آجر نسوز به طور گسترده در کوره های صنعتی با درجه حرارت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. نسوزها مواد جامدی هستند که در هر شرایطی حتی در تماس با مایعات خورنده یا گازها می توانند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کرده و عملکرد فیزیکی خود را حفظ کنند. آجر نسوز برای تمام فرآیندهای درجه حرارت بالا، مانند تولید فلزات، سیمان، شیشه و سرامیک ها ضروری است.

در حال حاضر انواع مختلفی از مواد نسوز وجود دارد که برای تامین نیاز بخش های صنعتی مختلف طراحی و تولید شده اند. نسوزها را می توان به روش های مختلف طبقه بندی کرد، که متداول ترین آنها بر اساس روش نصب، نوع اتصال (معتدل، پخته شده) و ترکیب شیمیایی (اسیدی، اساسی یا خنثی) است.

نسوزها یا آجر نسوز در یک هندسه از پیش تعریف شده فشرده می شوند و به همین ترتیب نصب می شوند، در حالی که مواد نسوز، که معمولاً، به صورت پودر تهیه می شوند و در هنگام نصب با ریختن، ماله کردن، گلوله زدن، لرزش و تزریق به صورت پودر در می آیند.

در گروه مواد نسوز شکل می توان بین آجرهای سرامیکی و پیوند کربن تمایز بیشتری قائل شد. آجرهای پیوند خورده یا آتش زده در دمای بالا (۱۵۰۰ درجه سانتی گراد) با استفاده از چسب های موقتی و فرآیند پخت تشکیل می شوند، در حالی که آجرهای پیوند خورده یا خوی در دماهای پایین‌تر (۳۰۰ درجه سانتی گراد) با استفاده از چسب های هیدروکربن (رزین، روغن و … ) و مقاومت نهایی در هنگام شلیک درجا ایجاد می شود.

طبقه بندی آجر نسوز

طبقه بندی آجر نسوز به ماده اولیه اصلی آن برمی گردد. در حال حاضر تولید کنندگان از مواد زیادی برای تولید آجر های نسوز استفاده می کنند مانند، مواد سیلیکات آلومینا، سیلیس و زیرکَن که معمولاً در دمای پایین مورد مورد استفاده قرار می گیرد.

علاوه بر این مواد نسوز اساسی، از جمله منیزیا، دولوما و اسپینل، اغلب با کربن و گرافیت ترکیب می شوند و در محیط های بسیار اساسی استفاده می شوند. آنها می توانند بالاترین درجه حرارت عملکرد را تحمل کنند اما در معرض هیدراتاسیون قرار دارند و بنابراین به نگهداری مناسب نیاز دارند.

مواد نسوز خنثی، مانند نسوزهای کرومیا و آلومینا، به دلیل دمای ذوب بالا، قیمت متوسط ​​و توانایی استفاده در محیط های اسیدی و اساسی، توسط صنایع فلزی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، در حال حاضر اکثر تولید کنندگان آجر نسوز را از این مواد  استفاده می‌کنند.

اما طبقه بندی آجر نسوز به چه صورت است؟

آجر نسوز صنعتی اصولات به دو شکل شکل داده شده و بی شکل ساخته می‌شود.

تا چندین سال پیش تقریبا همه‌ی کوره ها و صنایع مشابه صنعتی از آجرهای نسوز شکل دار استفاده می‌کردند اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی آجرهای نسوز بی شکل جای خود را در این صنایع باز کردند.

دیرگداز یا آجرهای نسوز شکل داده شده

این نوع آجرها همانطور که از اسمشان پیداست به صورت از پیش ساخته شده هستند و شکل آن‌ها با یک استاندارد خاصی ساخته می‌شوند و خواص این آجرها تقریبا یکسان است.

