انواع جرمهای دیرگداز

برخي از جرمهاي ديرگداز :

1.   جرمهاي ديرگداز ريختني
2. ️ جرمهاي ديرگداز ريختني معمولي ( RC )
3. جرمهاي ديرگداز ريختني با سيمان متوسط ( MCC )
4. ️ جرمهاي ريختني كم سيمان ( LCC )
5. جرمهاي ريختني با سيمان خيلي كم ( ULCC )
6. ️ جرمهاي نسوز ريختني بدون سيمان ( NCC )
7. جرمهاي ديرگداز ريختني ويژه
8. ️ جرمهاي ديرگداز ريختني عايق
9. جرمهاي ديرگداز كوبيدني
10. ️ جرمهاي پاشيدني
11. جرمهاي ديرگداز با پيوند فسفاتي
12. ️ جرمهاي ديرگداز لرزشي
13. جرمهاي ديرگداز ويژه

️ موارد ذكر شده شرح داده خواهند شد .

جرمهاي ديرگداز ريختني : 
جرمهاي ريختني يا بنتهاي نسوز براساس پيوند هيدروليكي داراي انواع گوناگوني است كه عامل اصلي و اساسي تكامل و گسترش آنها صنعت فولاد بوده است . جرمهاي ريختني يا بتنهاي نسوز مخلوطي پيچيده از اجزاي مختلف ، شامل سيمان آلومينايي ، پركننده ها ، مواد خيلي ريز و افزودنيهاست . 

جرمهاي ديرگداز ريختني معمولي ( RC ) ( Regular Castables ) : 
جرمهاي معمولي كه عملاً داراي مواد دانه اي دانه بندي شده و سيمان هاي آلومين دارند كه در چند دهه ي گذشته كاربردهاي زيادي داشته است . معمولاً در جرمهاي ديرگداز سنتي در بين مواد دانه اي به اندازه ي كافي سيمان ، كه كم وبيش زمينه ي پيوسته اي را شكل مي دهد ، وجود دارد . 
 
نكات كاربردي جرمهاي ريختني :
 تشخيص نوع جرم ريختني با آناليز شيميايي نوع جرم ريختني را مي توان از آناليز شيميايي آن حدس زد . با اين روش كه : درصورتيكه درصد cao جرم ريختني بين ( % 0.2 - 0 )باشد 
 جرم NCC درصد cao بين ( % 0.8 - 0.2 )باشد جرم  ULCC
درصد cao بين ( % 1.8 - 0.8 )باشد جرم  LCC 
درصد cao بين ( % 2.5 - 2 ) باشد جرم  MCC 
درصد cao بيش از 2.5 باشد جرم  RC خواهد بود . 

جرمهاي ديرگداز ريختني با سيمان متوسط ( MCC ) ( medium cement castables ) : 
اين جرمها بعد از ساخت ، تخلخل كمتري خواهند داشت ؛ در نتيجه مقاومت بيشتري در مقابل خوردگي دارند . نسبت به جرمهاي سنتي داراي سيمان كمتري اند كه با روند توسعه ي اين جرمها به مرور سيمان آنها در حال كاهش است . يكي از نقايص آنها پوسته اي شدن در گرمايش سريع است كه به علت خروج سريع آب موجود در بافت سيماني است و بايد در محدوده ي دمايي خاصي خارج شود .
 
 نكات كاربردي جرمهاي ديرگداز : 
 مزيت جرمهاي كم سيمان نسبت به انواع معمولي :
..0 با بالا رفتن درصد cao در جرم ريختني درصد آب مصرفي جرم ريختني افزايش پيدا مي كند و با افزايش هر يك درصد آب مصرفي حدود ٣٪‏ به تخلخل جرم اضافه مي شود كه موجب كاهش مشخصه هاي مكانيكي مثل مقاومت مكانيكي جرم خواهد بود . در ضمن خروج آب نيز در مراحل خشك كردن و curing جرم نياز به زمان داشته و احتمال ترك خوردگي جرم نيز بالا مي رود . لذا جرم هاي كم سيمان داراي عملكرد بهتر خواهند بود .

 جرمهاي ريختني كم سيمان ( LCC ) ( Low Cement Castable ) : 
براي كاهش مقدار سيمان در جرمهاي معمولي از اجزاي ويژه اي با اندازه ي ذرات ١ تا ١٠ ميكرو متر استفاده مي شود كه سبب كاهش درصد آب مصرفي مي شود . استفاده از اين نوع جرمهاي در حال گسترش است . 

