توضیحات روکش آجری نسوز

در علم مواد ، الف نسوز (یا نسوز) ماده ای است که در برابر تجزیه با گرما ، فشار یا حمله شیمیایی مقاومت می کند و استحکام و شکل خود را در دماهای بالا حفظ می کند. مواد تشکیل دهنده مواد پلی کریستالی ، ناهمگن ، معدنی ، غیر فلزی ، متخلخل و ناهمگن هستند. آنها معمولاً از اکسیدها یا کاربیدها ، نیتریدها و غیره از عناصر زیر تشکیل شده اند: سیلیکون ، آلومینیوم ، منیزیم ، کلسیم ، بور ، کروم و زیرکونیوم.ASTM C71 نسوزها را به عنوان "مواد غیر فلزی که دارای خصوصیات شیمیایی و فیزیکی هستند ، تعریف می کند و آنها را برای استفاده در اجزای سازه یا سیستم هایی در معرض محیط های بالاتر از 1000 درجه فارنهایت (811 K ؛ 538 ° C) " مناسب می کند. از نسوز در کوره ها ، کوره ها ، سوزاندن ها و راکتورها استفاده می شود. از نسوز نیز در ساخت صلیب ها و قالب ها برای ریخته گری شیشه و فلزات و در تصفیه سطح سیستم های انحراف شعله برای ساختارهای پرتاب موشک استفاده می شود. TODAY ، صنعت فولاد و صنعت ریخته گری فلز تقریباً 70 ٪ از کل مواد نسوز را استفاده می کنند.

مواد نسوز:

نسوزها باید از نظر شیمیایی و جسمی در دماهای بالا پایدار باشند. با توجه به محیط عمل ، آنها باید در برابر شوک حرارتی ، بی اثر شیمیایی و/یا طیف خاصی از هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی مقاوم باشند.

اکسیدهای آلومینیوم (آلومینا) ، سیلیکون (سیلیس) و منیزیم (منیزیم) مهمترین مواد مورد استفاده در ساخت نسوز هستند. اکسید دیگری که معمولاً در نسوزها یافت می شود ، کلسیم (آهک) است. خاک رس ریزگردها نیز به طور گسترده در ساخت مواد نسوز استفاده می شود.مواد نسوز باید با توجه به شرایطی که با آنها روبرو هستند انتخاب شوند. بسیاری از برنامه ها به مواد نسوز خاص نیاز دارند. از Zirconia استفاده می شود که مواد باید در برابر دمای بسیار بالا مقاومت کنند. کاربید و کربن (گرافیت) دو ماده نسوز دیگر هستند که در برخی از شرایط دمای بسیار شدید مورد استفاده قرار می گیرند. ، اما آنها نمی توانند در تماس با اکسیژن استفاده شوند زیرا اکسیده و سوزانده می شوند.ترکیبات باینری مانند کاربید تنگستن یا نیترید بور می تواند بسیار نسوز باشد. کاربید هفنیوم نسوز ترین ترکیب باینری شناخته شده است ، با یک نقطه ذوب 3890 درجه سانتیگراد. (4215 درجه سانتیگراد).نقطه ذوب دیسیل کش مولیبدن به اندازه 2030 درجه سانتیگراد است و اغلب به عنوان یک عنصر گرمایش استفاده می شود.

موارد استفاده:

از نسوزها می توان برای توابع زیر استفاده کرد:

1. به عنوان یک لایه عایق بین محیط گرما و دیواره ظرف

2. با استرس فیزیکی و جلوگیری از فرسایش دیواره ظرف توسط محیط گرما

3. آنتی با همبستگی

4. عایق را ارائه دهید

مواد نسوز انواع مختلفی از کاربردهای مفید دارند. در صنعت متالورژی ، مواد نسوز برای روکش کوره ها ، کوره ها ، راکتورها و سایر ظروف که محیط های گرمای مانند فلزات و سرباره ها را نگه می دارند و حمل می کنند ، استفاده می شود. برنامه هایی مانند بخاری های شلیک شده ، اصلاح طلبان هیدروژن ، اصلاح طلبان اولیه و ثانویه آمونیاک ، کوره های ترک خوردگی ، دیگهای بخار ، واحدهای ترک خوردگی کاتالیزوری ، بخاری هوا و کوره های گوگرد.

