شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
سرامیک نسوز

سرامیک نسوز

سرامیک نسوز

ارسالی از : یگانه پهلوان زاده

مواد دیرگداز
مواد دیرگداز مواد دارای مقاومت حرارتی هستند که در دماهای بالا پایدار هستند و خواص فیزیکی و شیمیایی شان در این دماها حفظ می گردد.
مواد دیرگداز گران بها هستند و هرگونه خرابی در این مواد باعث افزایش زمان تولید،از بین رفتن ادوات و در برخی مواقع باعث از بین رفتن محصول می گردد. نوع دیرگداز مصرفی بر روی میزان مصرف انرژی و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین انتخاب نوع دیرگداز برای کاربردهای معین بسیار مهم می باشد. دیرگدازها همچنین برای فرآیند ایمن در تولید مواد ضروری است. نباید برای پرسنل خط تولید و کسانی که آنها را نصب می کنند،شرایط خطرناک ایجاد کنند. ضمناً دیرگدازها نباید در شرایط استفاده شدن و هم پس از اینکه به صورت زباله صنعتی در می آیند،موجب آلودگی زیست محیطی شوند.

سرامیک نسوز

 

دیرگداز چیست؟

دیرگدازها مواد غیرآلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت هستند که این مواد می توانند در مقابل عوامل ساینده و یا خورنده در دماهای بالا مقاومت کنند. این عوامل خورنده و یا ساینده می توانند در حالت جامد، مایع و یا گاز باشند. به خاطر وجود شرایط متنوع محیطی، انواع متنوعی از دیرگدازها با خواص متفاوت ساخته شده اند. دیرگدازها از مواد پخته شده، مواد شیمیایی و انواع چسب های کربنی(بایندرهای کربنی) تشکیل شده اند. این مواد دارای گستره شیمیایی متنوع هستند و دارای اشکال مختلفی نیز هستند. (ترکیب شیمیایی و اشکال استفاده از دیرگدازها بر اساس کاربردهای گوناگون آنها تعیین می شود)

ساختار فازی مواد دیرگداز
دیرگدازها از مواد ناهمگون ، چند ترکیبی و دارای تخلخلی هستند. در ساختار این مواد ، سنگ دانه های پایدار در برابر حرارت بوسیله ی فازهای چسبنده و افزودنی ها در کنار هم قرار گرفته اند.
مواد دیرگداز در دماهای پایین شبه تردند و هنگامی که دما بالا می رود از خود رفتار ویسکوز نشان می دهند. بخاطر تغییرات نقطه به نقطه در ریزساختار دیرگدازها و انعطاف پذیر نبودن آنها، استحکام در محل های مختلف دیرگداز متفاوت است. این مواد به خاطر 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 شک ها حساس بوده و در تحت این شک ها بشکنند.
دیرگدازها برای چه کاربردهایی مصرف می شوند؟
دیرگدازها ابتداً بوسیله صنعت متالوژی مورد استفاده قرار می گرفت. در این صنعت کوره های ذوب فلزات و خطوط نقل و انتقالات مذاب و سرباره بوسیله ی مواد نسوز پوشش داده می شد.همچنین جداره های دودکش ها و مجاری عبور گاز نیز بوسیله مواد دیرگداز پوشش دهی می شود. با توجه به کاربردها، دیرگدازها باید تأثیرات مخربی همچون مواد سایش، فشار، عوامل شیمیایی، شک حرارتی، ضربات فیزیکی، تجزیه های حرارتی، و… تحمل کند. این عوامل مخرب معمولاً در دمای بالا اتفاق می افتد.
از آنجایی که فرآیندهای متالوژی نیازمند دماهای عملیاتی بالاست، مواد دیرگداز مورد استفاده در این صنعت باید در دماهای بالا و پایین تر از دمای عملیاتی پایدار باشند. در جدول یک دمای ذوب برخی از عناصر که در متالوژی از آنها استفاده می شود، آورده شده است.

Untitled

 

لازمه های دیرگدازی
لازمه های عمومی یک ماده ی دیرگداز را می توان به صورت زیر بیان کرد:
۱)قابلیت تحمل در دماهای بالا
۲)قابلیت تحمل در برابر تغیرات ناگهانی دما
۳)قابلیت تحمل برخورد با فلزات مذاب، گازهای گرم و خوردگی سایشی(erosion)و…
۴)قابلیت تحمل فشار در شرایط کارکرد
۵) قابلیت تحمل در مقابل بارگذاری و نیروهای سایشی
۶) ضریب انبساط حرارتی پایین
۷) قابلیت نگهداری حرارت
۸)نداشتن قابلیت ترشوندگی و جلوگیری از نفوذ مواد در تماس با آنها (مانند سرباره و مذاب فلزی)

