طبقه بندی آجرهای نسوز

با توجه به اجزای مختلف آجرهای نسوز می توان آنها را به پنج دسته تقسیم کرد که عبارتند از: آجرهای نسوز آلومینیومی سیلیکونی، آجرهای نسوز قلیایی، آجرهای نسوز حاوی کربن، آجرهای نسوز حاوی زیرکونیوم و آجرهای نسوز عایق حرارتی. هر اجاقی فقط با یک نوع آجر نسوز ساخته نمی شود، برای استفاده از آن نیاز به ترکیبی از آجرهای نسوز مختلف دارد. در زیر به معرفی دقیق اجزای این پنج دسته آجر نسوز می پردازیم.
1. آجرهای نسوز آلومینیوم سیلیکونی، گزارش شده است که آنها بر اساس نمودار فاز سیستم باینری AL2O3-SiO2 به عنوان تئوری اساسی، عمدتاً شامل انواع زیر هستند.
(1) آجر سیلیسی به آجرهای نسوز حاوی بیش از 293٪ SiO اشاره دارد و نوع اصلی آجرهای نسوز اسیدی است. عمدتاً برای ساخت کوره‌های کک و همچنین برای سقف‌های قوسی و سایر قسمت‌های باربر کوره‌های حرارتی مختلف برای شیشه، سرامیک، کوره‌های کلسینه کربن و آجرهای نسوز استفاده می‌شود. همچنین در قسمت های باربر با دمای بالا اجاق های هات بلاست استفاده می شود، اما برای استفاده در تجهیزات حرارتی با نوسانات دمایی زیر 600 درجه مناسب نیست.
(2) آجرهای رسی عمدتاً از مولیت (25٪ تا 50٪)، فاز شیشه ای (25٪ تا 60٪) و کوارتز و کوارتز (تا 30٪) تشکیل شده اند. معمولاً از خاک رس سخت به عنوان ماده خام، مواد بالغ از پیش کلسینه شده استفاده می شود و سپس با خاک رس نرم مخلوط می شود تا محصولات آجری سفالی به روش نیمه خشک یا پلاستیکی با دمای 1300-1400 درجه سانتیگراد ایجاد شود. مقدار کمی از چسب ها مانند شیشه آب و سیمان را برای ساختن محصولات غیرسوخت و مواد بی شکل اضافه کنید. این یک آجر نسوز است که معمولاً در کوره‌های بلند، اجاق‌های داغ، کوره‌های گرمایش، دیگ‌های برقی، کوره‌های آهک‌سازی، کوره‌های دوار، کوره‌های پخت آجر نسوز و سرامیک استفاده می‌شود.
(3) آجرهای نسوز آلومینا بالا دارای ترکیب معدنی کوراندوم، مولیت و فاز شیشه ای هستند و محتوای آنها به نسبت AL2O3/SiO2 و نوع و مقدار ناخالصی ها بستگی دارد. عیار آجرهای نسوز را می توان با توجه به محتوای AL2O3 طبقه بندی کرد. مواد اولیه سنگ معدن طبیعی مانند بوکسیت و سیلیمانیت با آلومینا بالا و همچنین آنهایی هستند که با آلومینا ذوب شده، آلومینا تف جوشی شده، مولیت مصنوعی و کلینکر کلسینه شده با آلومینا و خاک رس به نسبت های مختلف مخلوط شده اند. بیشتر به روش زینترینگ تولید می شود. اما محصولاتی مانند آجرهای ریخته گری، آجرهای دانه ذوب شده، آجرهای نسوخته و آجرهای نسوز بدون شکل نیز وجود دارد. آجرهای نسوز آلومینا بالا به طور گسترده در صنعت فولاد، صنعت فلزات غیرآهنی و سایر صنایع استفاده می شود.
(4) آجر نسوز کوراندوم به نوعی آجر نسوز با محتوای AL2O3 کمتر از 90٪ و عمدتاً از کوروندوم تشکیل شده است اشاره دارد. می توان آن را به آجر کوراندوم متخلخل و آجر کوراندوم ذوب شده تقسیم کرد.
2. آجرهای نسوز سری قلیایی. آجرهای نسوز قلیایی به محصولات نسوز اطلاق می شود که عمدتاً از اکسیدهای قلیایی مانند Mg0 و CaO تشکیل شده است. انواع اصلی به شرح زیر است.
