بخشي از مزاياي ديرگدازهاي بي شكل ( مونوليتيك )
( Advantages of Monolithic Refractories ) :
ديرگدازهاي بي شكل داراي شكل هندسي معيني نيستند كه قبلاً توضيح داده شده اند قسمتي مزاياي مهم اين ديرگدازها عبارتند از :
فرايند توليد كوتاه تري نسبت به ساخت آجرهاي ديرگداز دارند . زيرا در ساخت جرمها مراحل شكل دهي و پخت در دماي بالا حذف مي شود .
نداشتن مرحله پخت ، جلوگيري از اتلاف انرژي ، كاهش مصرف سوخت و كاهش آلودگي محيط زيست
جرمهاي ديرگداز امروزه براي افزايش بازدهي حرارتي به كار مي روند و در مقايسه با ديرگدازهاي شكل دار درز كمتري دارند كه باعث افزايش بازده و عمر كوره ها نيز مي شوند .
استفاده از جرمهاي ديرگداز يكپارچه زمان ساخت كوره را كاهش مي دهد . از طرف ديگر ، به نسوزكاري و برش ديرگدازهاي شكل دار ( آجرها ) براي راه گاههاي پيچيده كوره نيازي نيست . به عبارت ديگر به كارگيري آنها بسيار آسان است .
امكان تعميرات گرم كوره با استفاده از جرم هاي ديرگداز يكپارچه افزايش مي يابد و زمان تعميرات نيز كوتاه تر مي شود .
استفاده از ملات با تركيبي متفاوت از آجرها معضل بزرگي در ساخت كوره هاست كه سبب تخريب تدريجي و كاهش طول عمر كوره مي شود . با استفاده از جرمهاي ديرگداز يكپارچه اين مشكل نيز كاهش مي يابد .
ساير مزايا نيز ارائه خواهد گرديد
مقاومت مكانيكي بهتر آنها در مقابل لرزش و ضربه نسبت به آجرها منجر به افزايش عمر نسوزها مي شود .
جرمهاي ديرگداز يكپارچه در مقايسه با ديرگدازهاي شكل دار ، انبساط حرارتي كمتري دارند . همچنين تعداد درزهاي انبساطي آنها نسبت به آجرها كمتر است .
اين نوع ديرگدازها در كوره هايي با ديواره هاي ضد نفوذ گاز نيز استفاده مي شوند زيرا نفوذ پذيري كمتري نسبت به ديرگدازهاي شكل دار دارند ( در طراحي ديرگدازهاي بي شكل نوين ) .
مي توان ديرگداز يكپارچه را در حين نصب به هر شكلي درآورد .
معمولاً ديرگداز يكپارچه چگالي كمتري به نسبت ديرگدازهاي شكل دار دارد .
روشها و نحوه ي كاربرد آنها قابليت خودكار بودن بيشتري نسبت به ديرگدازهاي شكل دار را براي سيستم ميسر مي سازد .
همان طوريكه مزاياي ديرگدازهاي بي شكل ذكر گرديد اين مزايا زماني حاصل مي شود كه شرايط ساخت ديرگدازهاي بي شكل ، انتخاب نوع مناسب و تأمين شرايط كاربردي صحيح باشد . بنابراين در طراحي جرمهاي ديرگداز يكپارچه بايد كاملاً دقت كرد و انتخاب نوع مواد اوليه ، دانه بندي ، افزودنيها ، نحوه ي ساخت ، نوع كاربرد و شرايط كاربرد را در نظر گرفت و در حين مصرف رعايت كرد .
معايب ديرگدازهاي بي شكل :
از آنجا كه عمليات خشك كردن و پخت در سايت مصرف كننده صورت مي گيرد و امكان بروز خساراتي به دليل اشتباه در نصب و عمليات حرارتي نامناسب ، وجود دارد .
انبارداري جرمهاي ديرگداز يكپارچه به علت تغيير ميزان رطوبت آنها با گذشت زمان مشكل است ، به طوري كه امكان تخريب خواص جرم نيز وجود دارد . لذا اين ديرگدازها بسته بندي دقيقي را مي طلبند .
پيش بيني رفتار ترموديناميكي ديرگدازهاي شكل دار قبل از بهره برداري در مقايسه با جرمهاي ديرگداز يكپارچه دقيق تر است .
اشكالات ظاهري آجرها قبل از مصرف مي توان با مشاهده ي ظاهر آنها از جمله ترك و لب پريدگي تشخيص داد ، در حالي كه اشكالات جرمها را نمي توان مشخص كرد . از اين رو ، ممكن است گاهي خسارات جبران ناپذيري به وجود آيد .