دیرگدازها از چه موادی ساخته می شوند؟
مواد خامی که عمدتاً در تولید دیرگدازهای اساسی استفاده می شوند عبارتند از:
منیزیم کربنات (magnetite’s) ، دولومیت، کانی های کروم دار (chrome ore)، اسپینل و کربن
آجرهای دیرگداز اساسی مانند آجرهای منیزیا – کرومیتی و منیزیا – اسپنلی از کلینکر مصنوعی اکسید منیزیم (synthetic magnesia clinker) یا منیزیای طبیعی پخته شده به همراه سنگ معدن کروم دار و پیش واکنش دهنده اسپنیل و یا مواد پوشش دهنده ی آلومینیایی ساخته می شوند. اسپینل که یک ساختار مقاوم در برابر شک های حرارتی است. یا در آجر اولیه وجود دارد و یا در طی حرارت دیدن آجر در محیط کار تولید می شود.
توسعه ی دیرگدازها با گذر زمان
سال ۱۹۵۰، تکامل و استفاده از دیرگدازهای منیزیایی به همراه کربن. این دیرگدازها با دیرگدازهای دولومیتی و به صورت ترکیبی استفاده می شوند. این دیرگدازها در ابتدا برای کوره های اولیه اکسیژنی (furnace basic oxygen) توسعه یافتند. تقریباً در همان سال ها خلوص منیزیا به عنوان یک فاکتور مهم مورد توجه قرار گرفت و دانه های منیزیایی با خلوص بالا و با درصد بورکم)%۹۶ (به صورت وسیع مورد استفاده قرار گرفت.در این نوع دیرگدازها نسبت آهک به سیلیس ۱-۳-۲است.سال ۱۹۸۰ ، دیر گدازهای منیزیا گرافیتی توسعه یافتند .در ابتدا این دیرگدازها با درصد کربن بیشتر و سپس با اضافه کردن افزودنی های آنتی اکسیدان میزان کربن باقی مانده در این نوع دیرگدازها افزایش یافت. در سال های اخیر، تمایلات به سمت استفاده از دیرگدازهای مهندسی (engineered refractories) افزایش یافته است. این نوع دیرگدازها دارای مکانیزم های سایش خاص هستند. در این نوع دیرگدازها، افزودنی هایی از جمله اکسیدآهن خالص و کربنات منیزیم فیوزد (fused magnetite) در مقادیر کم اضافه می شود تا ویژگی های خالص در آجرها بوجود آید. این افزودنی ها عمدتاً کمتر از ۶% کل مخلوط را تشکیل می دهند. هنگامی که دانه های منیزیایی زنیته شده درشت تر شوند، دیرگدازها مقاومت خوردگی بهتری پیدا می کند.
Untitled

 

نقطه ذوب مواد دیرگداز در حالتی که خالص باشند در گستره ۱۸۱۵-۳۳۱۵ درجه سانتیگراد است. در جداول ۲و۳ نقطه ذوب چندین ترکیب دیرگداز آورده شده است. دیرگدازها در شرایط کاری تنها می توانند مقدار کمی فاز مذاب(حدود ۵-۱ درصد) را در ساختارشان تحمل کنند و خواص ساختاری شان را حفظ کنند. البته بحث های بعدی نشان می دهد که به هر حال استفاده از بسیاری از این مواد به دلیل عواملی همچون قیمت یا ناپایداریشان در اتمسفرهای خاص محدود شده است. همچنین وجود ناخالصی های ابتدایی و یا ناخالصی هایی که در محیط کاربرد به نسوز وارد می شوند، باعث کاهش چشم گیر نقطه ذوب آنها می شود.

Untitled

 

ویژگی های دیرگدازها
خواص مهم دیرگدازها که بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد عبارتند از: ترکیب شیمیایی، دانسیته بالک (density bulk)، تخلخل ظاهری(apparent porosity)، گرانش ویژه ی نسبی

(Specific gravity apparent) و استحکام در دماهای معمولی.
این خواص اغلب از جمله خواصی است که برای کنترل تولید و فرآیند کنترل کیفیت استفاده می شود. ترکیب شیمیایی به عنوان پایداری برای طبقه بندی دیرگدازها استفاده می شود. دانسیته، تخلخل و استحکام محصولات پخته شده از فاکتورهای زیادی تأثیر می پذیرد. از میان این فاکتورهای زیاد می توان به نوع و کیفیت مواد اولیه، اندازه و شکل ذرات، درصد رطوبت مواد در طی فرآیند پرس کردن، فشار پرس، دما و مدت پخت، اتمسفر کوره و سرعت سرد کردن اشاره کرد.
تعدادی از خواص مهم دیرگدازها در زیر آورده شده است:
۱-دمای ذوب (melting point)
مواد خالص در دمای معینی و در یک آن ذوب می شوند. اکثر مواد دیرگداز دارای ذرات دیرگدازی هستند که به هم چسبیده اند. در دمای بالا، فاز شیشه ای مذاب می شود و هنگامی که دما بالاتر رود، محلولی از اجزای دیرگداز پدید می آید. این محلول مانند یک دوغاب می ماند. دمایی که در آن مخروط زگر به علت وزن خودش تغییر شکل دهد، دمای ذوب دیرگداز نامیده می شود. جدول بالا نشان دهنده ی چند ترکیب خالص است که به عنوان دیرگداز از آنها استفاده می شود.
۲- اندازه (size)
اندازه و شکل دیرگداز یکی از خصوصیات طراحی است. این مسأله یکی از مباحث مهم در طراحی بشمار می آید زیرا این مسأله بر روی پایداری ساختار تأثیر می گذارد. دقت و اندازه برای جاهایی که قطعات دیرگدازها می خواهند با هم جفت شوند، بسیار مهم می باشد. دقت و اندازه مناسب باعث کمینه شدن ضخامت و جفت شدن بهتر ساختار می شود.

