آشنایی با نسوزها

o موادی هستند که حرار تهای بالا را به خوبی تحمل کرده (بسته به نوع مصرف مقاومت حرارتی نسوزها متفاوت است) ودر ان حرارت در واکنشهای شیمیایی فراورده ای که در کوره در حال شکل گرفتن میباشد
شرکت نکرده و در مقابل سایش و ضربه مقاومت نموده و در ان حرارت به هیچ وجه تغییرات فیزیکی و

شیمیایی در ان ظاهر نمی شود. o تقریبا ۸۰ تا ۸۵ درصد نسوزهای تولید شده در دنیا در کارخانه های ذوب اهن و سیمان پزی مورد استفاده

قرار می گیرد و ۱۵ تا ۲۰ درصد درکارخانه های شیشه گری – کاشی سازی – تونلهای اجر پزی و غیره مورد استفاده واقع میشوند.

o خواص عمومی نسوزها ۱. درجه حرارت:هرکوره باتوجه به حرارتی که برای پخت و بعمل اوردن محصول خود نیاز دارد، محتاج

به نسوزی است که بتواند حرارت کوره را به خوبی تحمل نماید، در این صورت نسوزها با توجه به محل مصرف م یباید بتوانند حرارت کوره را به خوبی تحمل نموده و به مرحله خمیری نرسند در این صورت باید حرارت قابل تحمل برای نسوزها چند درصد بیشتر از حرارت موجود در کوره باشد.

۲. تغییرشکل:می دانیم کلیه اجسام در مقابل حرارت های بالا تغییر شکل م یدهند و معمولا درموقعیکه حرارت بالا میرود منبسط شده و در موقع سرد شدن منقبض میگردد. اگر در یک کوره ذوب اهن یا
پخت سیمان قطعات نسوز منبسط شوند و به هم فشار وارد کنند در ابتدا موجب محکمتر شدن به
یکدیگر و اتصال بیشتر انها به بدنه کوره میشوند ولی رفته رفته در اثر زیاد شدن انبساط، نسوزها به یکدیگر فشار اورده و باعث خرد شدن خود می گردند. و اگر از ابتدا نسوزها را با فاصله بچینند تا از این فشار جلوگیری کنند یا نسوزها در اثرانقباض تقلیل حجم پیدا کنند در جای خود لق شده و موجب فرو ریختن نسوز میگردد. پس ملاحظه میگردد که نسوزها مخصوصا در کوره های گردنده باید دارای

خاصیتی باشند که انقباض و انبساط انها موجب خرد شدن یا فروریختن انها نشود. ✓ انقباض و انبساط نسوز کوره با انقباضو انبساط کوره هماهنگ باشد. ✓ نسوزها باید در مقابل تغییرحرارت های ناگهانی مقاوم باشند.

۳. تغییر عناصر متشکله در اثر حرارت: نسوزهایی که در مواد اولیه انها بعضی از اکسیدهای اهن مانند اکسید آهن( III) و اکسید آهن (II) وجود دارد اگر از مواد موجود در کوره گاز CO تولید شود این گاز با اکسیژن موجود در اکسید اهن ترکیب شده و به گاز کربن دی اکسید تبدیل گردیده و متصاعد می

شود و اهن موجود در نسوزها را ازاد نموده و موجب تغییر ماهیت نسوزها م یشود از این رو حداکثر مقدار مجموع این اکسیدها و سایر اکسیدهای گداز اور مانند آهک واکسید منیزیم نباید در نسوزها از ۵ درصد تجاوز کند.

۴. شرکت در واکنش های شیمیایی:نسوزها نباید در واکنشهای شیمیایی که در مواد داخل کوره صورت می گیرد شرکت نموده و روی خواص محصول تاثیربگذارد. و با گازها و خاکسترهای متصاعد شده از کوره ترکیب نشود. بدین لحاظ باید قبلا محیط کوره از نظر انکه اکسیدکننده است یا احیا کننده

تشخیص داده شود و نسوز مناسب انتخاب گردد.
۵. مقاومت در برابر نیروهای موجود در کوره:نسوزها باید در مقابل نیروهایی (مانند سایش – فشار –

ضربه و…)که از طرف مواد داخل کوره به انها وارد میشود بخوبی مقاوم بوده و مخصوصا باید قابلیت تحمل بار کوره را داشته باشند.