ولكن با توجه به مزاياي قابل توجه ديرگدازهاي بي شكل و فن آوريهاي جديد به كار گرفته شده در توليد آنها كه در جهت كاهش مقدار آب مصرفي ، سرعت كيورينگ و راه اندازي كوره بعد از تعميرات و ساير مزاياي ذكر شده مي باشد مصرف اين ديرگدازها در حال افزايش بوده و در حال حاضر بيش از ٧٠٪ از مصارف نسوز در دنيا ديرگدازهاي بي شكل مي باشد در كشورمان نيز اين امر در حال تحقق مي باشد .
درضمن در صورت نياز امكان مشاوره رايگان جهت طراحي و انتخاب نوع لايه هاي نسوز و موارد كاربردي در اين ارتباط فراهم مي باشد .
تقسيم بندي ديرگدازهاي يكپارچه :
با در نظر گرفتن مصارف گوناگون جرمهاي ديرگداز با توجه به روشهاي شكل دهي ، خواص فيزيكي ، تركيبات شيميايي و چند پارامتر ديگر تقسيم بندي مي شوند كه به آنها مي پردازيم .
تقسيم بندي بر اساس روشهاي شكل دهي :
جرمهاي ريختني ( castable ) :
حاوي دانه هاي ريز و درشت با سيمان نسوز مناسب
جرمهاي ماله كشي ( trowling mixes ) :
يك نوع جرم ديرگداز ريختني است كه به صورت ماله كشي قابل كاربرد مي باشد .
جرمهاي پلاستيك ( plastic masses ) :
همراه با آب و افزودنيهاي ديگر ( به عنوان چسب ) كه به صورت آماده ي مصرف ارائه مي شود .
جرمهاي كوبيدني ( ramming masses ) :
مشابه جرمهاي ديرگداز پلاستيك است كه درصد آب كمتري دارد و به صورت كوبيدني با استفاده از دستگاه كوبه ي بادي نصب مي شود .
جرمهاي آستركاري ( lining mixes ) :
همراه با آب و افزودنيهاي ديگر كه قابليت نصب مناسبي دارد .
جرمهاي پاشيدني ( gunning mixes ) :
شامل دانه هاي ريز و درشت است – با قابليت پاشش توسط دستگاه گانينگ
جرمهاي تزريقي ( injection masses ) :
جرمهاي ديرگداز با قابليت تزريق در كوره ها و كارهاي تعميراتي
جرمهاي لرزشي ( Vibrable mixes ) :
جرمهاي ديرگداز با قابليت ريختن همراه با لرزش
كه موارد فوق به تدريج توضيح داده خواهند شد .
تقسيم بندي براساس شكل و حالت فيزيكي و ظاهري :
ديرگدازهاي بي شكل به طور كلي به سه شكل پودر ، گسل و خمير است :
جرمهاي ديرگداز پودري كه شامل جرمهاي ريختني ، جرمهاي ماله كشي ، پوششهاي ديرگداز ، جرمهاي پاشيدني ، تزريقي و ملاتهاي خشك است .
جرمهاي ديرگداز گل مانند كه شامل ديرگدازهاي پلاستيك ، كوبيدني ، استري و تعميري مي باشد .
جرمهاي ديرگداز خميري كه دربرگيرنده ي انواع ملاتهاي ديرگداز ، ديرگدازهاي تزريقي و پوششي است .
تقسيم بندي جرم هاي نسوز براساس روش هاي گيرش :
گيرش هيدروليك :
گيرش هيدروليك در ديرگدازهاي ريختني و پاشيدني
( گيرش هيدروليك معمولاً در حالتي كه جرم داراي مقداري سيمان نسوز باشد در مجاورت با آب و در تركيب با ساير عناصر جرم ايجاد شده و موجب استحكام آن مي شود .)
گيرش در هوا :
گيرش در هوا در ديرگدازهاي پلاستيك ، كوبيدني و ملاتها
گيرش گرمايي :
گيرش گرمايي در ديرگدازهاي پلاستيك ، كوبيدني و ملاتها
گيرش شيميايي :
گيرش شيميايي در ديرگدازهاي پلاستيك ، كوبيدني ، پاشيدني و ملاتها
تقسيم بندي بر اساس تركيب شيميايي جرمهاي ديرگداز :
مواد اوليه ي مصرفي در اين ديرگدازها تفاوت چنداني با ديرگدازهاي شكل دار ندارد و تقسيم بندي آنها تقريباً به همان صورت است .