۳-دانسیته ی بالک (Bulk Density)
یک خصوصیت مفید برای دیرگدازها دانسیته بالک است. این خاصیت نشان دهنده ی میزان ماده موجود در حجم معین است. افزایش دانسیته بالک یک دیرگداز باعث افزایش پایداری حجم و ظرفیت گرمایی دیرگداز می شود. و نفوذ مذاب را در دیرگداز کاهش می دهد.

۴- تخلخل (Porosity)
تخلخل ظاهری (apparent porosity)، اندازه گیری حجم تخلخل های باز است. (این تخلخل های باز می توانند بوسیله ی یک مایع پر شوند).
تخلخل ظاهری بر حسب درصد نسبت به حجم نشان داده می شود. این خصوصیت یکی از خصوصیات مهم دیرگدازهایی است که در تماس مستقیم با مذاب و سرباره هستند. تخلخل ظاهری پایین مطلوب است. زیرا این مسأله از نفوذ مواد ناخواسته به داخل دیرگداز جلوگیری می کند. همچنین به هم پیوسته بودن تخلخل ها، تأثیرات مهمی بر رفتار دیرگدازها دارد. عموماً در شرایطی که تعداد تخلخل ها برابر باشد، تخلخل ها با ابعاد کوچک تر مطلوب ترند. به هر حال، اندازه گیری واقعی تخلخل واقعی که در آن حجم تخلخل های بسته نیز محاسبه می شود،ایده مناسبی برای آگاهی از خصوصیات مواد مانند خواص زنیته شدن است.درحقیقت، تخلخل، دانسیته بالک و دانسیته ظاهری جامد از ویژگی های حیاتی اشکال دیرگداز است.
۵-استحکام فشاری سرد (cold Crushing Strength)
استحکام فشاری سرد نیز یکی از خواص خوبی است که به همراه دیگر خواص مورد بررسی قرار می گیرد. این خاصیت نشان دهنده ی قابلیت تحمل بار اعمالی بر جسم است. و می تواند به همراه سایر خواص مانند دانسیته بالک و تخلخل به عنوان نشانه ای برای میزان پخت قطعه و یا مقاومت به سایش قطعه است.

 

۶-نقطه نرمی (Pyro metric cone Equivalent)
دمایی که در آن یک دیرگداز بواسطه وزن خودش تغییر شکل می دهد دمای نرم شدگی

(Softening temperature) نامیده می شود. این دما بوسیله ی مخروط های آذر سنجی اندازه گیری می شود. دیرگدازها به خاطر داشتن ترکیب شیمیایی پیچیده، به طور تدریجی ذوب می شوند. در واقع این مواد در یک گستره ی دمایی ذوب می شوند. از این رو دیرگدازی یا نقطه ی گداز این مواد به روش مخروط های استاندارد تعیین می شود. مخروط های استاندارد آذرسنجی برای تعیین دما، تنها دمای نرم شدگی را به ما نشان می دهند. اما در شرایط کاری دیرگدازها، علاوه بر دما، بار نیز دیرگداز وارد می شود که می تواند باعث تغییر فرم دیرگداز در دماهای بسیار پایین تر از نقطه نرم شدگی بشود. با تغییر در شرایط محیطی مانند اتمسفر کاهنده، اعداد به دست آمده از این روش دماسنجی تغییر بسیاری می کند.

 

۷-دیرگدازی تحت بارگذاری (refractoriness under load)
تست دیرگدازی تحت بارگذاری (the refractoriness under load) که به آن تست RUL نیز می گویند، به ما دمای متلاشی شدن آجرها در شرایط کاری را می دهد.
به هرحال، در شرایط کاری واقعی که تنها یک سمت آجر حرارت می بیند،بخش سردتر آجر که حالت سبک تری دارد، مقدار بیشتری از نیروی اعمالی بر آن را تحمل می کند. از این رو، تست RUL نشان دهنده شاخصی از میزان دیرگدازی است. و می توان از آن در طراحی استفاده کرد. در شرایط کاری که دیرگداز از همه ی جهات تحت حرارت دهی است مانند شبکه ها (checkers)، تیغه ها

(Portion walls) و…، داده های مربوط به تست RUL، کاملاً معنادارند.

