- محصولات شکل دار: که با استفاده از روشهای ریختهگری، کوبیدن یا پرس در کارخانجات نسوز تهیه میشوند.
- محصولات بیشکل: که در محل مصرف با روشهای مناسبی از جمله ریخته گری، پاشش و کوبیدن به صورت لایه، حاملهای مصرف را پوشش میدهد.
- محصولات ویژه: به صورت شکل داده شده یا بی شکل مورد استفاده قرار میگیرند.
- محصولات عایق و سبک: نیز به صورت شکل داده شده و بی شکل در صنعت نسوز مصرف میگردند.
مواد دیرگداز گرانبها 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،کیفیت محصول نهایی و همچنین بر فرآیند ایمن در تولید مواد اثر گذار است. نباید برای پرسنل خط تولید و کسانی که آنها را نصب میکنند،شرایط خطرناک ایجاد کنند. ضمناً دیرگدازها نباید در شرایط استفاده شدن و همچنین پس از اینکه به صورت زباله صنعتی در میآیند،موجب آلودگی زیست محیطی شوند.بنابراین انتخاب نوع دیرگداز برای کاربردهای معین بسیار مهم میباشد.
کاربرد و اهمیت صنعتی دیرگداز ها
عملکرد کورههای صنعتی متاثر از نوع نسوزها یا دیرگدازهایی است که در آن بکار رفته است. مرغوبیت و خواص دیرگدازهای مصرفی به همراه نصب صحیح آنها، عواملی هستند که عمر مفید و بازدهی کورهها را مشخص میکنند. بررسی و شناخت دقیق و علمی دیرگدازها به عنوان یک شاخص اصلی در صنایع مادر کشور، که مصرفکننده اصلی آنهاست، امری ضروری است. البته بکارگیری و نصب صحیح دیرگداز در کورهها، طراحی دقیق و مهندسی، در بازدهی کورهها حائز اهمیت است. ارزیابیها نشان میدهد که حتی اگر دیرگدازهای عالی و مناسب هم در دسترس باشند ولی بهطور صحیح از آنها استفاده نشود بازدهی مناسبی نخواهد داشت. شایان ذکر است که نیاز به دیرگدازها صرفاً در ارتباط با حرارت نیست، بلکه عوامل دیگری نیز مطرح است، مانند استحکام (مخصوصاً استحکام در دمای بالا) و مقاومت در برابر خوردگی (شیمیایی-فیزیکی). صنایع متعددی در فرایند تولید خود نیازمند مصرف دیرگداز هستند، در زیر بخشی از آنها اشاره میشود:- صنایع آهن و فولاد
- صنایع فلزات غیرآهنی
- صنایع شیشه
- صنایع پتروشیمی
- صنایع پالایشگاهی
- نیروگاهها
- کورههای صنایع سرامیک
- توربینهای گازی
- راکتورهای هستهای
- صنایع سیمان و آهک
- کورههای زباله سوز
خواص دیرگداز ها
خواص یک دیرگداز متاثر از چند عامل مهم میباشد که کنترل هر یک از آنها دارای اهمیت است. مهمترین این عوامل عبارتاند از:- ریزساختار
- نوع و خلوص مواد اولیه
- تکنولوژی ساخت
- عوامل و شرایط محیطی
مواد اصلی دیرگداز
مواد دیرگداز بر پایه ی شش اکسید اصلی،SIO2 ،ZrO2 ،MgO ،CaO ،Cr2O3 ،Al2O3 و ترکیبات بین آنها که به تازگی اغلب در ترکیب با کربن نیز هستند، قرار دارند. مواد اولیه صنعت نسوز عبارتند از منیزیت، بوکسیت، سیلیس، دولومیت، رسهای دیرگداز، پیروفیلیت، سیلمانیت، کرومیت، گرافیت، زیرکون، ورمیکولیت و دیاتومیت و اولوینویژگیهای دیر گداز
سرامیک ها عمدتاً به علت خواص مکانیکی، شیمیایی، نوری، الکتریکی و مغناطیسی مورد استفاده هستند. حجم استفاده از این مواد در مقایسه با سرامیکها بسیار زیاد است. عمدتاً دارای درصد بالایی تخلخل هستند درحالی که عمدتاً سرامیکها به صورت چگال کاربرد دارند. عمده چگال شدن ساختار به هنگام شکلدهی حاصل میشود نه به هنگام پخت. عمر مفید جداره نسوز کورههای صنعتی عمدتا به طراحی، روشهای نصب و همچنین انتخاب مواد نسوز برای شرایط سرویس دهی بستگی دارد. هر گروه از این مواد؛ یعنی، شکل دار یا بی شکل و متراکم یا سبک، نیاز به تکنیکهای طراحی و نصب خاص خود را دارد. امروزه کار طراحی توسط نرم افزارهای کامپیوتری انجام میشود.
