تبلیغات
Geology : زمین شناسی - دیرگدازها

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


Geology : زمین شناسی
Earth is worthy of respect
نوشته شده در تاریخ شنبه 3 اردیبهشت 1390 توسط Alireza Tavakoli

مواد دیرگداز یا نسوز به مواد طبیعی یا مصنوعی گفته می شود که در حرارتهای زیاد(بیش از 1000 درجه سانتی گراد ) دارای مقاومت حرارتی، مکانیکی، شیمیایی و سایشی خوبی باشند . مواد دیرگداز عموماً غیر فلزی هستند . برخی از عناصر دارای خاصیت دیرگدازی بوده و وقتی در ترکیب کانیها شرکت می کنند کانیها را به مواد دیرگداز و نسوز تبدیل می کنند. برخی از این عناصر عبارتند از : آلومینیم، زیرکنیم، منیزیم، کرم، سیلیسیم، تانتالیم، لانتانیم، توریم و برلیم.

ویژگیهای مهم دیرگدازها

همان گونه که در بالا اشاره گردید مواد نسوز باید حداقل چهار ویژگی مهم به شرح ذیل داشته باشند:

 

1- خاصیت دیرگدازی : این خا صیت به ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین مواد بستگی دارد . مثلاً در ترکیبات آلومینیم دار، رابطه مستقیمی بین پایداری حرارتی و مقدار آلومینیم هر ترکیب وجود دارد . برای مثال پایداری حرارتی رس با 45 درصد Al2O3تقریباً 1750 درجه سانتی گراد در حالی که پایداری حرارتی  خالص Al2O3 حدود 2050 درجه سانتی گراد است.

2-  مقاومت شیمیایی : مواد دیرگداز باید در حرارتهای بالا دارای مقاومت شیمیایی زیادی باشند به طوری که با مواد گداخته، گازها و بخار آب واکنش ندهند . این خصوصیت تابع ترکیب شیمیایی مواد اولیه، تخلخل و ساختمان بلوری آنهاست.

3- مقاومت در مقابل تغییرات ناگهانی حرارت : به افزایش یا کاهش بسیار سریع دما شوک حرارتی 1 گفته می شود . مواد نسوز باید بتوانند در مقابل شوکهای حرارتی مقاومت کرده و از هم نپاشند . با توجه به افزایش و کاهش ناگهانی دمای کوره های ذوب یا کوره های پخت سیمان و آهک، در صور ت عدم توانایی تحمل این شرایط توسط مواد دیرگداز، این مواد به سرعت تخریب شده و قابلیت استفاده خود را از

دست خواهند داد.

4- مقاومت سایشی : دیرگدازها به نوعی باید از جنس مواد ساینده نیز باشند یا حداقل مقاومت سایشی خوبی داشته باشند . با توجه به تماس دائمی این مواد ب ا مواد گداخته شده و گاهاً سخت در داخل دیگهای ذوب یا کوره های پخت موا د ، در صورت نداشتن مقاومت سایشی، به شدت فرسوده شده و از بین خواهند رفت.

انواع دیرگدازها

کانیها و سنگهای مختلفی در گروه نسوزها یا دیرگدازها قرار می گیرند که از جمله می توان به اولیوین، زیرکن، کرومیت، مسکویت، گرافیت، آندالوزیت، دیستن، سیلیمانیت، ولاستونیت، آزبستها (کریزوتیل، ترمولیت، آموزیت و ...)، منیزیت، رس آتشخوار ، دولومیت، بوکسیت و لاتریت اشاره نمود . غیر از مواد فوق، از ترکیبهای مصنوعی مثل کاربید سیلیس نیز به عنوان دیرگداز استفاده می شود. دیرگدازها بر اساس شرایط شیمیایی محیط عمل، درجه دیرگدازی و ترکیب مواد اولیه قابل طبقه بندی هستند . بر اساس شرایط شیمیایی، دیرگدازها به سه نوع اسیدی، خنثی و قلیایی تقسیم می شوند. دیرگدازهای هر یک از سه نوع محیط مذکور در جدول زیر آورده شده است.