 نكات كاربردي جرمهاي ديرگداز : 
مزيت جرم هاي كم سيمان
 يكي ديگر از مزاياي جرمهاي ريختني كم سيمان اين است كه در حين curing و پختن جرم هاي كم سيمان ، جرم داراي افت مقاومت در اثر بالا رفتن حرارت در بازه ي درجه حرارت ( ١٢٠٠-٨٠٠) نخواهد بود در صورتيكه در جرمهاي ريختني معمولي ( RC ) در بازه ي درجه حرارت ذكر شده (١٢٠٠-٨٠٠) اين جرم ها دچار افت مقاومت مكانيكي مي شوند كه اين امر ناشي از اين است كه باند هيدروليكي ( ناشي از سيمان نسوز ) جرم ريختني كاملاً كاهش مي يابد و چون جرم ريختني هنوز بصورت كامل پخته نشده ( زينتر يا تف جوش انجام نگرفته ) هنوز باند سراميكي يا مقاومت بعد از پخت هم ايجاد نشده در حالتيكه در جرم هاي كم سيمان اين افزايش مقاومت بصورت افزايش و مداوم مي باشد حتي بين (١٢٠٠ - ٨٠٠) ، لذا اگر كاربرد جرم در محدوده ي ذكر شده باشد بهتر است حتماً از جرمهاي كم سيمان استفاده شود ؛ فقط بايستي دقت نمود كه جرمهاي كم سيمان به درصد آب مصرفي حساس مي باشند و بايستي در كاربرد آنها مقدار آب مصرفي بدقت كنترل شوند . 

جرمهاي ري ختني با سيمان خيلي كم ( ULCC ) ( ultra Low Cement Castable ) : 
مقدار سيمان در اين نوع جرمها از ٨/٣ درصد نيز كمتر است . براي كاهش مصرف سيمان در اين جرمها از افزودنيهاي خاص نظير CaO ، سيليكاي ميكروني ، اكسيد كروم ، آلوميناي خاص ، بوكسيت و آندالوزيت به همراه ذرات آلوميناي ذوب شده استفاده مي شود . استفاده از CaO و سيليكا براي نگهداري تركيب فازي در سيستم دوتايي CaO-Al2O3 و همچنين سيستم Al2O3-SiO2 مفيد بوده و به تشكيل فاز موليت كمك مي كنند . اكسيد كروم در دماي بالا امكان گسترش پيوند و تشكيل فازهاي مطلوب را فراهم مي سازد . اما مصرف اين اكسيدها ، جرمهاي ريختني كم سيمان را به لحاظ كاربرد محدود مي سازد . 
 
جرمهاي نسوز ريختني بدون سيمان ( NCC ) ( None Cement Castables ) : 
همان طور كه گفتيم بر اثر كاهش ميزان سيمان و با استفاده از تركيبات بسيار ريزدانه مي توان به خواص مطلوب تري در جرمها دست يافت . امروزه تكنولوژي جديد امكان توسعه و ساخت جرمهاي ريختني ويژه اي را فراهم كرده كه با انتخاب اجزاءِ ريزدانه اي از تركيبات : Cr2O3 , SiC , TiO2 , ZrO2 , Si و C در كنار تركيبات اصلي نسوز ( Mgo , Mgo-Al2O3 , Cao , Al2O3 ) جرمهاي بدون سيمان ساخته مي شوند . پيوند بين اجزاي اين نوع جرمها عموماً پيوندهاي يراميكي است .  

جرمهاي ديرگداز ريختني ويژه : 
بعضي از جرمهاي ديرگداز ريختني ، خصوصيات ويژه يا مواد اوليه ي خاصي دارند كه در دسته ي جداگانه اي جاي ميگيرند . البته مي توانند جزءِ ULCC ها و يا NCC ها باشند . يكي از جرمهاي ويژه ي ريختني ، نوعي ULCC بر پايه ي كوراندوم يا كاربيد سيليسيم است كه مقدار ٣٪‏ كربن دارد و در مجراي مذاب رساني كوره ي بلند به كار مي رود . يكي ديگر از اين جرمهاي ويژه ي ريختني ، جرم ULCC است كه داراي فاز اسپينل مي باشد و در كوره ي ذوب فولاد در پوشش لايه اي پاتيلها استفاده مي شود . 

 جرمهاي ديرگداز ريختني عايق : 
اين نوع جرمهاي ديرگداز مانند ديرگدازهاي عايق خواصي دارند كه باعث مي شود به عنوان عايق حرارتي به كار روند . چگالي كم ، هدايت حرارتي آنها را كاهش مي دهد و سبب ايجاد يك سپر حرارتي مي شود . اين جرمها باعث تشكيل لايه هاي عايقي روي لايه هاي متراكم مي شوند . مواد اوليه و روش ساخت آنها تقريباً مشابه همان روش ساخت ديرگدازهاي عايق است ، ولي فرايند خشك كردن و تف جوشي را ندارد . مواد اوليه ي مصرفي شامل مواد اوليه اي است كه در ساخت آجرهاي عايق هم به كار مي رود ، مانند ورميكوليت ، شاموت سبك و آلومينا . 