(1) آجر نسوز منیزیا به آجر نسوز ساخته شده از منیزیم به عنوان ماده خام، با پریکلاز به عنوان فاز کریستالی اصلی و محتوای MgO 80٪ تا 85٪ یا بیشتر اشاره دارد. محصولات این شرکت به دو دسته منیزیم متالورژی و محصولات منیزیم تقسیم می شوند. با توجه به ترکیبات شیمیایی و کاربردهای مختلف، ماسه مارتین، ماسه منیزیم متالورژی معمولی، آجر منیزیم معمولی، آجر سیلیکا منیزیم، آجر آلومینا منیزیا، آجر کلسیم منیزیا، آجر کربن منیزیا و انواع دیگر وجود دارد. آجر نسوز منیزیا مهمترین محصول در آجرهای نسوز قلیایی با نسوز بالا و مقاومت خوب در برابر سرباره قلیایی و سرباره آهن است. این یک آجر نسوز با عیار بالا است. عمدتا برای کوره های اجاق باز، مبدل های اکسیژن، کوره های الکتریکی و ذوب فلزات غیر آهنی استفاده می شود.
(2) آجر سنگی بایون یک آجر نسوز قلیایی است که عمدتاً از دولومیت تولید می شود. به طور گسترده در مبدل های قلیایی استفاده می شود، همچنین می تواند به عنوان پوشش داخلی برای بسته های پالایشی خاص در خارج از کوره استفاده شود.
(3) آجر نسوز الیوین منیزیم نوعی آجر نسوز است که عمدتاً از 2MgO · SiO2 الیوین منیزیم تشکیل شده است. عمدتاً برای آجرهای شبکه ای در محفظه های ذخیره حرارت اجاق باز، آجر برای ریخته گری شمش، کف کوره های حرارتی استفاده می شود و همچنین دارای اثرات کاربردی خوبی در کوره های ذوب مس است.
3. آجرهای نسوز حاوی کربن. آجرهای نسوز حاوی کربن به محصولات آجر نسوز ساخته شده از کربن یا ترکیبات کربن اطلاق می شود که اشکال مختلف کربن جزء اصلی آن است. آنها عمدتاً به دسته های زیر تقسیم می شوند.
(1) آجر کربنی یک محصول آجر نسوز خنثی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا است که عمدتاً از مواد کربنی ساخته شده و با مقدار مناسبی از چسب اضافه می شود. آجرهای کربنی به طور گسترده برای ساخت کف، کوره، شکم و قسمت پایین کوره بلند استفاده می شود. این می تواند زمان کار مداوم کوره بلند را بهبود بخشد و عمر مفید آن را افزایش دهد. علاوه بر این، آجرهای کربنی به طور گسترده در صنایع الکتروشیمیایی، صنایع شیمیایی، صنایع پتروشیمی، صنعت آبکاری، کوره های صنعتی فروآلیاژی (یا پوشش تجهیزات)، پوشش مخازن اسیدی و قلیایی و خطوط لوله، و همچنین پوشش کوره برای ذوب فلزات غیر آهنی استفاده می شود. مانند سرب، آلومینیوم، قلع و غیره.
(2) محصولات نسوز گرافیت مواد نسوز ساخته شده از گرافیت طبیعی به عنوان ماده خام و خاک رس به عنوان چسب می باشند. این نوع محصول شامل بوته های سفالی گرافیتی، مخازن تقطیر، آجرهای پلاگین برای فولاد ریخته گری، آجرهای دهانه ای و آجرهای آستر برای بشکه های فولادی می باشد. بوته رسی گرافیتی با بیشترین تولید و وسیع ترین کاربرد برای فولادسازی و ذوب فلزات غیرآهنی استفاده می شود.
