فرآورده نسوز چیست؟ آیا می‌دانید در چه صورتی میتوان یک مواد را در برابر حرارت بسیار زیاد مقاوم ساخت؟ انواع مختلفی از مواد نسوز در بازار عرضه میشود که هر کدام دارای شاخص‌هایی مشخص هستند. عرضه این فرآورده‌ها در صورتی ارزشمند است که در کنار کیفیت ایده آل دارای قیمتی مناسب نیز باشد. امروز قصد داریم با بیانی ساده این محصولات را معرفی نماییم.
مواد نسوز چیست؟
این مواد دارای تعریف بین‌المللی می‌باشند. فرآورده نسوز به مواد سرامیکی غیرفلزی گفته میشود. در واقع مواد نسوز دارای نقطه ذوب دقیقی نیستند. دمای ذوب برای این محصولات معنی ندارد و طبق یک دمای نامشخص نرم می‌شوند. از این رو آن را دمای نرم شدن می‌نامیم. اگر بخواهیم فرآورده نسوز را به ۴ دسته تقسیم نماییم: شامل مواد شکل دار، مواد بی‌شکل، محصولات ویژه و محصولات عایق هستند.
پایه اصلی در فرآورده نسوز کربن می‌باشد که با گذر زمان مواد کاربید بود و نیتریدها نیز به آن افزوده شده است. فرآورده نسوز دارای سازگاری مطرحی با ذره‌های معلق هستند و این موضوع در نهایت به کاهش فرسایش منجر خواهد شد. از دید شیمیایی، فرآورده نسوز به عنوان یک مواد اسیدی قلیایی شناسایی میشود. که به صورت اختصار آن را خنثی می‌نامیم.
کاربرد مواد نسوز
از فرآورده نسوز در جداره دستگاه‌های حرارتی استفاده میشود. این دستگاه‌ها شامل کوره‌های ذوب، کوره‌های پخت و عملیات حرارتی هستند. کاربرد مهم فرآورده نسوز در مخازن حمل مذاب است. با استفاده از مواد نسوز میتوان قطعات طراحی شده را تولید نمود. به این دسته از مواد محصولات ویژه گفته میشود. اگر توجه نمایید استفاده از فرآورده نسوز در رژنراتورها و رکوپراتورها دارای نقش مهمی بوده و در واقع به عنوان رکن اصلی در بازیافت گرما می‌باشند.
به جرات میتوان گفت که صنعت فولاد بزرگ‌ترین مصرف‌کننده فرآورده نسوز بوده و این موضوع در لاین دیرگدازها دارای توجه بیشتری است. هر فرآورده نسوز دارای معیارهای مشخصی در خصوص طول عمر و میزان دسترس‌پذیری می‌باشد که در نهایت در اقتصاد آن نقش مهمی دارد. اولین معیار در این بین، کیفیت فرآورده نسوز و دومین معیار شرایط کارکرد فرآورده نسوز می‌باشد. استفاده از فرآورده نسوز در کوره های صنعتی در صورتی دارای امتیاز است که دارای نصبی درست و استاندارد باشد. استفاده از فرآورده نسوز در صنعت شیشه، سیمان، مس و حتی آلومینیوم نیز دیده میشود.
روش‌های تولید فرآورده نسوز
این مواد به روش‌های متنوعی تولید میشود که قصد داریم هر کدام را به تفضیل توضیح دهیم. یکی از روش‌های تولید فرآورده نسوز استفاده از روش‌های سرامیکی می‌باشد. در این روش از موادی زمخت و درشت دانه استفاده میشود و بسیار مقاوم می‌باشد. در نوع بعدی که کمی ضعیف‌تر می‌باشد از سرامیک‌های ریزدانه استفاده شده و این روش اغلب به روش تولید ظریف مشهور است. روش بعدی استفاده از متد ذوب در تولید فرآورده نسوز بوده که خود شامل چندین بخش می‌باشد.
در بین انواع فرآورده نسوز مدل‌های متخلخل وجود داشته که از روش ذوب ایده می‌گیرند. آجرهای دیر گذار از دسته موارد مطرح در این رده هستند. در روش تولید مواد نسوز به صورت طبقه‌بندی‌شده از سرامیک‌های الیافی استفاده میشود در این بین میتوان از روال‌های مناسبی استفاده نمود. سایر روش‌ها نیز در تولید فرآورده نسوز دیده میشود که عبارت است از پرس، اکستروژن و پرس گرم، که هر کدام دارای اسلوب و روش منحصربفردی هستند.