 جرمهاي ديرگداز كوبيدني :
 اين مواد به طور كلي تحت عناوين جرمهاي ديرگداز پلاستيك و جرمهاي ديرگداز كوبيدني معرفي مي شوند . كه توضيح داده خواهند شد . 

 جرمهاي ديرگداز پلاستيك : 
اين جرمها از قديم ترين جرمهاي ديرگدازند كه براي مدت طولاني جهت قطعات يكپارچه ي ديرگداز كوره ها مصرف شده اند . براي توليد قطعات شكل دار غير استاندارد در تيراژ كم استفاده مي شود . تفاوت آنها با جرمهاي ديرگداز كوبيدني در روش شكل دهي است كه در آنها با دست يا ابزارآلات ، جرم مورد نظر در قالب كوبيده مي شود . روش ساخت اين جرمها به گونه اي است كه معمولاً جرم در يك قالب چوبي شكل داده شده ، سپس خشك و پخته مي شود . مهمترين نكته در ساخت چنين قطعاتي نحوه ي خشك كردن و تف جوشي آنهاست كه نبايد هيچگونه تركي در سطح يا در عمق ايجاد شود يا رشد كند . براي جلوگيري از صدمه ديدن ، خشك كردن و تف جوشي آنها طولاني است و بايد با دقت زياد انجام شود . براي جلوگيري از رشد ترك ، معمولاً سطح قطعات را صيقل كاري مي كنند . 

 جرمهاي ديرگداز كوبيدني : 
اين جرمها از يك سري شاموت و يك سري چسبها و افزودنيهاي آلي و كاني كه مقدار رطوبت آنها از حالت پلاستيك كمتر است ، ساخته مي شوند . روش كوبيدني يا ارتعاشي براي اين مواد اعمال مي شود . گاهي هم مواد خشك با چسب تر به صورت جداگانه مخلوط و آماده شده و به صورت لايه لايه در سطوح عمودي يا افقي كوبيده مي شوند . عمل كوبش به وسيله دستگاه بادي انجام مي شود . بدين وسيله مي توان سطوح بزرگي را به صورت يكپارچه نسوزكاري كرد كه در روش پلاستيك امكان پذير نيست . 
 
جرمهاي پاشيدني گرم : 
در راستاي تعمير و نگهداري كوره هاي صنعتي ، استفاده از جرمهايي كه بتوانند در دماي بالا اعمال شوند اهميت دارد . در اين روش با نازلهاي ويژه ، مواد آستري را به صورت سيال بر روي جداره ي داخلي كوره مي پاشند . حرارت كوره سبب مي شود كه آب موجود در سيال تبخير شود و جرم نسوز روي آجرهاي معيوب درون كوره رسوب كند و يك لايه ي نسوز يكپارچه روي آجرهاي آسيب ديده تشكيل شود ؛ ضخامت اين لايه بسته به نوع پودر نسوز و نوع چسب مصرفي و حرارت كوره و سرعت تلمبه كردن سيمان ، متغير است . 

 جرمهاي پاشيدني سرد :
امروزه جرم هاي پاشيدني در تعميرات كوره هاي صنعتي به صورت وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرد . جرمهاي پاشيدني توسط دستگاه هاي مخصوصي اجرا مي شوند اين جرمها به نوع مخلوط خشك( Dry mix ) و مخلوط تر ( Wet mix ) تقسيم مي شوند . در نوع Dry mix مواد بصورت خشك داخل دستگاه شارژ شده و آب تحت فشار در نازل مخصوص دستگاه افزوده مي گردد ؛ با توجه به عدم نياز به قالب و سرعت اجراء و امكان اجراء در ارتفاع و جاهاي پيچيده اقبال به استفاده از اين نوع جرم ها در اكثر صنايع اعم از فولاد و سيمان و صنايع پالايشگاهي و نيروگاهي متداول گرديده است . 
 