 

۸-خزش در دمای بالا (Creep at high temperature)
خزش یک خاصیت وابسته به زمان است. که معین کننده تغییر شکل ماده ی تحت بارگذاری در زمان معین و در دمای معین است. ملاک مورد پذیرش برای مواد دیرگداز عموماً این است که مقدار خزش فشاری در دما و بارگذاری مورد نظر بیش از ۰٫۳ درصد در ۵۰ ساعت اول بارگذاری نشود. این مقدار بدین علت تعیین شده است که سرعت خزش در انتهای منحنی خزش به مقدار ناچیزی کاهش می یابد. در صورتی که مقدار خزش فشاری دیرگدازی بیش از ۰٫۳ درصد نرسد، این دیرگداز مناسب است و می توان آن را با ایمنی بالا استفاده کرد.
۹- پایداری حجمی (Volume Stability)، انبساط (expansion) و شرنیکیج (shrinkage)در دمای بالا
انقباض یا انبساط دیرگدازها می تواند در طی شرایط کاری اتفاق افتد.این تغییرات دائمی در ابعاد ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:
الف) تغییر در فرم های آلوتروپیک که باعث تغییر در وزن مخصوص می شود.
ب) وقوع یک واکنش شیمیایی در دیرگدازها. که باعث بوجود آمدن یک ماده ی جدید با وزن مخصوص جدید می شود.
ج) ایجاد فاز مایع
د) واکنش های زینترینگ
ه) این مسئله ممکن است اتفاق افتد که بر روی دیرگداز واکنش خاصی رخ دهد و سیلیکات آلومینای – قلیایی بوجود آید. این ماده انبساط زیادی دارد و باعث شکستن قطعه می شود. تشکیل سیلیکات آلومینای قلیایی مثالی از تخریب و تغییر شکل دیرگدازها است که عموماً در کوره بلند رخ می دهد.
در حالی که این مسأله روشن شده است که تمام این تغییرات در طی فرآیند ساخت رخ می دهد ولی به خاطر مسائل اقتصادی برطرف کردن آن ها ممکن نیست زیرا فرآیندهای تولید تصحیح شده زمان بر هستند. تغییر خطی دائمی (PLC) بر روی پیش گرم کردن و سرد کردن آجرها دلالتی بر پایداری حجمی محصول است. این مسأله به طور خاص در هنگام اندازه گیری درجه ی تبدیل در تولید آجرهای سیلیسی، اهمیت پیدا می کند.
۱۰-انبساط گرمایی بازگشت پذیر
هر ماده ای در هنگام حرارت دیدن، منبسط می شود و در هنگام سرد شدن منقبض می شود. انبساط گرمایی بازگشت پذیر بازتابی است از تغییرات فازی که در هنگام گرم وسرد کردن رخ می دهد. تغییر خطی دائمی (PLC) و انبساط گرمایی برگشت پذیر برای ساخت نسوزها در نظر گرفته می شود. تا قطعات به هم متصل دچار مشکل نشوند. به عنوان نمونه یک قانون کلی،احتمال خرد شدن و از هم پاشیدن آن دسته از موادی که ضریب انبساط حرارتی کمتری دارند، کمتر است.

۱۱-رسانش گرمایی (Thermal Conductivity)
رسانش گرمایی به ترکیب شیمیایی و مینرالی ماده، دمای کاربرد و فاز شیشه ای موجود در دیرگداز وابسته است. اگرچه این خاصیت یکی از خاصیت های کم اهمیت در بررسی دیرگدازهاست ولی این خاصیت مشخص کننده ضخامت آجر کاری است. رسانش معمولاً با افزایش دما تغییر می کند. در مواردی که نیاز به انتقال حرارت از بین دیواره باشد برای مثال در تقویت کننده ها و بخش های بازیافت انرژی، دیرگداز باید رسانش گرمایی بالایی داشته باشد. رسانش گرمایی پایین برای صرفه جویی در مصرف انرژی مناسب می باشند. در این حالت دیرگداز مانند یک عایق عمل می کند. برای بدست آوردن خاصیت عایق کاری باید از هدر رفت گرما جلوگیری کند اما این خاصیت موجب افزایش دمای سطح می گردد و از این دو باید از دیرگداز با کیفیت بالایی استفاده کنیم. با توجه به این مسأله، معمولاً عایق کاری در سقف کوره ی فولادسازی دهانه باز (Open- hearth furnaces) انجام نمی شود. به عبارت دیگر این مسأله باعث می گردد که عایق به دلیل ایجاد چکه هایی برروی سطحش ، بشکند. بسته به خواص دیرگداز از مصرفی در بخش ارتباط با حرارت مانند ظرفیت تحمل بار در دمای بالا

(Capacity high temperature load bearing)، این مسئله ممکن است نیاز باشد که کیفیت آجر مصرفی را بالا ببریم که علت آن بالا رفتن دما به خاطر خاصیت عایق کاری آنهاست.
دیرگدازهای سبک با رسانش گرمایی پایین در کوره هایی کاربرد دارند که در آنها با استفاده از دماهای نسبتاً پایین کار عمل آوری گرمایی صورت می گیرد. در این کاربردها، عملکرد ثانویه ی دیرگداز معمولاً صرفه جویی در مصرف انرژی است. مصرف این نوع دیرگدازها در کوره های نوع منقطع (Furnaces batch type) بیشتر است. در این کوره ها ظرفیت گرمایی پایین ساختار دیرگداز باعث می شود تا گرمای ذخیره شده در طی فرآیند سردو گرم کردن سیکلی کمینه شود.

