آیا دانش اولیه مواد نسوز را می دانید؟

تعریف:

این یک ماده غیر فلزی با نسوز حداقل 1580 درجه، مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی و فرسایش شیمیایی، هدایت حرارتی کم و ضریب انبساط کم است. مقاومت نسوز به دمایی بر حسب درجه سانتیگراد اطلاق می شود که در آن نمونه مخروطی شکل می گیرد

مواد نسوز می توانند در برابر عمل دمای بالا بدون نرم شدن و ذوب شدن بدون بار مقاومت کنند. مواد نسوز به طور گسترده ای در متالورژی، صنایع شیمیایی، نفت، ساخت ماشین آلات، سیلیکات، قدرت و سایر زمینه های صنعتی استفاده می شود. آنها بیشترین مقدار را در صنعت متالورژی استفاده می کنند و 50٪-60٪ از کل تولید را تشکیل می دهند.

نوع:

انواع زیادی از مواد نسوز وجود دارد که معمولاً با توجه به نسوز بودن به مواد نسوز معمولی (1580 تا 1770 درجه)، مواد نسوز پیشرفته (1770 تا 2000 درجه) و مواد نسوز درجه ویژه (بالای 2000 درجه) تقسیم می شوند. با توجه به خواص شیمیایی آنها به مواد نسوز اسیدی، مواد نسوز متوسط ​​و مواد نسوز درجه متوسط ​​تقسیم می شوند. مواد نسوز مقاوم و مواد نسوز قلیایی. علاوه بر این، مواد نسوز برای مناسبت های خاص وجود دارد.

عنصر:

مواد نسوز اسیدی حاوی اکسید سیلیکون به عنوان جزء اصلی هستند و معمولاً از آجرهای سیلیسی و آجرهای رسی استفاده می شود. آجرهای سیلیسی محصولات سیلیسی حاوی بیش از 94 درصد اکسید سیلیکون هستند. مواد خام مورد استفاده شامل سیلیس، آجرهای سیلیسی ضایعاتی و غیره است. آنها مقاومت قوی در برابر فرسایش سرباره اسیدی، دمای نرم شدن بالا تحت بار دارند و حجم آنها پس از تکلیس های مکرر کوچک نمی شود و یا حتی کمی منبسط نمی شود. با این حال، به فرسایش توسط سرباره قلیایی حساس است و مقاومت در برابر شوک حرارتی ضعیفی دارد. آجر سیلیس عمدتاً در تجهیزات حرارتی مانند کوره های کک، کوره های ذوب شیشه و کوره های فولادسازی اسیدی استفاده می شود. آجرهای سفالی از خاک رس نسوز به عنوان ماده اولیه اصلی ساخته می شوند و حاوی 30 تا 46 درصد آلومینا هستند. آنها مواد نسوز ضعیف اسیدی با مقاومت شوک حرارتی خوب و مقاومت در برابر خوردگی در برابر سرباره اسیدی هستند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

مواد نسوز خنثی عمدتاً از اکسید آلومینیوم، اکسید کروم یا کربن تشکیل شده اند. محصولات کوراندوم حاوی بیش از 95 درصد آلومینا، مواد نسوز با کیفیت بالا با طیف وسیعی از کاربردها هستند. آجرهای کرومی با اکسید کروم به عنوان جزء اصلی، مقاومت به خوردگی خوبی در برابر سرباره فولادی دارند، اما مقاومت در برابر شوک حرارتی ضعیف و دمای تغییر شکل پایین تحت بار با دمای بالا دارند. مواد نسوز کربن دار شامل آجرهای کربنی، محصولات گرافیت و محصولات کاربید سیلیکون است. آنها دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب، مقاومت در برابر حرارت بالا و مقاومت در برابر فرسایش اسیدی، قلیایی و نمکی، به ویژه اسیدهای ضعیف و قلیایی هستند. مقاومت خوب، توسط فلز و سرباره خیس نمی شود، وزن سبک. به طور گسترده ای به عنوان مواد پوشش کوره با دمای بالا و همچنین به عنوان پوشش اتوکلاو در صنایع نفت و شیمیایی استفاده می شود.