۶. مقاومت در مقابل پوسته پوسته شدن: علت پوسته پوسته شدن اختلاف درجه حرارت سطح و مغز جسم است. که سعی می شود آجرهای نسوز را متخلخل بسازند.

✓ ضریب تخلخل نسوز، اندازه سوراخ ها و تعداد سوراخ ها با توجه به مواد داخل کوره تعیین می شود.

o انواع نسوز • انواعنسوزازنظرتحملحرارت:

۱.نسوز عالی:می تواند حرارت های بالاتر از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل نماید. ۲.نسوزهای متوسط: می تواند از حرارت ۱۸۰۰ الی ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل نماید. ۳.نسوزهای پست: می تواند حرارت ۱۵۸۰ الی ۱۸۰۰ درجه را تحمل کند.

• انواعنسوزازنظررفتارشیمیایی: ۱.دیرگدازهای اسیدی: مانند دیرگدازهای زیرکونیایی و آلومینیوم سیلیسی ۲.دیرگدازهای قلیایی:مانند دیرگدازهای منیزیایی و دولومیتی ۳.دیرگدازهای خنثی: مانند دیرگدازهای آلومینیایی وsic

• انواعنسوزازنظرموادتشکیلدهنده: ۱.دیرگدازهای سیلیسی و شبه سیلیسی ۲.دیرگدازهای آلومینوسیلیکاتی۳.دیرگدازهای منیزیایی

۴.دیرگدازهای حاوی منیزیا ۵.دیرگدازهای کرومیتی ۶.دیرگدازهای کربنی/ گرافیتی ۷.دیرگدازهای حاوی کربن/ گرافیت ۸.دیرگدازهای کاربید سیلیسیمی ۹.دیرگدازهای زیرکونیایی و زیرکنی

۱۰.دیرگدازهای حاوی زیرکونیا ۱۱.دیرگدازهای عایق و بی شکل

• نسوزازنظرشکلهندسی
۱. دیرگدازهای شکل دار (آجر) به اشکال با سطح مقطع مربع مستطیل یا مربع به بازار عرضه می

گردد.در بعضی موارد طبق سفارش مصرف کننده نسوزهایی به شکل های دیگر نیز ساخته می شود. که اغلب گران تر هستند.

۲. دیرگدازهای بی شکل (جرم ها، مواد پاشیدنی و کوبیدنی و …)مانند رنگ های نسوز، چسبی که دانه های نسوز را به هم می چسباند.

• انواعنسوزازنظرجنس ۱. آجر آلومینی:

– رایج ترین مصالح جهت تهیه ی نسوز سیلیس و اکسید آلومینیوم می باشد. هرچه میزان آلومینیوم آن بیشتر باشد نقطه ذوب نسوز بالاتر می رود.

– %۵۰آلومینیوم : آجر مقاوم در مقابل پوسته پوسته شدن و از طرفی بار کوره را به خوبی تحمل می کند.

– مقدار اکسید آلومینیوم آن در حدود ۴۵ % الی ۵۶ % می باشد. ۲. آجرهای سیلیسی

– مقدار سیلیسآن در حدود ۹۷ % می باشد. – برای ایجاد چسبندگی مطلوب بین دانه های سیلیسبه آن چند درصد چسب و یا سایر مواد آلی

اضافه می کنند و با پرس های سنگین شکل می دهند. – با دانه بندی صحیح و پرس کردن مواد خام، آجر با تخلخل مناسب و تحمل بار مطلوب ایجاد می

نمایند

– از این نوع آجر در کوره های فولادسازی و کوره های ذوب مس نیز استفاده می شود. – در کوره هایی با روباره هایی مانند cao,mgo و Feo از این آجر استفاده می کنند. – در کوره هایی که روباره آن اکسید پتاسیم و اکسید سدیم باشد نباید از این آجر استفاده کرد.

۳. آجر نیمه سیلیسی – درصد سیلیس آن کمتر از آجرهای سیلیسی می باشد. – در مقابل بار کوره دارای مقاومت کمتری است ولی در عوض دارای ثبات حجمی بیشتری بوده و

دیرتر پوسته پوسته می شوند.