نكات كاربردي جرم هاي پاشيدني :
 ١ - اكثر انواع جرمهاي نسوز اعم از جرم هاي سنگين و سبك با انواع تركيبات آلوميني ، شاموتي ، منيزيتي ، SIC دار بصورت پاشيدني قابل اجرا مي باشند و در انواع پاشيدني صرفاً ادتيوهاي ويژه اي جهت قابليت پاشش و عدم ريزش حين پاشش ( كاهش rebond ) افزوده مي گردد . 
٢ - با توجه به فشرده شدن لايه هاي جرم در اثر ضرباتي كه حين پاشش مواد نسوز به وجود مي آيد مقاومت مكانيكي و مقاومت به سايش جرم پاششي معمولاً از همان نوع جرمي كه بصورت ريختني اجرا مي شود بهتر است .
 ٣ - لازم به توضيح مي باشد هر كوره اي شرايط خاص خودش را دارد في المثال براي دو كوره ي مشابه در صنعت سيمان نوع مواد اوليه هر كارخانه ، درجه حرارت منطقه ي مورد نظر براي هر كوره ، اتمسفر كوره و شرايط محيطي تعيين كننده مي باشد و به همين لحاظ صنعت نسوز به نوعي صنعتي با شرايط tailor made مي باشد . ( مثل خياطي كه براي دوختن لباس هر شخصي مي تواند حالت هاي خاص و ويژه خود را داشته باشد . ) 
٤ - در صورت نياز امكان مشاوره در جهت انتخاب بهترين نوع مواد براي جاهاي مختلف كوره هاي صنعتي و تأمين و اجراء به روش Tailor made فراهم مي باشد . 
روش tailor made بدين معني است كه بايستي درجه حرارت منطقه ي مورد نظر دقيقاً اندازه گيري شود ( معمولاً پيرومتر براي اين كار مناسب مي باشد .) شرايط اتمسفر كوره در آن منطقه ارزيابي شده و خواص مورد نظر شيميايي و فيزيكي بررسي مي شود و با در نظر گرفتن بهترين مواد نسوز و روش اجرائي مناسب انتخاب مي گردد . 

 جرمهاي ديرگداز با پيوند فسفاتي : 
همان طور كه از نام آنها پيداست جرمهاي ديرگداز فسفاتي داراي پيوند فسفاتي اند كه از اسيد فسفريك ، فسفاتهاي سديم ، فسفاتهاي آلومينيوم به عنوان چسب استفاده مي شود . اين ديرگدازها معمولاً به دو صورت پلاستيك و ريختني استفاده مي شوند . گيرش پيوندهاي فسفاتي يا بر اثر واكنش شيميايي يا گرما حاصل مي شود كه بسته به نوع فسفات ، به آنها جرمهاي با گيرش گرم و جرمهاي با گيرش شيميايي مي گويند . در جرمهاي فسفاتي پلاستيك ، بر اثر ذخيره سازي جرم و همچنين ماندگاري ، تغييراتي در كارپذيري به وجود مي آيد ؛ از اين رو ، بايد تاريخ مصرف خاصي براي آنها در نظر گرفت . جرمهاي فسفاتي ريختني از جايگزيني آب با فسفاتها ساخته مي شود . اين جرمها داراي يك عامل گيرش اند كه معمولاً از منيزيا استفاده مي شود . يك پديده ي خاص در اين ديرگدازها ، پديده ي تاول زدگي است كه در اين جرمها بر اثر واكنش ناخالصيهايي نظير آهن با پيوندهاي فسفاتي به وجود مي آيد كه مي توان با افزودن برخي مواد آن را برطرف كرد . 

 جرمهاي ديرگداز ويژه : 
جرمهاي ديرگداز ويژه براي كاربردهاي خاص طراحي و ساخته مي شوند . استفاده از مواد جديد نظير كربن و گرافيت ، SIC , Si3N4 , AlN , ZrO2 انواع الياف نظير الياف سراميكي و الياف فلزي سبب ايجاد جرمهاي ويژه اي شده است . پيش بيني مي شود كه در آينده ي نه چندان دور مصرف اين نوع نسوز هاي بي شكل بيشتر شود كه فهرست برخي از آنها در پي آمده است . ⁃ جرم كوبيدني ويژه از جنس SiC-C ⁃ جرم مخلوط خشك از جنس SiO2 با افزودن مواد كمكي نظير اسيد بوريك و B2O3 ⁃ مخلوط هايي كه حاوي Al2O3-SiO2 به عنوان پايه اند و استفاده از انواع رزين و قير به عنوان چسب ⁃ جرم ريختني ULCC كه بر پايه ي SiC يا دانه هاي كوراندوم است و ٣٪‏ كربن دارد ⁃ جرم ريختني ULCC بر پايه ي اسپينل ⁃ مواد با هدايت حرارتي بسيار زياد حاوي SiC يا Al2O3 يا ZrO2 ⁃ به كارگيري الياف فلزي ، سراميكي و آلي در جرمهاي ديرگداز سبب افزايش خواص اين جرمها مي شود نظير الياف كربن ، الياف سراميكي ، الياف فولاد و كنف