مواد نسوز قلیایی حاوی اکسید منیزیم و اکسید کلسیم به عنوان اجزای اصلی هستند و معمولاً از آجر منیزیم استفاده می شود. آجرهای منیزیم حاوی بیش از 80 تا 85 درصد اکسید منیزیم در برابر سرباره قلیایی و سرباره آهن مقاومت خوبی دارند و نسبت به آجرهای رسی و آجر سیلیسی نسوز بیشتری دارند. به طور عمده در کوره های اجاق باز، مبدل های اکسیژن، کوره های الکتریکی، تجهیزات ذوب فلزات غیر آهنی و برخی تجهیزات با دمای بالا استفاده می شود. مواد نسوز مورد استفاده در مواقع خاص شامل مواد اکسیدی با دمای بالا مانند آلومینا، اکسید لانتانیم، اکسید بریلیم، اکسید کلسیم، اکسید زیرکونیوم و غیره و مواد ترکیبی نسوز مانند کاربیدها، نیتریدها، بوریدها، سیلیسیدها و سولفیدها هستند. و غیره.؛ مواد کامپوزیتی با دمای بالا عمدتاً شامل سرمت ها، پوشش های معدنی با دمای بالا و سرامیک های تقویت شده با الیاف هستند.

مواد نسوز رایج:

مواد نسوز متداول شامل آجرهای AZS، آجرهای کوراندوم، آجرهای کروم منیزیم با پیوند مستقیم، آجرهای کاربید سیلیکون، آجرهای کاربید سیلیکونی پیوندی با نیترید سیلیکونی و مواد نسوز غیر اکسیدی مانند نیتریدها، سیلیسیدها، سولفیدها، بوریدها و کاربیدها هستند. اکسید کلسیم، اکسید کروم، اکسید آلومینیوم، اکسید منیزیم، اکسید بریلیم و سایر مواد نسوز. مواد نسوز عایق رایج شامل محصولات دیاتومیت، محصولات آزبست، تخته های عایق و غیره است. مواد نسوز بدون شکل رایج شامل مواد وصله کوره، مواد شمش نسوز، مواد ریخته گری نسوز، پلاستیک های نسوز، گل نسوز، مواد نسوز نسوز، مواد تفنگدار نسوز، ، ریخته گری های نسوز سبک و غیره

مواد نسوز اسید

آجر سیلیس و آجر سفالی در مقادیر بیشتری استفاده می شود. آجرهای سیلیسی محصولات سیلیسی حاوی بیش از 93 درصد SiO2 هستند. مواد اولیه مورد استفاده شامل سیلیس، آجرهای سیلیسی ضایعاتی و غیره می باشد. آجرهای سیلیسی مقاومت بالایی در برابر فرسایش سرباره اسیدی دارند، اما در برابر فرسایش سرباره قلیایی حساس هستند. دمای نرم شدن بار آن بسیار بالا و نزدیک به نسوز آن است. پس از تکلیس های مکرر، حجم آن کوچک نمی شود یا حتی کمی منبسط می شود، اما مقاومت در برابر شوک حرارتی آن ضعیف است. آجر سیلیس عمدتاً در تجهیزات حرارتی مانند کوره های کک، کوره های ذوب شیشه و کوره های فولادسازی اسیدی استفاده می شود. آجرهای رسی حاوی 30 تا 46 درصد آلومینا هستند. آنها از خاک نسوز به عنوان ماده اولیه اصلی استفاده می کنند. آنها درجه نسوز 1580 ~ 1770 درجه و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوبی دارند. آنها مواد نسوز ضعیف اسیدی هستند که در برابر سرباره اسیدی مقاوم بوده و کاربردهای وسیعی دارند. در حال حاضر تولیدی ترین نوع مواد نسوز می باشد.