دیرگدازها چگونه دسته بندی می شوند؟
دیرگدازها را می توان براساس ترکیب شیمیایی وروش تولید یا شکل فیزیکیشان دسته بندی کرد.علاوه براین تقسیم بندی ها، دیرگدازها را براساس کاربرد نیز می توان طبقه بندی کرد مثلاً دیرگدازهای کوره بلند (blast furnace refractories) . این دیرگدازها به طور مداوم مورد تجدید نظر قرار می گیرند وتغییر می کنند.
درزیر برخی از طبقه بندی های دیرگداز آورده شده است :
طبقه بندی دیرگدازها براساس ترکیب شیمیایی
از نقطه نظر شیمیایی ، مواد دیرگداز به سه دسته تقسیم بندی می شوند که عباتنداز:
۱-دیرگدازهای اسیدی
۲-دیرگدازهای بازی
۳-دیرگدازهای خنثی
دیرگدازهای اسیدی :
این دیرگدازها درمحل هایی استفاده می شوند که اتمسفر و سرباره اسیدی هستند.این دیرگدازها دربرابر اسیدی ها مقاوم اند ولی دربرابر حمله ی مواد قلیایی ضعیف هستند.ماده ی اولیّه ی عمده ی این گروه از دیرگدازها برگروه RO2 (مانند سیلیس) (Sio2) زیر کونیا (Zro) و رس آلومینا سیلیکاتی (Al2o3. 2zio2.2H2o) متعلق هستند.

دیرگدازهای خنثی :
این دیرگدازها درمحل هایی استفاده می شوند که سرباره و اتمسفر وضعیت معینی ندارند و گاهاً بازی یا اسیدی است. این دیرگدازها در مقابل عوامل اسیدی و بازی پایدارند. مواد اولیّه ی عمده ی این دیرگدازها به گروه R2O3 تعلق دارد. البته ترکیب شیمیایی دیرگدازهای خنثی تنها به گروه R2O3 محدود نمی شود ، مثال های معمولی از این مواد عبارتند از : آلومینا (Al2o3) اکسید کروم (cr2o3) و کربن (c)

دیرگدازهای بازی :
این دیرگدازها درمحل هایی استفاده می شوند که اتمسفر و سرباره هستند. این دیرگدازها در برابر بازها مقاومند ولی با اسید واکنش می دهند. مواد اولیّه ی عمده دراین گروه از دیرگدازها به گروه RO متعلق هستند. اکسید منیزیم (Mgo) متداولترین مثال از این دیرگدازهاست. مثال های دیگر از این دیرگدازها عبارتند از : دیرگدازهای دولومیتی و دیرگدازهای منیزیا-کرومیتی (chrome – magnetite) .
دیرگدازهای بازی بسیار مشهورند زیرا این دیرگدازها مقاومت به خوردگی خوبی دربرابر سرباره های بازی وگرد وغبار شیمیایی در دماهای بالا دارند.برخی از گروه های دیرگدازهای بازی توسعه یافته اند که دارای مقاومت عالی دربرابر سرباره های اسیدی نیز هستند.
الف) اکسید منیزیم (Mgo) یک اکسید فلزی دوتایی از منیزیم است .این اکسید درهنگامی که خلوص بالایی داشته باشد دارای دمای دیرگدازی بالایی است .مینرال اکسید منیزیم پریکلاژ (percales) نامیده می شود.ناخالصی هایی که در اکسید منیزیم طبیعی وسنگ معدن کرم دار وجود دارد موجب می شود تا ترکیبی با دمای ذوب پایین ایجاد شود،که دیرگدازی را بسیار کاهش می دهد.
ب) ترکیبات منیزیا-کرومیت دارای استحکام مکانیکی خوبی است ودر دمای بسیار بالا، پایداری ابعادی خوبی نیز دارد. دیرگدازهای منیزیا-کرومیتی مقاومت به خوردگی خوبی در برابر سرباره های بازی دارند وبرای صنایع فولاد ومس مناسب می باشند.
ترکیبات منیزیا-کرومیت دارای انبساط حرارتی پایین تری نسبت به ترکیبات دارای مقادیر بالای اکسید منیزیم هستند.
ج) ترکیبات با خلوص بالا و بدون کروم از اکسید منیزیم که از آب دریاها وآب شور بدست می آیند دارای بیشترین دیرگدازی هستند ودر مقابل اکسید آهن نیز از خود مقاومت نشان می دهند
د) ترکیبات کربن -منیزیا دارای ۵-۳۵% کربن هستند.کربن افزوده شده به این دیرگدازها از افزودن گرافیت ورقه ای طبیعی حاصل می شود دیرگدازهای کربن -منیزیایی مقاومت بسیار بالایی دربرابر سرباره های فولاد سازی دارند.
از لحاظ تئوری ، دیرگدازهای اسیدی نباید درتماس مستقیم با سرباره های بازی، گازها ویا گرد وغبار بازی قرارگیرد.درحالی که دیرگدازهای بازی بهترین گزینه برای استفاده شدن درمحیط های بازی هستند.در واقع به خاطر دلایل مختلف، این قوانین تئوریک اغلباً شکسته می شوند .از این رو، طبقه بندی شیمیایی دیرگدازها عمدتاً تقسیم بندی آکادمیک است وتنها به ما کمک می کند تا کاربردهای واقعی دیرگدازها را بفهمیم.همچنین وجود دیرگدازی که واقعاً خنثی باشد، ممکن است شک برانگیز باشد.
طبقه بندی براساس روش تولید
دیرگدازها می توانند به یکی از روش های زیر تولید شوند.
۱-روش پرس خشک (Dry Dress Process)
۲- ریخته گری مذاب (fused Cast)
۳- قالبگیری دستی (hand Molders)
۴- شکل دهی پخته شده ، خام و یا بایندر شیمیایی
۵- بی شکل(مونولیتیک -پلاستیک-جرم های کوبیدنی -تزریقی – قابل قالب گیری و اسپری شونده)

