جرم نسوز به چه موادی اطلاق می‌شود؟
نسوز یا دیرگدازها موادی هستند که در برابر حرارت و در معرض درجات مختلف تنش و کرنش مکانیکی، حرارتی، خوردگی و سایش مکانیکی در دماهای بیش از 1500 درجه سانتیگراد مقاوم می‌باشند.
جرم‌های نسوز مواد معدنی، غیرفلزی، متخلخل و ناهمگن هستند که از سنگدانه‌های معدنی مقاوم در برابر حرارت، بایندر یا چسب و مواد افزودنی تشکیل شده اند. دیرگدازها معمولا بر پایه اکسیدهای سیلیکون، آلومینیوم، منیزیم، کلسیم و زیرکونیوم هستند و مواد نسوز غیر اکسید شامل کاربیدها، نیتریدها، بوریدها، سیلیکات ها و گرافیت می‌شوند.
انتخاب دیرگدازها بر اساس شرایط و نوع کاربرد می‌باشد. زمانی‌که نیاز به ماده با مقاومت بالا در درجه حرارت زیاد می‌باشد از زیرکونیا استفاده می‌شود. کاربید سیلیکون و کربن دو ماده نسوز دیگر هستند که در برخی شرایط دمایی بسیار شدید مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما نمی‌توان از آن‌ها، در تماس با اکسیژن استفاده کرد، زیرا در اتمسفر اکسید شده و می سوزند. محصولات نسوز نوع خاصی از سرامیک‌ها هستند که با سرامیک معمولی تفاوت دارند. عمدتا ساختار درشت دانه اصلی گروگ است که توسط ریزدانه‌ها به هم متصل شده‌اند.
انواع جرم کوبیدنی بر اساس ماده تشکیل دهنده:
جرم نسوز کوبیدنی از مواد نسوز بر پایه خاک رس، درصد بالای آلومینا، مولایت کوراندوم، سیلیس، منیزیم و کربوراندوم تشکیل شده است که از اسید فسفریک و فسفات، سیلیکات سدیم، سولفات آلومینیوم، رس های اتصال دهنده و چسب‌های آلی به عنوان بایندرها استفاده می‌شود که در ادامه با نمونه‌های رایج جرم‌های نسوز کوبیدنی آشنا می‌شویم:
جرم کوبیدنی سیلیسی:
جرم رمینگ سیلیس (SRM) نوعی جرم نسوز است که دارای 98% دی اکسید سیلیس است و برای پوشش کوره‌های القایی استفاده می شود. جرم کوبیدنی سیلیسی از کاربید سیلیکون (SiC)، سیلیس (SiO2)، اکسید آلومینیوم (Al2O3) و اکسید آهن (Fe2O3)تشکیل شده است که از عمر مفید و مقاومت بالا در برابر ترک و خوردگی در محیط‌های اسیدی برخوردار است. جرم کوبیدنی سیلیسی در مقایسه با دیگر جرم‌های کوبیدنی دسترس‌تر و ارزان‌تر می باشد و حداکثر دمای قابل تحمل 1700 درجه سانتیگراد است. اگر سرباره حاوی مقدار زیادی مواد و متریال اسیدی باشد، از جرم نسوز کوبیدنی سیلیسی استفاده می‌شود.
جرم کوبیدنی آلومینایی:
توده رمینگ نسوز آلومینیومی بالا از کلینکر بوکسیت آلومینیوم، خاک رس نسوز ، آلومینا نسوز و سایر مواد افزودنی ساخته می شود که به صورت کوبیدن دستی یا مکانیکی اعمال می‌شوند. پس از ترکیب محصول، با استفاده از گرمایش سخت می‌شود تا پوششی برای مقاومت در برابر فرسایش سرباره تشکیل شود.