دیرگدازها بر اساس دمای پایداری به سه گروه تقسیم می شوند:

1- دیرگدازهای حرارت پایین مثل رس آتشخوار و دیرگدازهای سیلیسی با مقاومت حرارتی 1580 تا 1780 درجه سانتی گراد.

2- دیرگدازهای حرارت متوسط مثل دیرگدازهای سیلیمانیتی 1، بوکسیتی 2، کائولینیتی و فورستریتی 3 با مقاومت حرارتی 1780 تا 2000 درجه سانتی گراد.

3- دیرگدازهای حرارت بالا مثل دیرگدازها ی گرافیتی، کاربیدی 4، آلومینی و منیزیتی 5 با مقاومت حرارتی بیش از 2000 درجه سانتی گراد. شاید بهترین نوع تقسیم بندی دیرگدازها، طبقه بندی آنها بر اساس مواد اولیه و ترکیب مواد تشکیل دهنده آنها باشد . بر این اساس مواد دیرگداز به 12 گروه زیر قابل

تقسیم است.

*دیرگدازهای سیلیسی

*دیرگدازهای منیزیتی

*دیرگدازهای دولومیتی

*دیرگدازهای گرافیتی

*دیرگدازهای کرومیتی

*دیرگدازهای بوکسیتی

*دیرگدازهای سیلیمانیتی

*دیرگدازهای فورستریتی

*خاک رس آتشخوار

*دیرگداز کاربید سیلیس

*دیرگداز آلومینی

*دیرگدازهای اکسیدی مثل اکسید بریلیم، سزیم، زیرکنیم، تانتالیم و نیوبیم.

در این قسمت به شرح مختصری از مهمترین انواع دیرگدازهای اشاره شده در بالا پرداخته می شود.

 

۱- دیرگدازهای سیلیسی : این دیرگدازها دارای بیش از 90 درصد SiO2 اکسیدهای آلومینیم، تیتانیم، آهن و کلسیم در مجموع با مقدار کمتر از 5/8 درصد در تر کیب آنها شرکت می کنند . این دیرگدازها از رگه های کوارتزی، کوارتزیت و ماسه سنگهای سیلیسی (کوارتز آرنایت ) به دست می آیند . وجود عناصر آلکالی سدیم و پتاسیم ) دمای ذوب آجرهای سیلیسی را کاهش می دهد . این آجرها در محیطهای خشک پایدارتر هستند.

  2-  دیرگدازهای منیزیتی : کا نی منیزیت  MgCo3مهمترین ماده اولیه برای ساخت  دیرگدازهای منیزیتی است . دمای ذوب آن حدود 1860 درجه سانتی گراد است . ممکن است برای افزایش مقاومت دیرگدازهای منیزیتی در مقابل شوکهای حرارتی، تا 15 درصد کرومیت به آن اضافه نمود.

 3- دیرگدازهای دولومیتی : ماده اولیه این دیرگدازها سنگ دولومیت (Ca,Mg(CO3) 3)2  است  نقطه ذوب این دیرگدازها حدود 1700 درجه سانتی گراد بوده و دارای مقاومت کمی  در مقابل شوکهای الکتریکی هستند . وجود CaO باعث شکفته شدن آن در هنگام تماس با آب شده و آهک هیدراته  از آن به وجود می آید. با اضافه نمودن سرپانتین می توان از تأثیر عمل فوق کاست.

 4- دیرگدازهای گرافیتی : این دیرگدازها از گرافیت و مقدار کمی خاک رس چسبنده تولید می شوند و دارای مقاومت حرارتی بسیار بالایی هستند.

 5- دیرگدازهای کرومیتی : قسمت اصلی این دیرگدازها از کانی کرومیت (FeCr2O 5)4 می باشد. غیر از کانی کرومیت از اکسیدهای آلومینیم، منیزیم، سیلیسیم، و کلسیم در ترکیب آنها استفاده می شود.