طبقه بندی براساس شکل فیزیکی
دیرگدازها را بر اساس شکل فیزیکشان نیز می توان طبقه بندی کرد.این مواد می توانند دیرگدازهای شکل داده شده و یا بی شکل باشند.دیرگدازهای شکل داده شده عموماً به عنوان آجرهای دیرگدازه ودیرگدازهای بی شکل به عنوان دیرگدازهای مونولیتیک معروفند.

دیرگدازهای شکل داده شده (Shaped refract ones)
دیرگدازهای شکل داده شده آنهایی هستند که در هنگام تحویل به مصرف کننده دارای شکل معینی هستند ما این دیرگدازها را آجر می نامیم.
شکل آجرها ممکن است به دو حالت تقسیم بندی شوند.یکی از آنها اشکال استاندارد است ودیگری اشکال خاص.اشکال استاندارد دارای ابعادی هستند که بوسیله ی اکثر تولید کنندگان دیرگدازها مورد قبول است.واین تولید کننده ها از این ابعاد پیروی می کنند.این دیرگدازها عموماًٌ در کوره های همسان قابل کاربرد هستند.
دیرگدازهای شکل داده شده عمدتاً بوسیله ی ماشین پرس تولید می شود .بنابراین انتظار می رود که خواص آنها هموژن باشد.البته برخی از دیرگدازهای شکل داده شده که بوسیله ی قالب گیری دستی تولید می شوند دارای خواص غیر هموژنی هستند.

دیرگدازهای بی شکل (unshaped Refract ones)
دیرگدازهای بی شکل دارای هندسی معینی نیستند و در حین کاربرد شکل داده می شود.این دیر گدازها بیشتر با نام دیرگدازها مونولیتیک شناخته می شود.این دیرگدازها به صورت زیرطبقه بندی می شود.

الف) دیرگدازهای پلاستیک (Plastic refractories)
دیرگدازهای پلاستیک، مخلوط هایی هستند که در حالت پلاستیک وسفت آماده می شوند.واین نوع دیرگدازها به صورت توده هایی که در لفاف پلی اتیلن پیچیده شده اند،به مصرف کننده تحویل داده می شوند .درحین استفاده توده ی بزرگ از این نوع دیرگداز به قطعات کوچک تر بریده می شود وبدون هیچ عمل دیگر برروی آن، درمکان مورد نظر پاشیده ویا کوبیده می شود.این کار بوسیله ی یک کوبنده ی بادی انجام می شود.این ماده ی پلاستیک به راحتی به هر شکل وفرم مورد نظر تبدیل می شود.
ب) مخلوط های کوبیدنی (Ramming Mixes)
مواد دیرگداز کوبیدنی آنهایی هستند که از اندازه ی ذرات شان به دقت درجه بندی شده است تا بتوان آنها را راحت تر اعمال کرد.این مواد عموما به صورت خشک به مصرف کننده تحویل داده می شوند. مصرف کننده درهنگام نیاز این دیرگدازها را با مقدارکمی آب مخلوط می کند وسپس از آنها استفاده می کند.مخلوط های کوبیدنی نیز وجود دارند که به صورت مرطوب به مصرف کننده تحویل داده می شوند. ودرهمان زمان قابل استفاده هستند.استفاده از آنها بوسیله ی کوبنده های بادی انجام می شود.

ج) مخلوط های قابل ریختن (Castable)
قابل ریختن براین مسئله دلالت دارد که این مواد به طور طبیعی قابلیت گیرش هیدورلیک دارند.این دیرگدازها موادی هستند که دارای درصدی با یندر سیمانی(معمولا سیمان آلومیناتی)هستند.این دیرگدازها وقتی با آب مخلوط شوند قابلیت گیرش هیدرولیک دارند. مواد چسبنده ی کلسیم آلومیناتی باید به خوبی دراین دیرگدازها پیوند ایجاد کنند تا از جذب رطوبت به داخل دیرگدازها جلوگیری شود. علاوه براین مسئله استحکام این بایندر پس از ۶ تا ۱۲ ماه شروع به کاهش می کند این مواد به صورت ریختگی اعمال می شوند.وهمچنین به نام بتن های دیرگدازها معروفند.