آلومینا به دلیل نقطه ذوب بالا به طور گسترده ای در جرم‌های نسوز استفاده می‌شود. به خصوص برای کاربردهایی مانند آستر ضد خوردگی و فرسایش در کوره القایی، کوره گرمایشی و کوره نگهداری که در آن استحکام دیرگداز باید در دماهای بالا حفظ شود، مناسب است. این نوع جرم ریختنی مقاومت بالایی در برابر شوک حرارتی و فرسایش سرباره دارد. زمانی‌که حاوی کاربید سیلیکون، نیترید سیلیکون و جرم نسوز کربن باشد می‌تواند به عنوان لاینینگ آهنی کوره‌های بلند در اندازه‌های بزرگ، متوسط و کوچک استفاده شود.
استفاده از جرم کوبیدنی آلومینیی برای ساخت آجرهای آلومینایی که از بوکسیت، هیدروکسید آلومینا، خاک رس و سایر مواد تشکیل شده است، نیز کاربرد داد و ضد آتش می‌باشند. همچنین در صنایع مختلف مانند صنعت آهن و فولاد، صنعت آلومینیوم، ریخته گری آهنی، صنعت سیمان، پالایشگاه و صنایع نسوز استفاده می شود.
جرم کوبیدنی منیزیتی:
ماده اصلی تشکیل دهنده این دیرگدازها منیزیم اکسید (MgO) است. از جرم نسوز منیزیتی در ترمیم فولاد ضد زنگ، فولاد منگنز بالا، فولاد پر آلیاژ، کوره‌های متالوژی و کوره فولاد کربن استفاده می‌شود. از ویژگی‌های آن می‌توان نسوزپذیری بالا، عملکرد خوب در برابر شوک حرارتی و خوردگی و عمر و دوام بالا اشاره کرد. استفاده از آن در کوره‌های قوس الکتریکی، تاندیش‌ها، لاینینگ ضد خوردگی و فرسایش و به عنوان پر کننده اطراف کوره‌ها استفاده می‌شود. همچنین اگر سرباره‌های درون کوره خاصیت قلیایی داشته باشد، لازم است از جرم‌های منیزیتی استفاده کنید.
جرم کوبیدنی زیرکونیا:
جرم نسوز زیرکونیا بر پایه ماده زیرکون می‌باشد و عمدتا از اکسید زیرکونیوم (ZrO2) تشکیل شده‌اند و در تعمیرات گرم، آب بندی کف، کوره‌های فولادسازی، کوره‌های ذوب سنگ‌های فسفاته و پرکردن فواصل دیواره های کناری کوره های ذوب شیشه استفاده می شود زیرا رسانایی حرارتی پایینی دارند، به راحتی توسط شیشه مذاب مرطوب نمی شوند و واکنش پذیری کمی با شیشه مذاب دارند. از جرم نسوز زیرکونیا برای مصالح ساختمانی با دمای بالا نیز استفاده می‌شود.
ویژگی جرم نسوز کوبیدنی:
- توانایی تحمل دماهای بالا و حفظ پایداری ابعادی
- توانایی مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی دما
- توانایی مقاومت در برابر مواد شیمیایی و سایشی
- سهولت اجرا
- دوام و پایداری بالا
کاربرد جرم نسوز کوبیدنی:
- صنایع آهن و فولاد
- برای لایه بندی و پر کردن درز‌ها
- اتصال آجر یا بلوک‌های نسوز
- لاینینگ کوره‌ها
- صنایع کاشی، سرامیک و شیشه
مشخصات فیزیکی
| شکل ظاهری | پودری |
| مدت زمان نگهداری | 8 ماه |
| شرایط نگهداری | دور از رطوبت و نور مستقیم خورشید |
مشخصات مکانیکی
| MG80-95 | SI97 | |
| خاصیت شیمیایی | بازی | اسیدی |
| حداکثر دمای سرویس °C | 1750 – 1600 | 1700 – 1650 |
| چگالی (g/cm3) | 2.75 – 2.46 | 2.20 – 1.79 |
| Al2O3 (%) | 10.1 – 0.3 | 0.5 -0.3 |
| Fe2o3 (%) | 7.8 – 0.5 | 0.5 – 0.1 |
| SiO2(%) | 3.5 – 0.9 | 97 |
| Mgo (%) | 94 – 72 | — |
| Tio2 (%) | — | — |
| cao (%) | 2.8 – 1.5 | — |
| Cr2o3 (%) | 7.5 – 0 | — |