۴. آجرهای منیزی – به آن ها منیزیت هم می گویند.دارای ۸۰ الی ۸۵ % mgo می باشد. – برای کوره هایی که دارای محیط قلیایی هستند مناسب می باشد. – در مقابل حرارت تغییر حجم می دهند و پوسته پوسته می شوند.- با افزودن مقداری کرومیت( ۵ الی ۱۵ %)توانسته اند مقاومت آن را در مقابل شوک حرارتی افزایش

می دهند. – ۷۰ % آجرهایی که در کوره سیمان استفاده می شود آجر منیزیت است.

۵. آجر شاموتی( ۲ Al 2O3,2 Sio ) – شامل اکسید آلومینیوم( ۱۰ الی ۴۵ %) و سیلیس( ۵۰ الی ۸۰% ) -وجود مواد دیگری مانند کوارتز، فلدسپات و مقداری مواد آلی همچنین اکسیدهای آهن، اکسید

کلسیم و اکسید منیزیم در مخلوط اولیه باعث پایین آوردن نقطه ذوب آن می گردد.
– برای جلوگیری از تغییر حجم آجر شاموتی خاک نسوز را قبلا به کوره برده و حرارت می دهند و

آن را بیرون آورده آسیاب نموده و به عنوان چسب در آجر شاموتی استفاده می نمایند.

۶. آجر دولومیتی – از mgo,cao که از حرارت دادن caco 3, mgco3 به دست می آید. – در مقابل حرارت ۲ coآزاد کرده و یک آجر قلیایی است.

۷. آجر فورستریتی – از ۲ mgo,sio تشکیل شده است و دارای نقطه ذوب بالاتری بوده و تا حدود ۱۹۰۰ درجه را می

توانند تحمل نماید و یک آجرقلیائی است

۸. آجر کرم منیزی – از کروم( ۳۰ %)و منیزیم( ۷۰ %)تشکیل شده است. – در صنایع فولادسازی مصرف می شود – به آجر دولومیتی، فورستریتی و کرم منیزی آجرهای منیزی می گویند.

o مراحل تهیه ی نسوز ۱. تهیه ی مواد اولیه

– تعیین مواد اولیه – خرد کردن مواد اولیه – دانه بندی مواد نسوز: با دانه بندی مطلوب نسوز باید هم دارای ضریب تخلخل مناسب باشد و هم از

استحکام کافی برای تحمل بار کوره برخوردارگردد

۲. آماده سازی مواد – قبل از قالب گیری مقداری چسب به مواد اولیه اضافه می شود. چسب بهتر است از جنس خاک

نسوز باشد . که خاک نسوز را پخته و به صورت پودردرآورده و دوباره با مواد نسوز مخلوط می کنند.
– مواد چسبنده دیگر که در مواد اصلی نسوز به کار می رود خاک رس است. که ماده چسبنده و

نقطه ذوب نسوز را هم پایین نمی آورد.ولی ضریب تخلخل نسوز را کم می کند.

o شکل دادن نسوز – پیش از بوجود آمدن انقلاب صنعتی در اروپا و قبل از جنگ جهانی دوم اغلب نسوزها با توجه به

تقاضای مصرف کننده با دست به اشکال مخصوص شکل داده میشد. – ولی با توسعه ی تکنولوژی و گسترش کارخانجات ذوب فلزات و سیمان پزی قالب گیری با ماشین

های مخصوصو تحت فشارهای بالا انجام می شود.

o خشک کردن نسوز – نسوز ها اغلب در تونل های هوای گرم خشک می شود. که خشک شدن با کاهش حجم همراه

هست. – تونل هوای گرم بعضا به کوره پخت متصل می باشدو بعد از خشک شدن بلافاصله به کوره ی پخت

وارد می شود.

o پختن نسوز – پس از خشک شدن نسوزآن را به کوره برده و معمولا گرمای پخت قدری بیشتر از گرمای کوره ای

است که نسوز می خواهد در آن مورد مصرف قرارگیرد. -حرارتازحدود۱۲۵۰درجهشروعشدهوتا۱۹۰۰درجهمیرسدومدتزمانپخت۳الی۲۰

روزبرای نسوزهای مختلف می باشد.

منبع: ایران مصالح