د) مخلوط های پاشیدنی (Gunning Mixes)
مخلوط های پاشیدنی مواد دیرگدازی هستند که به صورت گرانول تهیه می شوند .این گرانول ها بر روی سطح مورد نظر اسپری می شوند .برای پاشیدن این مواد از تفنگ های پاشنه ی بادی

(Guns air placement) متنوعی استفاده می شود.این دیرگدازها بوسیله ی حرارت استحکام می یابند وبرای کارهای ترمیمی و اصلاحی درکوره ها و پاتیل ها استفاده می شوند.

ه) مخلوط های محافظ (Fettling Mixes)
مخلوط های محافظ مواد دیرگدازی به شکل گرانول هستند که عملکرد آنها شبیه به مخلوط های پاشیدنی است.امّا این مخلوط های بوسیله ی پارو به داخل کوره ریخته می شوند تا نواحی آسیب دیده ی کوره ترمیم شوند.

و) ملات ها (Mortars)
ملات ها گروهی از دیرگدازها هستندکه نه جزء گروه آجرهای دیرگداز هستند نه جزء گروه دیرگدازهای مونولیتیک .این دیرگدازها مواد نسوز نرمی هستند که به خاطر ترکیبشان درحین مخلوط شدن با آب خاصیت پلاستیک پیدا می کنند.این مواد برای ایجاد پیوند بین آجرها در فرآیند آجر کاری استفاده می شوند ودر بین آجرها ایجاد می کنند تا سطوح نامنظم آجرها به هم متصل گردند.همچنین لایه ی بوجود آمده دربین آجرها فضاهای بوجود آمده دربین آجرها را نپذیر می کنند.واز نفوذ سرباره وعوامل خورنده به داخل ساختار دیرگداز جلوگیری می کنند.

 

دیرگدازهای خاص دراستفاده های صنعتی
دیرگدازهای خاک نسوز (Fireclay refractories)
دیرگدازهای تشکیل شده از خاک نسوز مانند آجرهای نسوز، خاک نسوز سیلیسی

(Fireclay siliceous) ودیرگدازهای متشکل از رس آلومینایی (aluminous clay refractories) از سیلیکات آلومینای با مقادیر متنوع از سیلیس (که درصد این مقادیر درکل بیش از ۷۸ درصد نمی شود) تشکیل شده اند.این دیرگدازها دارای مقادیر کمتر از ۴۴ درصد آلومینا هستند.در اصل دیرگدازهای خاک نسوز دارای سیلیکات آلومینای هیدراته با مقادیر بسیار ناچیز از دیگر مینرال ها هستند.
به خاطر قیمت نسبتاً پایین این دیرگدازها ، این مواد کاربرد فراوانی در کوره ها ، پاتیل ها و گرم کن ها پیدا کرده اند.آجر نسوز معمولی ترین شکل از این مواد دیرگداز است.این آجرها به طور گسترده درصنعت فولاد وآهن، متالورژی فلزات غیر آهنی، صنعت شیشه، کوره های پخت سفال (Pottery kilns)، صنعت سیمان و…کار برد دارند.
برای آجرهای نسوز چندین استاندارد وجود دارند که عبارتند از :
۱- با کارایی عالی (Surer duty)
۲- با کارایی بالا (high – duty)
۳-با کارایی متوسط (Medium duty)
۴-با کارایی پایین (Low – duty)
۵-شبه سیلیسی (Semi – Silica)

۱-با کارایی عالی (Surer duty)
این آجرها دارای استحکام و پایداری حجمی خوبی در دمای بالا هستند.و دارای ۴۰- ۴۴ درصد آلومینا هستند.برخی از انواع آجرهای با کارایی آلی هنگامی که با تغییرات سریع دما مواجه شوند، مقاومت بسیار خوب دربرابر ترک خوردن وخرد شدن دارند.
۲- با کارایی بالا (high – duty)
این نوع آجرها به مقدار زیادی مصرف می شوند و دارای کاربرد زیادی در صنعت هستند.به خاطر مقاومت به شک حرارتی بالا این نوع آجرها مصرف آنها درکوره هایی با دمای متوسط نسبت به نوع با کارایی متوسط، اقتصادی تر است.همچنین این آجرها برای کوره هایی مناسب است که به طور مداوم خاموش وروشن می شوند.
۳-با کارایی متوسط (Medium duty)
این آجرها برای کاربردهایی مناسب هستند که با شرایط متعادل محیطی روبرو هستند.آجرهای با کارایی متوسط درگستره ی دمای مخصوص به خود می توانند بهتر از بسیاری از آجرهای گروه با کارایی بالا دربرابرسایش مقاومت کنند.
۴-با کارایی پایین (Low – duty)
این آجرها به عنوان پشتیبان برای دیگر آجرهای نسوز استفاده می شوند.درمحل هایی که این آجرها وظیفه ی پشتیبانی از آجرهای دیرگداز دیگر را برعهده دارند عمدتاً دما در گستره ی دماهای پایین است.