بررسی روش سرامیک‌های درشت دانه
در این روش در ابتدا می‌بایست مواد آماده‌سازی شود. روند آماده‌سازی اغلب مشخص و قابل تغییر می‌باشد، در این مرحله می‌بایست مواد به ابعاد مناسبی خرد شود، در نهایت نیاز به الک کردن بوده و در نهایت یک مخلوط شکل‌پذیر را خواهیم داشت. در گام بعدی فرآیند شکل‌دهی اعمال شده و این گام با توجه به تعداد قطعات مورد نظر محصول نهایی تولید می نماید. در نهایت می‌بایست تا خشک شدن مواد صبر نمود. برای خشک‌کردن مواد میتوان از دستگاه‌های مخصوص این کار استفاده کرد.
در گام بعدی که از دسته گام‌های مهم محسوب میشود عملیاتی حرارتی با پخت تا دمای ۸۰۰ فراهم شده و این مرحله نیاز به تخصص ویژه‌ای دارد. توجه نمایید که حرارت اعمال شده می‌بایست طبق قانون خاصی اعمال شود و این موضوع به نوبه خود دارای محاسبات دقیق می‌باشد. در این گام قطعات می‌بایست به دقت خشک شود و این موضوع می‌بایست به صورتی امکان پذیرد که در نهایت هیچ‌گونه ترکی در کار دیده نشود. در مرحله آخر می‌بایست بسته‌بندی و حمل انجام شود.
بررسی روش سرامیک‌های ریزدانه
استفاده از این روش برای تولید فرآورده نسوز محدود می‌باشد. در این روش قطعاتی کوچک ساخته شده که دارای شکلی پیچیده هستند. گاهی از بلوک‌ها و آجرهای بزرگ‌تر نیز استفاده میشود که در صورت نیاز می‌بایست کوچک‌تر شوند. حتی در مواقعی نیاز به پودر شدن این محصولات می‌باشد. استفاده از پرس ایزوستاتیک یکی از موارد مهم در تولید فرآورده نسوز به روش ریزدانه بوده و هم چنین ریخته‌گری دوغابی نیز می‌تواند این موضوع را پوشش دهد. این روش‌ها دارای متدهای پرداخت مختلفی هستند که به سادگی قابلیت اعمال ندارند.
معرفی پنبه نسوز
در بین انواع مختلفی از فرآورده نسوز می‌خواهیم به معرفی پنبه نسوز بپردازیم. این محصول به پنبه کوهی نیز مشهور است. پنیر نسوز یک نمونه بسیار خوب در خصوص ماده‌ای است که سبب تولید مولکول‌هایی بسیار بزرگی میشود. این مولکول‌ها تک بعدی هستند. مولکول‌های موجود در پنبه نسوز از زنجیره‌ای دراز تشکیل شده‌اند. شکل شیمی این محصولات به صورتی است که به سبک جنب به جنب کنار هم قرار دارند.
توجه نمایید که میزان نیروی اعمال شده در این فرآورده نسوز به صورت کششی و ضعیف می‌باشد. حال قصد داریم از کاربرد پنبه نسوز سخن بگوییم. مهم‌ترین کاربرد این فرآورده نسوز در صنعت می‌باشد. استفاده از پنبه نسوز در لوله‌های سیمانی سبب افزایش مقاومت آن شده و از دسته موارد بسیار مهم می‌باشد. این محصول یکی از عوامل افزایش نقطه اشتعال در نساجی‌ها به خصوص محصولات کاغذی می‌باشد. پنبه نسوز سبب افزایش کلاچ و ترمز برای هرگونه سایش می‌باشد. کاغذ نسوز از دسته محصولاتی است که از پنبه کوهی به دست می‌آید این نوع از کاغذها به عنوان یک عایق ایده آل و مناسب برای انواع لوله‌ها می‌باشند. هم چنین میتوان از این فرآورده نسوز در تولید آسفالت و یا رنگ‌های شیمیایی استفاده نمود.