آجرهای نسوز بی شکل

ساختار این نوع آجرها با توجه به درخواست شرکت‌ها می‌تواند متفاوت باشد و فرایند شکل دهی و پخت در دمای بالا حذف می‌شود. از مزایای دیرگدازهای بی شکل می‌توان به فرایند ساخت آسان آن و عدم نیاز به تجهیزات و ماشین آلات گران قیمت دانست.

به صورت کلی آجر نسوز بی شکل شامل مزایای زیر است:

• نداشتن مرحله‌ی پخت
• جلوگیری از اتلاف انرژی
• کاهش مصرف سوخت
• کاهش آلودگی محیط زیست
• کاهش قیمت تولید و صرفه جویی در فرایند ساخت

آجر قلیایی

مواد این نوع آجرها منیزیت یا Mgo هستند، همانطوری که از اسم این نوع آجر مشخص است آجر قلیایی از اکسیدهای غیر اسیدی تشکیل می‌شود و در برابر دمای بالا و سایش شیمیایی مقاومت بسیار خوبی دارد.

از این نوع آجر در صنایع فولاد و کوره‌ها استفاده می‌شود.

آجر نسوز شاموتی

به علت قیمت پایین ساخت این نوع آجر، یکی از پر مصرف‌ترین آجرهای نسوز است: البته هدایت و انبساط حرارتی این نوع آجر پایین‌تر از سایر آجرهای نسوز است اما قیمت مناسب آن باعث شده است تا در بسیاری از صنایع از این نوع آجر استفاده شود.

آجرهای شاموتی معمولا به ۵ دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند:

1. لو دیوتی (Low Duty)
2. شبه سیلیسی
3. مدیوم دیوتی (Medium Duty)
4. های دیوتی (hight Duty)
5. سوپر دیوتی

آجر نسوز سیلیسی

این نوع آجر از سنگ‌های نسوز سیلیسی ساخته شده است و حدود ۹۳ درصد از این آجر را اکسید سیلیسیوم (SIO2) تشکیل می‌دهد.

این دیرگدازها جزء دیرگدازهای اسیدی به شمار می‌روند و تا دمای ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد را می‌توانند تحمل کند و به دلیل مقاومت خوب آن در برابر گرما و حرارت امکان استفاده در بسیاری از صنایع مانند صنایع سیمان وجود دارد.

همچنین این نوع آجر در برابر گرد و غبار و دوده‌ها هم عملکرد بسیار بهتری دارد و تنها نقطه ضعف این آجر را می‌توان عدم مقاومت در برابر محیط‌های قلیایی دانست.

به طور عمده سه نوع آجر نسوز در دنیا وجود دارد:

مواد نسوز اسید

• آجر نسوز معمولی
• آجر سیلیکا
• آجر گانیستر

مواد نسوز اساسی

• آجرهای منیزت
• آجر دولومیت
• آجر بوکسیت

نسوزهای خنثی

• آجر کرومیت
• آجر Carborundum
• آجر مگنزیت کروم
• آجر اسپینال
• آجر فورستریت

برای اطلاع از قیمت و خرید آجر نسوز می‌توانید از طریق لینک روبرو اقدام نمایید.

بیشترین مواد مورد استفاده برای تولید آجر نسوز در سراسر جهان

بر اساس یک بررسی کلی، بیشترین استفاده از مواد نسوز در سراسر جهان رس های نسوز (۴۶٪) و مواد نسوز مبتنی بر منیزیم (۲۶٪) است. رس های نسوز در طیف گسترده ای از کاربردها و صنایع مورد استفاده قرار می گیرند،

در حالی که نسوزهای منیزیم برای صنعت فولاد بسیار مهم هستند و در ساخت آجر نسوز برای کوره های فولاد از آن استفاده می شود. دوما، اگرچه در سراسر جهان درصد کمی از آجرها را تشکیل می‌دهد (۳٪)، اما به شدت با صنعت فولاد ضد زنگ مرتبط است، جایی که مواد نسوز دولوما تا حد زیادی جایگزین آجرهای منیزیم-کروم می شود.