دیرگدازهای پرآلومینا (high Alumina Refractories)
واژه ی آجرهای پرآلومینا به آجرهای دیرگدازی گفته می شود که درآن ها درصد آلومینا۴۷٫۵%یا بیشتر باشد.گسترده ی درصد آلومینا دراین آجرهای بین ۵۴-۱۰۰درصد است.خاصیت دیرگدازی این دیرگدازهای پرآلومینا با افزایش درصد آلومینا افزایش می یابد.درصد آلومینا ی موجود در دیرگدازهای پر آلومینا معمولا۲٫۵% +از مقدار اسمی خود انحراف دارند مثلا دیرگدازی که به صورت تجاری دارای ۷۰% آلومیناست معمولا مقدار آلومینا ۵ .۲%از مقدار گزارش شده کم یا زیادتر است .دیرگدازهای پرآلومینا معمولا براساس درصد آلومینا یشان طبقه بندی می شوند این طبقه بندی که براساس استاندارد ASTM است به صورت زیر می باشد.
.aآجر مولایتی (Mullet Brick)
این آجر معمولا دارای درصد بسیار بالایی فاز مولایت هستند.
.bآجرهای با بایندر شیمیایی (chemically – bonded Bricks)
این نوع آجرها معمولا دارای بایندر فسفاتی است و معمولا دارای ۷۵ – ۸۵ در صد آلومینا ست
.c آجر آلومینا -کرومیتی (alumina – chrome brick)
این آجر به طور نمونه وار از مواد دارای درصد بالای آلومینا و اکسید کروم (با خلوص بالا) تشکیل شده اند. در دماهای بالا، آلومینا واکسید کروم یک محلول جامد تشکیل می دهند که این محلول جامد دیرگدازی خوب است.
.dآجر کربن –آلومینایی (Alumina – Carbon Brick)
آجرهای پرآلومینا معمولا دارای بایندر رزینی است این رزین ها دارای ترکیبات کربن دار مانند گرافیت هستند.
کاربردهای دیرگدازهای پرآلومینا
بخش های خاصی از کوره ی بلند، کوره های سرامیکی (Ceramic kilns) ، محفظه های نگهداری شیشه مذاب (glass tanks) و بوته های ذوب بسیاری از فلزات
آجر سیلیسی (Silica brick)

آجر سیلیسی یا دیناز (Dina’s) جرم های دیرگدازی هستند که حداقل دارای ۹۳% سیلیس (Sio2) هستند. مواد اولیّه برای ساخت این دیرگدازها سنگ های با کیفیت بالاست.گریدهای متنوعی از آجرهای سیلیسی،استفاده ی وسیعی درصنعت ساخت کوره های ذوب آهن وفولاد دارند. علاوه برنقطه ی گداز (fusion point) بالا، این آجرها دارای خصوصیات مهم دیگری مانند مقاومت بالا دربرابر شک حرارتی (خردشدن) و خاصیت دیرگدازی بالا هستند. این مسئله باعث شده است تا از این آجرها در صنعت شیشه و فولاد استفاده شود.
خاصیّت برجسته ی آجرهای سیلیسی این است که این آجرها (در زیر بارگدازی) تا هنگامی که به نقطه ی گداز خود نرسند، نرم نمی شوند. این رفتار آجر سیلیسی دربسیاری از انواع دیگر دیرگدازها دیده نمی شود. برای مثال ، مواد آلومینو سیلیکاتی (alumina Silicate M arterials) که در دماهای بسیار پایین نسبت به نقطه ی گدازشان شروع به روان شدن می کنند وخزش آنها در دماهای پایینی اتفاق می افتد.
دیرگدازهای سیلیسی با شرایط دما بالا سازگاری دارند زیرا این دیرگدازها ، دیرگدازی بالا، استحکام مکانیکی بالا وسختی بالا دردماهای نزدیک به نقطه ذوب شدن ،دارند.علاوه براین خصوصیات این دیرگدازها دربرار گرد وغبار و دودهای اسیدی و سرباره های اسیدی نیز مقاومت می کنند.آجرسیلیسی براساس فاکتور سیالیت آجر(flux factor bricks)به دو نوع A و B طبقه بندی می شوند.پیشرفت های انجام شده منجر به تولید آجرهای سیلیسی مقاوم دربرابر سرباره وفلاکس، با ثبات ابعادی خوب ومقاوم دربرابر خرد شدن شده است.

منابع

http://www.daneshju.ir

http://imenivabehdasht.persianblog.ir

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

طیف سنجی جرمی

طیف سنجی جرمی

ارسالی از : تکتم عاشوری دانشگاه آمورش عالی گناباد طیف سنجی جرمی : طیف سنجی جرمی یکی …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.