مواد نسوز خنثی

فازهای کریستالی اصلی در محصولات با آلومینیوم بالا مولایت و کوراندوم هستند. محتوای کوراندوم با افزایش میزان آلومینا افزایش می یابد. محصولات کوراندوم حاوی بیش از 95 درصد آلومینا، مواد نسوز با کیفیت بالا با طیف وسیعی از کاربردها هستند. آجرهای کروم عمدتاً از سنگ معدن کروم ساخته می شوند و فاز بلوری اصلی کرومیت است. مقاومت در برابر خوردگی خوب در برابر سرباره فولادی دارد، اما مقاومت در برابر شوک حرارتی ضعیف و دمای تغییر شکل پایین تحت بار دمای بالا دارد. آجرهای کروم منیزیا ساخته شده از سنگ معدن کروم و منیزیم به نسبت های مختلف دارای مقاومت شوک حرارتی خوبی هستند و عمدتاً به عنوان آجر سقفی اجاق باز قلیایی استفاده می شوند.

محصولات کربن دار نوع دیگری از مواد نسوز خنثی هستند. با توجه به ترکیب مواد خام کربن دار و ترکیب معدنی محصولات به سه دسته آجر کربنی، محصولات گرافیتی و فرآورده های کاربید سیلیکون تقسیم می شوند. آجرهای کربنی از کک نفتی با عیار بالا به عنوان ماده خام، با قیر و آسفالت به عنوان چسب ساخته می شوند و در شرایط ایزوله هوا در دمای 1300 درجه پخت می شوند. محصولات گرافیت (به جز گرافیت طبیعی) از مواد کربن دار از طریق عملیات گرافیتی شدن در دمای 2500 تا 2800 درجه در یک کوره الکتریکی ساخته می شوند. محصولات کاربید سیلیکون از کاربید سیلیکون به عنوان ماده خام استفاده می کنند، خاک رس، اکسید سیلیکون و سایر چسب ها را اضافه می کنند و در دمای 1350 تا 1400 درجه پخت می شوند. کاربید سیلیکون و پودر سیلیکون را نیز می توان برای ساخت محصولات نیترید سیلیکون-کاربید سیلیکون در یک کوره الکتریکی در فضای نیتروژن اضافه کرد. محصولات کربن دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب و استحکام دمای بالا هستند. پس از استفاده طولانی مدت در دماهای بالا نرم نمی شود، توسط هیچ اسید یا قلیایی خورده نمی شود، مقاومت خوبی در برابر نمک دارد، توسط فلز و سرباره خیس نمی شود، سبک وزن است و یک ماده با کیفیت بالا و مقاوم در برابر درجه حرارت بالا است. عیب آن این است که به راحتی در دمای بالا اکسید می شود و نباید در فضای اکسید کننده استفاده شود. محصولات کربن دار به طور گسترده در آسترهای کوره های با دمای بالا (کف کوره، کوره، قسمت پایینی بدنه کوره و غیره) و آستر کوره های ذوب فلزات غیرآهنی استفاده می شود. محصولات گرافیت را می توان به عنوان پوشش مخازن واکنش و اتوکلاوهای پتروشیمی استفاده کرد. محصولات کاربید سیلیکون و گرافیت را نیز می توان به بوته هایی برای ذوب مس، طلا و آلیاژهای سبک تبدیل کرد.