آجر نسوز در اندازه ها و شکل های مختلف اکنون برای کاربردهای متنوع در دسترس هستند. مواد نسوز معمول شامل نسوزهای، آلومینا، آجر سیلیس، نسوزهای منیزیت، نسوزهای کرومیت، نسوزهای زیرکونیا، مواد عایق و نسوز یکپارچه است.

بسته به دما و شرایط سرویس دهی از دیگ های بخار، کوره، اجاق گاز و غیره ، در انواع مختلف نسوز استفاده می شود.

تفاوت بین آجر نسوز و آجر معمولی

آجرهای نسوز از مواد سرامیکی نسوز ساخته شده اند استفاده از این مواد تنها به نمای ساختمان و شومینه‌ها ختم نمی‌شود بلکه از این مواد با توجه به مقاومتشان در برابر حرارت ۱۸۰۰ درجه فارنهایت در کوره‌ها و صنایع فولاد هم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همانطور که در بالا هم ذکر کردیم آجرهای نسوزِ متراکم از لحاظ ترکیب شیمیایی با آجرهای معمولی تفاوت‌های زیادی دارند.

آجرهای نسوز و آجرهای معمولی در رنگ، شکل و رسانایی حرارتی هم تفاوت‌هایی با هم دارند.

دما

آجرهای نسوز با توجه به ماهیت شیمیایی که دارند در برابر حرارت و دما مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند.

این آجرها برای شومینه، اتاق‌های پخت و پز، اجاق‌های چوبی، جعبه‌های آتش نشانی و صنایع مختلفی مانند کوره‌ها، صنایع فولاد هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آجرهای نسوز علاوه بر اینکه سنگین هستند تخلخل کمی هم نسبت به آجرهای معمولی دارند (به راحتی از هم جدا نمی‌شوند)

ترکیب بندی

آجرهای نسوز از ترکیب شیمایی ۲۳ درصد آلومینیا و ۷۳ درصد سیلیس تشکیل شده اند.

فریک اکسید، تیتانیوم و سایر اکسیدهای فلزی مابقی مواد تشکیل دهنده‌ی آجرهای نسوز را تشکیل می‌دهند.

اما ترکیب اصلی آجرهای معمولی، سیلیس، آلومینا، منیزیا، آهک، اکسید آهن و مواد قلیایی است و در صورتی که هر یک از این مواد تشکیل دهنده بیشتر یا کمتر از میزان تعیین شده ترکیب شوند مشکلات جدی برای ساختار آجرها به وجود خواهد آمد.

اهمیت ترکیب مواد در آجرهای معمولی عموما کمتر از آجرهای نسوز است.

رنگ و شکل

رنگ آجر نسوز به طور طبیعی سفید است. اما امکان ساخت رنگ‌های متفاوت وجود دارد بدین صورت که لکه ها در داخل ماده آبکی (دوغاب) مخلوط می‌شوند تا آجر در طول مراحل ساخت رنگ گردد؛ برخی رنگ‌های محبوبی که برای نماهای ساختمانی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد شامل رنگ اسپرسو، سبز خزه‌ای، قرمز و سیاه است.

شکل آجرهای نسوز مورد استفاده در نماهای ساختمانی به طور یکنواخت مستطیل شکل هست و این در حالی است که آجرهای معمولی ممکن است شکل‌های متفاوت‌تری داشته باشند.

رسانایی گرمایی

رسانایی و هدایت حرارتی آجرهای معمولی بسیار بیشتر از آجرهای نسوز است. آجرهای نسوز می‌توانند درجه حرارتی بالایی را تحمل کنند زیرا موادی مانند سرامیک، اکسید فریک و سایر موارد افزودنی شیمایی دمای بالا را جذب کرده و منتقل نمی‌کنند.

هدایت حرارتی پایین باعث می‌شود آجرهای نسوز گزینه‌ی مناسبی برای عایق بودن دیواره ها باشند و مقدار عایق بیشتری را نسبت به آجرهای معمولی ارائه دهند.