 6- دیرگدازهای آلومینی (آلومینیم سیلیکاته ): این دیرگدازها عمدتاً از Al2O3وSiO2 تشکیل می شوند. درصد Al2O از حداقل 25 درصد (شاموت 1) تا 100 (نسوزهای کروندمی ) متغیر است . مواد اولیه مورد نیاز برای تولید این آجرها شامل رس آتشخوار، بوکسیت، سیلیمانیت، آندالوزیت، کیانیت و کروندم است . با افزایش Al2O3 و کاهش SiO2 مقاومت حرارتی آن بیشتر می شود.در ساخت دیرگدازهای با آلومین بالا فقط از سیلیمانیت، آندالوزیت، دیستن، بوکسیت و کروندم استفاده می شود.

7- دیرگدازهای کاربید سیلیسی : این دیرگدازها از کاربید سیلیسیم(SiC) ساخته می شود. مخلوط ماسه، سیلیس، کک، نمک و خاک اره در کوره ال کتریکی و تا دمای 2700 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود  نمک موجب تبخیر مواد زاید کک و ماسه سیلیسی می شود . خاک اره باعث ایجاد تخلخل می شود و اکسید کربن ایجاد شده از طریق خلل و فرج آن بیرون می رود . این دیرگدازها دارای مقاومت حرارتی بالا و مقاومت سایشی زیادی بوده و در مقابل شوکهای حرارتی ایستادگی می کنند. ضریب انتقال حرارتی این دیرگدازها زیاد است.

8- دیرگدازهای اکسیدی : مهمترین این دیرگدازها، دیرگداز زیرکنیا است که از اکسید ساخته می شود . این دیرگداز ها تا دمای 2500 درجه سانتی گراد  مقاومت حرارت ی دارند . زیرکنیم به دلیل مقاومت حرارتی و سایشی بالا و مقاومت در برابر شوکهای حرارتی بسیار مرغوب م ی باشد ولی به خاطر قیمت بالای آن، استفاده محدودتری نسبت به دیرگدازهای دیگر دارد . انبساط حرارتی این دیرگداز نسبتاً زیاد است.

کاربردهای دیرگدازها

محیط و شرایط است فاده از دیرگدازها به عوامل متعددی بستگی دارد که از آن جمله می توان به درجه حرارت محیط، ترکیب شیمیایی مواد مذاب، میزان تغییرات دما، ترکیب شیمیایی گازهای ایجاد شده و قیمت آجر و یا مواد دیرگداز اشاره نمود . برای مثال ممکن است در بخشهای مختلف کوره های دوار سیما ن که دارای حرارتهای متفاوتی است از دیرگدازهای شاموتی، منیزیتی- کرومیتی و یا بوکسیتی استفاده نمود.

مهمترین مصرف دیرگدازها در صنایع فولاد است . تمام صنایعی که با حرارت بالاتر از 1000 درجه سانتی گراد سروکار دارند مثل صنایع ذوب آهن، فولادسازی، سیمان، آهک پزی، ذ وب کانس نگهای فلزی، پتروشیمی، سرامیک، شیشه و ریخته گری به مواد دیرگداز نیاز دارند. نقش دیرگدازها در صنایع ذوب فلزات یا کوره های سیمان و آهک پزی به شرح

زیر است:

*محافظت از بدنه کوره ها در مقابل مواد گداخته و ذوب شده

*جلوگیری از انتقال حرارت به محیط بیرون

*جذب حرارت و انتقال آن به مواد گداخته





طبقه بندی: زمین شناسی، کانی شناسی،
.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
?

قالب میهن بلاگ

download

قالب بلاگفا

قالب وبلاگ

قالب بلاگ اسکای

قالب پرشین بلاگ

اخلاق اسلامی

قالب وبلاگ

?