مواد نسوز قلیایی

نمایندگی محصولات منیزیم. حاوی بیش از 80 تا 85 درصد اکسید منیزیم با پریکلاز به عنوان فاز کریستالی اصلی است. مواد اولیه اصلی تولید آجر منیزیم، منیزیت، منیزیم آب دریا (که از کلسینه کردن هیدروکسید منیزیم استخراج شده از آب دریا در دمای بالا به دست می آید) و غیره است که مقاومت خوبی در برابر سرباره قلیایی و سرباره آهن دارد. نقطه ذوب اکسید منیزیم خالص به 2800 درجه می رسد. بنابراین، نسوز آجرهای منیزیمی بیشتر از آجرهای سفالی و آجرهای سیلیسی است. از اواسط{3}} به دلیل استفاده از مبدل‌های دمیده اکسیژن برای فولادسازی و استفاده از رویه‌های کوره‌های باز قلیایی، تولید نسوزهای قلیایی به تدریج افزایش یافت، در حالی که تولید آجرهای رسی و آجر سیلیسی کاهش یافته است. مواد نسوز قلیایی عمدتاً در کوره‌های اجاق باز، مبدل‌های اکسیژن، کوره‌های الکتریکی، ذوب فلزات غیرآهنی و برخی تجهیزات حرارتی با دمای بالا استفاده می‌شوند.

مواد اکسیدی مانند اکسید آلومینیوم، اکسید لانتانیم، اکسید بریلیم، اکسید کلسیم، اکسید زیرکونیوم، اکسید اورانیوم، اکسید منیزیم، اکسید سریم و اکسید توریم دارای نقطه ذوب بین 2050 تا 3050 درجه هستند.

مواد ترکیبی نسوز مانند کاربیدها (کاربید سیلیکون، کاربید تیتانیوم، کاربید تانتالیوم و غیره) نیتریدها (نیترید بور، نیترید سیلیکون و غیره) بوریدها (بورید زیرکونیوم، بورید تیتانیوم، بورید هافنیوم و غیره) سیلیسیدها (دی مولیبدن سیلیسید و غیره) و سولفیدها (سولفید توریم، سولفید سریم و غیره). نقطه ذوب آنها 2000 تا 3887 درجه است و نسوزترین آنها کاربید است.

مواد کامپوزیتی با دمای بالا مانند سرمت ها، پوشش های معدنی با دمای بالا و سرامیک های تقویت شده با الیاف.

کاربرد:

مواد ویژه ای که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: آجرهای AZS، آجرهای کوراندوم، آجرهای کروم منیزیم با پیوند مستقیم، آجرهای کاربید سیلیکون، آجرهای کاربید سیلیکون با نیترید سیلیکونی، نیتریدها، سیلیسیدها، سولفیدها، بوریدها، کاربیدها و سایر مواد نسوز غیر اکسید اکسیدرم اکسید، کلسیم ، اکسید آلومینیوم، اکسید منیزیم، اکسید بریلیم و سایر مواد نسوز. مواد نسوز عایق رایج شامل محصولات دیاتومیت، محصولات آزبست، تخته های عایق و غیره است. مواد نسوز بدون شکل رایج شامل مواد وصله کوره، مواد شمش نسوز، مواد ریخته گری نسوز، پلاستیک های نسوز، گل نسوز، مواد نسوز نسوز، مواد تفنگدار نسوز، ، ریخته گری های نسوز سبک، گل تفنگ و غیره.

کارایی:

خواص فیزیکی مواد نسوز شامل خواص ساختاری، خواص حرارتی، خواص مکانیکی، عملکرد استفاده و عملکرد عملیاتی است. خواص ساختاری مواد دیرگداز شامل تخلخل، چگالی حجمی، جذب آب، نفوذپذیری هوا، توزیع اندازه منافذ و غیره می باشد. خواص حرارتی مواد نسوز شامل هدایت حرارتی، ضریب انبساط حرارتی، گرمای ویژه، ظرفیت حرارتی، ضریب هدایت حرارتی، انتشار حرارتی می باشد. و غیره خواص مکانیکی مواد نسوز شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مقاومت پیچشی، مقاومت برشی، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر سایش، خاصیت خزش، استحکام پیوند، مدول الاستیک و غیره است. عملکرد مواد نسوز شامل نسوز، دمای نرم شدن بار، تغییر خط سوختن مجدد، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت در برابر سرباره، مقاومت در برابر اسید، مقاومت قلیایی، مقاومت در برابر هیدراتاسیون، مقاومت در برابر فرسایش CO، رسانایی و مقاومت در برابر اکسیداسیون. صبر کن.