آجر نسوز چیست؟
اکنون نوبت آن رسیده که در بین انواع فرآورده نسوز به بررسی آجر نسوز بپردازیم. آجر نسوز با استفاده از خاک چینی و نسوز تولید شده و ساختار مولکول آن متراکم است. دمای استفاده شده در این لاین بیش از ۱۵۰۰ سانتی گراد است. مواد پایه در آجر نسوز پوکه‌های معدنی می‌باشد. این محصولات دارای مقاومت دمایی بالایی هستند. مواد استفاده شده در این محصول مواد نسوز نام دارد. این مواد دارای جنس سرامیکی و حتماً غیرفلزی هستند.
دقت نمایید که مواد استفاده شده در آجر نسوز در برابر هرگونه دمایی می‌بایست خاصیت فیزیکی خود را حفظ نمایند. بهتر است کمی به کاربرد آجر نسوز بپردازیم. با توجه به مقاومت بالای این فرآورده نسوز استفاده از آن در کوره‌های صنعتی به‌وضوح دیده میشود. شایان‌ذکر است که استفاده از آجر نسوز حتی در شومینه نیز دیده شده است. در ابتدا برای پوشش کوره‌ها از خاک نسوز استفاده می‌شده و اما هم‌اکنون استفاده از آجر نسوز بسیار مرسوم‌تر است.
معرفی و کاربرد خاک نسوز
یکی دیگر از انواع فرآورده نسوز، خاک نسوز می‌باشد. این مواد در صنایع لعاب سازی و ظروف چینی دارای کاربرد زیادی است. از موارد مهم استفاده خاک نسوز میتوان به کاربرد آن در الکتروسرامیک ها و چینی‌های آزمایشگاهی اشره کرد. استفاده از خاک نسوز در گلوله‌های سرامیکی نیز دیده شده است. کارخانه‌های کاشی‌های دیوار و کاشی پرسلان از دسته مواردی هستند که از خاک نسوز کمک گرفته و از آن استقبال می‌نمایند. دقت نمایید که فرآورده نسوزی که در عایق‌های الکتریکی استفاده میشود کمی متفاوت از سایر محصولات می‌باشد و نیاز به بررسی‌های دقیق‌تری دارد. عموماً چنین محصولاتی دارای تنوع وزن و روش اعمال هستند.
سیمان نسوز و مشتقات آن
این مواد در کارهای ساختمانی استفاده میشود. جزء اصلی تشکیل‌دهنده سیمان نسوز آهک می‌باشد. سیمان نسوز قابلیت حل شدن در آب را داشته و در نهایت دارای خاصیت شکل‌پذیری است. این سیمان در درجه حرارت بسیار بالا دارای مقاومتی بسیار بالا بوده و حتی در برابر شوک حرارتی نیز هیچ‌گونه ترک و یا خردگی در آن دیده نخواهد شد. در اثر سخت شدن با سرعت زیاد سیمان نسوز میزان گرمای تولید شده بسیار بالا بوده و حتی در دمای کمتر از منفی ۱۰ نیز تحمل خواهد داشت. رطوبت موجود در سیمان نسوز در زمانی کم به کمتر از ۳ درصد می‌رسد. این موضوع دارای ارزش بسیار بالایی است.
الیاف نسوز
پارچه نسوز به پارچه‌ای گفته میشود که از مواد نسوز در آن به کار رفته باشد. این مواد شامل فایبرآزبست، فایبرگلاس و … می‌باشند. روش‌های تولید پارچه نسوز عبارت است از پلین، ساتن و … .
توجه نمایید که این ماده دارای میزان کاربرد بسیار زیادی بوده و مهم‌ترین آن مقاومت حرارتی بالای آن است. در بررسی‌های اخیر مشخص‌شده است که این محصول در دمای بسیار بالایی دوام می‌آورد و هیچ‌گونه تغییر شکلی در آن رخ نخواهد داد. در صورت نیاز به میزان بیشتری از حرارت میتوان از روکش‌های پلیمری برای این پارچه‌ها استفاده نمود. مورد بعدی در این لاین استفاده از رشته‌های فولادی می‌باشند. پارچه سرامیکی سیم‌دار و پارچه فایبرگلاس آلومینیوم‌دار نیز از دسته موارد پرطرفدار در این بین می‌باشند.