt="refractory breaks" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۳ - آجر نسوز</p> <p><strong>مونولیت ها (نسوزهای بدون شکل یا یکپارچه):</strong> این دسته نسوزها به عنوان نسوزهای بی شکل هم شناخته می شوند در واقع مدلی از سیمان هستند که از خرده های نسوز، خاک نسوز و سیمان نسوز (آلومینات های کلسیم) تشکیل شده است. مونولیت های خشک هستند و مانند سیمان با آب ترکیب می شوند و به شکل مورد نظر فرم داده می شود و در جا حرارت می بینند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="monolithic refractory.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1644487972159.jpg" alt="monolithic refractory" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۴-&nbsp; کوره های ساخته شده با مواد نسوز مونولیت</p> <p><strong>فیبرهای سرامیک:</strong> عموما این نوع از نسوزها از مواد بسیار سبک ساخته می شوند که با شکل های مختلفی با کاربردهای متفاوت و دمای کار متفاوت عرضه می شود. در ساخت فیبرهای سرامیک بیشتر از فیبرهای آموینا-سیلیکات، آلومینا و زیرکونیا استفاده می شود.</p> <h2>ویژگی های کلیدی مواد نسوز</h2> <ul> <li><span id="application"></span>مواد نسوز قدرت بالایی در تحمل دماهای بالا و همچنین حرارت محدود شده در یک فضای محدود مانند کوره را دارند.</li> <li>پایداری حرارتی کافی در دماهای بالا و همچنین قبل و بعد از سیکل های دمایی تکرار شونده را دارند.</li> <li>ویژگی های مکانیکی (به عنوان نمونه مقاومت فشاری) خود را در دماهای بالا حفظ می کنند.</li> </ul> <h2>کاربرد مواد نسوز</h2> <h3>پوشش کوره</h3> <p>مواد نسوز به عنوان پوشش کوره ها و برای نگه داشتن حرارت درون قلب کوره استفاده قرار می گیرند. به کمک مواد نسوز به عنوان عایق بهره وری کوره افزایش می یابد، فریم کوره محافظت می شود و کارگرانی که در تماس نزدیک با کوره قرار دارند ایمن خواهند بود.</p> <p>در ساختمانکوره ها ممکن است از لایه های متفاوتی از مواد نسوز استفاده شود. برای نمونه یک ماده چگال می تواند برای سطح داخلی کوره که با دماهای بالاتری در تماس است به کار برده شود. برای بخش خارجی نیز&nbsp; یک ماده با چگالی کمتر به کار برده می شود که بتواند تا حد ممکن حرارت را داخل کوه نگه دارد. بین ماده پوشش داخلی و خارجی نیز می توان از لایه های متفاوت مواد میانی استفاده کرد. با فاصله گرفتن از سطح داغ کوره، چگالی مواد کمتر شده و خاصیت نسوز بودن کمتری را شاهده خواهیم بود.</p> <p>از کوره ها در کاربردهای مختلفی مانند ذوب فلزات، عملیات حرارتی، فرایند ساخت شیشه و تولید سرامیک و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="blast-furnace-used-refractory-materials.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1644488130078.jpg" alt="blast-furnace-used-refractory" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۵ - مواد نسوز کوره بلند</p>