به دلیل جذب گرمای بالا و هدایت حرارتی کم آجرهای نسوز گزینه‌ی مناسبی برای مکان‌هایی همانند کوره‌ها، صنایع سیمان و صنایع فولاد تبدیل شده است.

متراکم‌تر بودن، مقاومت بیشتر در برابر سایش و آسیب از جمله‌ ویژگی‌های آجر نسوز است.

درک و شناخت کامل از آجر نسوز

هدف اصلی از آجر نسوز که در داخل کوره های تولید صنعت فولاد و سیمان استفاده می شود، این است که گرمای حاصل از سوزاندن سوخت در کوره به حداقل برسد و همچنین اتلاف حرارت از کوره کاهش پیدا کند. بنابراین مهم است که این مواد خاصیت عایق بندی داشته باشند و بتوانند در برابر دماهای بالا مقاومت کنند. همچنین، آجرهای نسوز مورد استفاده در کوره نباید ماده ای را که با آن در تماس است آلوده کند.

مواد نسوز باید از مقاومت مکانیکی کافی برخوردار باشد و بتواند مانند نیروهای مختلف مقاومت کند.

مواد (ترکیبات خالص) که برای ساختن آجر نسوز استفاده می شوند (مانند MgO ، SiC ، Fireclay و غیره) دارای نقطه ذوب بالا در دامنه ۱۸۰۰ تا ۲۸۰۰ درجه سانتیگراد هستند.

مواد مورد استفاده برای تولید آجر نسوز باید بتواند با تغییر دما بدون ترک خوردگی منبسط و منقبض شود. از نظر اقتصادی، استفاده از یک نوع نسوز در کورهای تولید فولاد، سیمان امکان پذیر نیست و بنابراین انواع مختلفی پس از اطمینان از توانایی مقاومت در برابر دمای مورد نظر، مورد استفاده قرار می گیرد.

هنگام انتخاب آجر نسوز برای فعالیت های صنعتی خود باید مراقبت ویژه ای صورت گیرد و باید اطمینان حاصل شود که مواد اسیدی و قلیایی از هم دور باشند زیرا در دمای بالا این دو با یکدیگر واکنش می دهند و نمک تشکیل می دهند، که این باعث کاهش اثر مواد نسوز می شود.

در حال حاضر تولید کنندگان در کشورمان، مدل های مختلفی از آجرهای نسوز را متناسب با اهداف مختلف تولید و برای تامین نیاز مصرف کنندگان به بازار عرضه می کنند.

راهنمای خرید آجر نسوز

برای خرید آجر نسوز باید درک کاملی از ویژگی های هر کدام از آجرهای موجود در بازار داشته باشید. به طور کلی می توان مزیت های این نوع آجرها را این گونه برشمرد:

• عملکرد بدون دردسر
• قدرت بالا
• مقاومت در برابر درجه حرارت بالا
• هزینه های نگهداری کم

آجر نسوز برای تمام فرآیندهای درجه حرارت بالا، مانند تولید فلزات، سیمان، شیشه و سرامیک ها ضروری است. تخمین زده می شود که هر سال حداکثر ۲۸ میلیون تن مواد نسوز مصرف شده تولید شود. با وجود این مقادیر قابل توجه، به دلیل فراوانی مواد اولیه بکر با هزینه کم و هزینه های دفع کم مواد، عمدتا بی اثر، بازیافت مواد نسوز مصرف شده مورد توجه کمی قرار گرفته است.

البته میزان نسوز بودن هر کدام از آجرها به مواد اولیه آن بستگی دارد، هر کدام از آجرهای موجود میزان قابل توجهی از حرارت را تحمل می کنند. برای این که به صورت کامل با آجر نسوز و ویژگی های هر کدام از آنها آشنا شوید، بهتر است مقالات منتشر شده را یک بار مرور کنید.