طبقه بندی مواد نسوز:

نسوزها به روش های مختلفی طبقه بندی می شوند ، بر اساس:

1. ترکیب شیمیایی

2. متد ساخت

3. دمای همسایه

4. رکودگی

5- هدایت THERMAL

بر اساس ترکیب شیمیایی

نسوزهای اسیدی

نسوزهای اسیدی به طور کلی تحت تأثیر مواد اسیدی قرار نمی گیرند ، اما به راحتی توسط مواد قلیایی مورد استفاده قرار می گیرند ، بنابراین آنها همراه با سرباره اسیدی در محیط های اسیدی استفاده می شوند. آنها شامل موادی مانند سیلیس ، آلومینا و آجری های آتشین هستند که می توانند آلومینا آلومینا را اچ کنند و سیلیس ها اسید هیدروفلوئوریک ، اسید فسفریک و گازهای فلور شده هستند (به عنوان مثال HF ، F2). در دماهای بالا ، نسوزهای اسیدی نیز ممکن است با آهک و اکسیدهای اساسی واکنش نشان دهند.نسوزهای سیلیسی نسوزها هستند که حاوی بیش از 93 ٪ اکسید سیلیکون (SIO2) هستند. آنها اسیدی هستند و از شوک حرارتی بالایی برخوردار هستند ، مقاومت به شار و سرباره و همچنین مقاومت زیاد پراکنده دارند. آجرهای سیلیس معمولاً به عنوان بار کوره در صنعت فولاد استفاده می شوند. خاصیت مهم آجر سیلیس توانایی آن در حفظ سختی تا نقطه ذوب آن در زیر بارهای زیاد است. نسوزهای سیلیس به طور کلی ارزان تر هستند و بنابراین رسیدگی به آنها آسان تر است. هنگامی که با رزین های آلی مخلوط می شود ، فناوری جدید می تواند استحکام بیشتری و مدت زمان طولانی تر ریخته گری با سیلیس کمتری (90 ٪) داشته باشد.نسوزهای زیرکونیا نسوز به طور عمده از زیرکونیا (ZRO2) تشکیل شده است. آنها اغلب در کوره های شیشه ای مورد استفاده قرار می گیرند زیرا دارای هدایت حرارتی کم هستند ، به راحتی توسط شیشه های مذاب خیس نمی شوند و با شیشه مذاب واکنش کم دارند. این مواد نسوز نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. مصالح ساختمانی با درجه حرارت بالا.نسوزهای آلومینوسیلیکات عمدتاً از آلومینا (AL2O3) و سیلیس (SIO2) تشکیل شده اند. نسوزهای آلومینیوسیلیکات می توانند کامپوزیت های نیمه اسید ، نسوز یا کامپوزیت های محتوای آلومینا بالا باشند.

نسوزهای قلیایی

نسوزهای قلیایی در مناطقی که سرباره و جو قلیایی هستند استفاده می شود. آنها برای مواد قلیایی پایدار هستند اما می توانند با اسیدهایی که مهم هستند واکنش نشان دهند. گرم. هنگام از بین بردن فسفر از آهن خوک. ماده اولیه اصلی متعلق به گروه اسمز معکوس است که یک نمونه مشترک از آن اکسید منیزیم (MGO) است. نمونه های دیگر شامل دولومیت و منیزیت است. در نیمه اول قرن بیستم ، فرآیند ساخت فولاد از پریکلاز مصنوعی (منیزیت بو داده) به عنوان مواد آستر کوره استفاده می کرد.نسوزهای منیزیم حاوی 85 ≥ اکسید منیزیم (MGO) هستند. آنها مقاومت سرباره ای بالایی در برابر سرباره های آهک و غنی از آهن دارند ، بسیار مقاومت در برابر سایش و خوردگی دارند و از مقاومت در برابر خوردگی بالایی برخوردار هستند و معمولاً در کوره های متالورژی استفاده می شوند.نسوزهای دولومیت عمدتاً از کربنات منیزیم کلسیم تشکیل شده اند. به طور کلی ، نسوزهای دولومیت در مبدل ها و کوره های پالایش استفاده می شوند.نسوزهای منیزیم و کروم عمدتاً از اکسید منیزیم (MGO) و اکسید کروم (CR2O3) تشکیل شده اند. این مواد نسوز دارای نسوز و مقاومت بالا در برابر محیط های خورنده هستند.

نسوزهای خنثی

اینها در مناطقی استفاده می شود که سرباره و جو اسیدی یا اساسی هستند و از نظر شیمیایی هم برای اسیدها و هم برای پایه ها پایدار هستند. مواد اولیه اصلی متعلق به آن است اما به خانواده R2O3 محدود نمی شود. اکسید کروم (CR2O3) و کربن.نسوزهای گرافیتی کربن عمدتاً از کربن تشکیل شده اند. این نسوزها اغلب در محیط های بسیار کاهش دهنده مورد استفاده قرار می گیرند ، و کاهش زیاد آنها پایداری حرارتی عالی و مقاومت سرباره را به آنها می بخشد.نسوزهای کرومیت از منیزیم پخت و پز و اکسید کروم تشکیل شده است. آنها در دماهای بالا ، نسوز بالا و مقاومت در برابر سرباره بالا حجم ثابت دارند.