کاربردهای محصولات دیر گداز
محصولات دیرگداز برای کاربردهای زیر مورد استفاده قرار میگیرند:- جداره دستگاههایی که فرآیندهای حرارتی دارند (کورههای ذوب، پخت و عملیات حرارتی) و مخازن حمل مذاب.
- عایقکاری گرمایی
- ساخت قطعاتی طراحی شده در محیطهای گرم (سر مشعلها. سر نازلها)
اتلاف گرمایی از جداره ی کوره به عوامل زیر بستگی دارد:
- دمای داخل کوره
- دمای هوای بیرون
- سرعت جریان هوای بیرون
- پیکربندی دیوارههای کوره
- قابلیت نشر دیوارهها
- ضخامت دیوارهها
- رسانایی گرمایی دیواره ها
- هنگامی که ضخامت دیواره افزایش یابد،اتلاف گرما کاهش می یابد.
- هنگامی که ضخامت عایق افزایش یابد، اتلاف گرما کاهش می یابد.
- تأثیر عایق کاری در کاهش اتلاف گرما از افزایش ضخامت دیرگداز بیشتر است (تقریباً یک سانتیمتر از یک آجر عایق تأثیری برابر با 5-8سانتیمتر آجر ساخته شده از رس را دارد.)
- در کورههای غیرمداوم، جداره ی عایق کاری شده ی نازک نسبت به جدارههای ضخیم تر ترجیح داده میشود زیرا در جدارههای نازک تر انرژی کمتری ذخیره میگردد.
- یکی از روشهایی که میتواند استفاده گردد تا گرمای ذخیره شده را کاهش دهیم این است که دیرگدازهای بخش داخلی آستر نسوز را از نوع مواد عایق استفاده کنیم.
فاکتورهای اساسی که بر روی عملکرد دیرگدازها اثر میگذارد عبارتند از:
دما، ترکیب شیمیایی، ترکیب شیمیایی گاز یا سرباره، سرعت حرکت سرباره ، تنشهای ترمومکانیکی. علاوه براین، انتخاب نوع دیرگداز به نوع کوره و یا واحد حرارتی و شرایط غالب در حین کاربرد بستگی دارد. شرایط غالب در حین کاربرد عبارت است از:
اتمسفر گازی، حضور سرباره، نوع فلز شارژ شده به کوره و ...
دمای کاربرد ممکن است مهمترین عامل باشد اما قطعا تنها عامل قطعی برای انتخاب دیر گدازها نیست. انتخاب صحیح دیر گدازها برای کاربردی خاص باعث میگردد تا عملکرد آن فرآیند به خاطر خواص آن دیرگداز تحت تأثیر قرار گیرد و بهبود یابد. هر طراح کوره باید اطلاعات کافی در مورد وضعیتی که دیرگدازهای یک کوره با آنها روبرو میشوند، داشته باشد. سازندگان و استفاده کنندگان از دیر گدازها باید قبل از انتخاب دیرگداز به نکات زیر توجه کنند.
- ناحیه ی مورد استفاده
- دمای کارکرد
- میزان سایش و ضربات اعمالی
- نیروهای ساختاری وارد بر کوره
- استرسهای اعمالی به خاطر گرادیان دما در ساختار و نوسان دمایی
- سازگاری شیمیایی با محیط کوره
- انتقال حرارت و صرفه جویی در مصرف انرژی