جرمهاي ديرگداز سيليسي : كوارتز – سنگ سيليس
جرمهاي ديرگداز آلومينيايي : آلوميناي تف جوشي شده ، آلوميناي ذوب شده ي بوكسيت
جرمهاي ديرگداز آلومينو سيليكاتي : خاك نسوز ، فيلينيت ، بوكسيت ، موليت
جرمهاي ديرگداز كروميتي : سنگ معدن كروم
جرمهاي ديرگداز منيزياتي : كلينكر منيزيا
جرمهاي ديرگداز كروم – منيزيايي : كلينكر منيزيا + سنگ معدن كروم
جرمهاي ديرگداز دولوميتي : كلينكر دولوميت
جرمهاي ديرگداز سيليكون كاربيدي : كاربيد سيلسيم
جرمهاي ديرگداز كربني : كربن و گرافيت
جرمهاي ديرگداز زيركني : سنگ معدن زيركني
جرمهاي ديرگداز اسپينلي : مواد نسوز تف جوشي شده ( fused ) يا زينتر شده ي اسپينلي منيزيتي آلوميني
تقسيم بندي جرمهاي ديرگداز بر اساس چگالي كل :
چگالي كل جرمها علاوه بر نحوه ي شكل دهي آنها ، به نوع مواد اوليه ي مصرفي نيز بستگي دارد . معمولاً در هر گروه از مواد ديرگداز يكپارچه ، سه نوع محصول بر حسب چگالي ارائه مي شود كه عبارتند از :
جرمهاي متراكم يا سنگين
جرمهاي با وزن متوسط يا نيمه سبك
جرمهاي سبك .
لازم به ذكر مي باشد كه معمولاً جهت ايجاد چگالي كمتر و افزايش خاصيت عايق بودن جرمها معمولاً از مواد سبك معدني مثل پرليت ، ورميكوليت ، دياتوميت ، كيانيت ، پوميس ، شاموت سبك و امثالهم استفاده مي گردد اين نوع جرمها ميتواند بصورت لايه ي پشتي بعنوان عايق Back lining يا بصورت لايه ي اصلي Hot Face استفاده گردد در اين جرمها جهت افزايش درجه حرارت كاربردي نوع سيمانهاي نسوز بكار رفته ( سيمان آلوميني ) و درصد اكسيد آهن ( Fe2O3 ) ( كم آهن ) و درصد آهك ( Cao ) متفاوت مي باشد ؛ در صورتيكه شرايط اتمسفر كوره حالت احيائي داشته باشد ( مثل كوره هاي DRI در صنايع فولاد ) مقدار اكسيد آهن Fe2O3 كمتر از يك درصد باشد ، در نسوز كاري لايه هاي كاري ( Hot Face ) و پشت كار ( Back Lining ) بايستي مقدار مناسبي درز انبساطي در طراحي لايه ها لحاظ شود تا كوره بعد از راه اندازي دچار آسيب نگردد تقسيم بندي ديرگدازهاي بي شكل و يكپارچه ي ريختني بر حسب چگالي جرمهاي سبك وزن كمتر از ١ گرم بر سانتي متر مكعب ، جرمهاي با وزن متوسط ١,٣ – ١,٨ گرم بر سانتي متر مكعب و جرمهاي متراكم با وزن زياد بيشتر از ١,٨ گرم بر سانتي متر مکعب
تقسيم بندي بر اساس پيوندها :
پيوند هيدروليك :
شامل پيوندهاي ناشي از سيمان آلومينات كلسيم ، سيمان سيليكاتي و بتا آلومينا مي باشد .
پيوند شيميايي :
شامل پيوندهاي اسيد فسفريك يا فسفاتهاي ديگر ، سيليكات سديم يا سيليكات پتاسيم و رزين فنوليك است . پيوند در اين حالت به وسيله ي پلي مري كردن و واكنش شيميايي حاصل مي شود .
پيوند سراميكي :
معمولاً به پيوند تف جوشي ( زينترينگ ) گفته مي شود . پيوندي كه از طريق تف جوشي در حالت جامد يا حضور فاز مذاب حاصل مي شود . در حالت دوم پيوند ذرات در دماي نسبتاً كم به دست مي آيد . مواد مصرفي در اين جرمها عبارت اند از تركيبات بوراتي ، شيشه ، بوراكس ، فلوئوريد ، شيشه ي سودا – آهك و برخي از پودرهاي فلزي ، براي تشكيل فازهاي با نقطه ي ذوب كم .
پيوند چسبي :
اين نوع چسب ها شامل دكسترين ، چسب عربي ، مايع خمير CMC ، قير ، PVA و رزين فنوليك است كه معمولاً پيوند موقتي حاصل مي شود .
پيوند انعقادي :
اين چسبها علاوه بر مواد آلي شامل پودر ريز رس ، پودرهاي ريز اكسيدي ، محلول سيليسي و محلول آلومينيايي است كه ذرات در حد كلوئيدي مواد سبب پيوند مي شود .