1. نسوزهای آلومینا حاوی 50 ٪ آلومینا (AL2O3) هستند.

بر اساس روش تولید:

1. روند فشار خشک

2. ریخته گری

3. قالب گیری دستی

4. تشکیل (ساده ، اخراج شده یا پیوند شیمیایی)

5. بدون شکل (پلاستیک های انتگرال ، مواد رامینگ و اسلحه سازی ، ریخته گری ، خمپاره ، سیمان لرزش خشک.)

6. نسوزهای خشک نشده فرآیند.

شکل:

اینها در اندازه ها و شکل های استاندارد قرار دارند. این موارد را می توان بیشتر به شکل های استاندارد تقسیم کرد و اشکال ویژه ای را می توان به شکل های استاندارد انجام داد و بیشتر تولید کنندگان نسوز دنبال می شوند و معمولاً برای همان نوع کوره یا کوره مناسب هستند. شکل استاندارد معمولاً یک آجری است با ابعاد استاندارد 9 اینچ 4.5 اینچ با 2.5 اینچ (229 میلی متر در 114 میلی متر با 64 میلی متر) ، به عنوان "یک آجر معادل " شناخته می شود. "آجر معادل " برای برآورد چند آجر نسوز برای نصب در یک کوره صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. طیف وسیعی از اشکال استاندارد در اندازه های مختلف برای تولید دیوارها ، سقف ها ، قوس ها ، لوله ها و سوراخ های دایره ای و غیره ساخته شده است. به طور خاص برای مکان های خاص در کوره و برای کوره ها یا کوره های خاص ساخته شده است. اشکال خاص معمولاً متراکم تر است و بنابراین مقاوم در برابر سایش کمتر از اشکال استاندارد است.

بدون شکل (نسوزهای بدون شکل)

اینها هیچ شکل مشخصی ندارند و فقط در صورت استفاده از آن شکل می گیرند. این انواع به عنوان یک انسداد یکپارچه شناخته می شوند.روکش های ارتعاش خشک ، که معمولاً برای روکش های کوره القایی استفاده می شود ، همچنین یکپارچه هستند ، به عنوان یک پودر خشک فروخته می شوند و حمل می شوند ، که اغلب حاوی اجزای منیزیم/آلومینا است ، با سایر مواد شیمیایی اضافه شده برای تغییر خواص خاص. این استفاده هنوز نادر است.

بر اساس دمای همجوشی

• مواد نسوز با توجه به دمای ذوب (نقطه ذوب) به سه نوع تقسیم می شوند.

• مواد نسوز متداول دمای ذوب 1580-1780 درجه سانتیگراد (به عنوان مثال خاک رس نسوز)

• نسوزهای پیشرفته دارای دمای ذوب 1780-2000 درجه سانتیگراد (به عنوان مثال کرومیت) هستند

• دمای ذوب فوق العاده نسوز> 2000 درجه سانتیگراد (به عنوان مثال زیرکونیا)

• بر اساس نسوز

• نسوز خاصیت مراحل متعدد یک ماده نسوز برای دستیابی به درجه مشخص نرم شدن در دماهای بالا و بدون بار است ، همانطور که توسط آزمایش مخروط درجه حرارت بالا معادل (PCE) اندازه گیری می شود. مواد متفرق به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

• Supertax: ارزش PCE 33-38

• بار بالا: مقدار PCE 30-33

• وظیفه میانی: ارزش PCE 28-30

• بار نور: ارزش PCE 19-28

بر اساس هدایت حرارتی

مواد نسوز را می توان با هدایت حرارتی به عنوان رسانا ، غیر رسانا یا عایق طبقه بندی کرد. نمونه های نسوزهای رسانا کاربید سیلیکون (SIC) و کاربید زیرکونیوم (ZRC) هستند ، در حالی که نمونه هایی از نسوزهای غیر هادی سیلیس و آلومینا هستند. مواد سیلیکات کلسیم ، کائولین و زیرکونیا.از نسوزهای عایق برای کاهش میزان از دست دادن گرما از طریق دیوارهای کوره استفاده می شود. این مواد نسوز به دلیل تخلخل زیاد ، ساختار متخلخل ایده آل با منافذ کوچک و یکنواخت به طور مساوی در آجری نسوز توزیع می شوند تا هدایت حرارتی را به حداقل برساند. عایق مواد نسوز را می توان به چهار نوع تقسیم کرد:

1. مواد عایق مقاوم در برابر گرما با دمای سرویس 1100 درجه سانتیگراد

2. مواد عایق نسوز با دمای سرویس 1400 درجه سانتیگراد

3. مواد عایق نسوز بالا با دمای کار 1700 درجه سانتیگراد

4- مواد نسوز فوق العاده بالا و گرم کننده با دمای سرویس 2000 درجه سانتیگراد.