(3) محصولات نسوز کاربید سیلیکون مواد نسوز پیشرفته ای هستند که از کاربید سیلیکون (SiC) به عنوان ماده خام تولید می شوند. مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی، استحکام دمای بالا، هدایت حرارتی بالا، ضریب انبساط خطی کم و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب دارد. در زمینه ذوب فولاد می توان از آن برای پوشش درام های فولادی، نازل ها، شمع ها، ته و شکم کوره بلند، فرورفتگی ها، مبدل ها و پورت های کوبش کوره های برقی و گرمایش کوره های بدون ریل کشویی آب خنک استفاده کرد. در ذوب فلزات غیرآهنی (روی، مس، آلومینیوم و غیره) به طور گسترده در دستگاه های ثابت، سینی های برج تقطیر، دیواره های جانبی سلول های الکترولیتی، خطوط لوله فلزی مذاب، پمپ های مکش و بوته های ذوب فلز استفاده می شود. در صنعت سیلیکات، به طور گسترده ای به عنوان تخته سوله و مواد عایق شعله برای کوره های مختلف، مانند آستر کوره صدا خفه کن و کاسه جعبه استفاده می شود. در صنایع شیمیایی، معمولاً در ژنراتورهای نفت و گاز، کوره‌های کلسینه زباله آلی، گازی‌کننده‌های نفتی و کوره‌های گوگردزدایی استفاده می‌شود. علاوه بر این، می توان از آن به عنوان یک نازل موشک و پره توربین گازی با دمای بالا در فناوری فضایی استفاده کرد.
4. آجرهای نسوز حاوی زیرکونیوم. این محصول که متعلق به یک ماده اسیدی است، محصولی است که از شن و ماسه طبیعی زیرکون (ZrSiO2) به عنوان ماده خام ساخته شده است. آجرهای نسوز زیرکونیومی با آجرهای نسوز آلومینیومی سیلیکونی و آجرهای نسوز حاوی کربن متفاوت هستند. آنها دارای مقاومت سرباره خوب، نرخ انبساط حرارتی کم، کاهش هدایت حرارتی با افزایش دما، دمای نرم شدن بار بالا، مقاومت در برابر سایش بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب هستند. آنها به مواد مهم در زمینه های مختلف صنعتی تبدیل شده اند. با توسعه فناوری ریخته‌گری پیوسته و گاززدایی خلاء در صنعت متالورژی، کاربرد آجرهای نسوز زیرکون به طور فزاینده‌ای در حال گسترش است که عمدتاً در دسته‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند.
(1) آجرهای زیرکونیایی در فرآیند فولادسازی از طریق ضربه زدن به فولاد و گاز زدایی استفاده می شوند. مواد نسوز زیرکونیا مقاومت خوبی در برابر خوردگی و شوک حرارتی در برابر سرباره و فولاد دارند و برای کار در فشار کم مناسب هستند. آنها به طور گسترده در صنعت متالورژی برای پوشش درام های فولادی گاز زدایی، درام های فولاد ضد زنگ، درام های ریخته گری پیوسته، آجرهای دهانی، آجرهای پلاگین، آجرهای آستینی و آسترهای کوره های القایی با دمای بالا استفاده می شوند. آجرهای نسوز زیرکونیا مقاومت بالایی در برابر سرباره اسیدی و شیشه دارند و به همین دلیل در قسمت های آسیب دیده شدید کوره های شیشه برای ذوب فعال ترین شیشه ها به طور گسترده ای استفاده می شود. مواد نسوز زیرکونیا همچنین دارای خاصیت عدم نفوذ آلومینیوم فلزی، اکسیدهای آلومینیوم و سرباره آنها هستند و در نتیجه در کف کوره های ذوب آلومینیوم نتایج خوبی حاصل می شود.
(2) آجر ذوب برقی AZS که به عنوان آجر کوراندوم زیرکونیا ذوب الکتریکی نیز شناخته می شود، با توسعه صنعت شیشه به یک ماده نسوز ضروری برای قطعات کلیدی کوره های شیشه تبدیل شده است. مقاومت بالایی در برابر فرسایش مایع شیشه ای دارد.
(3) آجرهای ذوب الکتریکی مجدد AZS عمدتاً برای سنگ تراشی تجهیزات حرارتی مانند کف، دیوارها و آجرهای شبکه ذخیره سازی حرارتی کوره های مخزن شیشه ای استفاده می شود.
(4) آجر ذوب الکتریکی زیرکونیوم مولایت با ساختار کریستالی متراکم، دمای نرم شدن بار بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب، استحکام مکانیکی بالا در اتاق و دماهای بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، هدایت حرارتی خوب و مقاومت عالی در برابر فرسایش سرباره مشخص می شود. این محصول کاربردهای گسترده ای از جمله درگاه های تخلیه کوره های گرمایش متالورژی، کوره های همگن سازی و کوره های کاربید کلسیم و همچنین دیواره های کوره های ذوب شیشه دارد و عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داده است.
5. آجر نسوز عایق. به مواد نسوز با تخلخل بالا، چگالی ظاهری کم و رسانایی حرارتی کم اشاره دارد. مواد نسوز عایق حرارتی که به عنوان مواد نسوز سبک نیز شناخته می شوند. شامل دسته های زیر می شود.
(1) آجر نسوز سبک با عایق آلومینا بالا. این یک آجر نسوز سبک وزن عایق شده است که عمدتاً از بوکسیت ساخته شده است که محتوای آن کمتر از 48٪ AL2O3 نیست. فرآیند تولید از روش فوم یا روش افزودنی سوختگی استفاده می کند. آجرهای نسوز سبک با عایق آلومینا بالا را می توان برای تخمگذار لایه های عایق و مناطق بدون فرسایش قوی و اثرات آب شستگی ناشی از مواد مذاب با دمای بالا استفاده کرد. هنگام تماس مستقیم با شعله، دمای تماس سطحی آجرهای نسوز معمولی با عایق آلومینا بالا نباید از 1350 درجه تجاوز کند. آجرهای نسوز عایق شده با سنگ مولی می توانند مستقیماً با شعله های آتش تماس بگیرند و ویژگی های مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام بالا و اثر صرفه جویی قابل توجه در انرژی را داشته باشند. مناسب برای پوشش کوره های پیرولیز، کوره های هوای گرم، کوره های غلتکی سرامیکی، کوره های کشوی چینی برقی و کوره های مقاومتی مختلف.
(2) آجر نسوز سبک عایق رسی یک آجر نسوز عایق است که عمدتاً از خاک رس نسوز با محتوای AL2O3 از 30% تا 48% ساخته شده است. فرآیند تولید آن از روش افزودن سوختن و روش فوم استفاده می کند. استفاده از خاک رس نسوز، دانه های شناور و کلینکر رسی نسوز به عنوان مواد اولیه، مخلوط با چسب و خاک اره، پس از بچینگ، اختلاط، قالب گیری، خشک کردن و پختن، دانسیته حجمی 0 محصول با چگالی 3-1.5 گرم /cm3. تولید آجرهای عایق سفالی بیش از نیمی از کل تولید آجرهای نسوز عایق را به خود اختصاص داده است.
استاندارد چینی (GB {{0}}) آجرهای عایق رسی را بر اساس چگالی ظاهری به 10 درجه تقسیم می‌کند: NG-1.5، NG-1.3a، NG{{6 }}.3b، NG-1.0، NG-0.9، NG-0.8، NG-0.7، NG-0.6، NG-0.5، و NG-0.4.
(3) آجر نسوز سبک عایق حرارتی خاک دیاتومه یک محصول نسوز عایق حرارتی است که عمدتا از خاک دیاتومه ساخته شده است. این عمدتا برای لایه های عایق زیر 900 درجه استفاده می شود.
استاندارد چینی (GB 3996-1983) محصولات عایق خاک دیاتومه را بر اساس چگالی ظاهری به شش درجه تقسیم می‌کند: GG-0.7a، GG-0.7b، GG-0. 6، GG-0.5a، GG-0.5b، و GG-0.4.
(4) آجرهای مهره شناور محصولات عایق و نسوز هستند که عمدتاً از دانه های شناور ساخته می شوند. دانه‌های شناور، دانه‌های شیشه‌ای توخالی سیلیس آلومینا هستند که با شناورسازی از خاکستر بادی در نیروگاه‌های حرارتی استخراج می‌شوند. سبک وزن، دیواره نازک، توخالی، با سطح صاف، مقاومت در برابر دمای بالا و عملکرد عایق حرارتی خوب است. با استفاده از خواص عالی مهره های شناور، می توان مواد نسوز عایق سبک با عملکرد عالی عایق حرارتی تولید کرد. تولید آجر مهره های شناور را می توان از طریق قالب گیری نیمه خشک به دست آورد.