آجر نسوز قلیایی چیست ؟

آجر نسوز قلیایی در صدر فهرست حرفه ای ترین مصلاح ساختمانی ساخت بشریت قرار دارد ، طول عمر آجر نسوز قلیایی نسبت به مصالح دیگری مانند سنگ گرانیت و حتی از آهن نیز بیشتر است.

از طرف دیگر استحکام آجر نسوز قلیایی نسبت به واکنشهای مختلف محیط ، آن را از نظر مقاومت منحصر به ‌فرد می کند. یکی دیگر از ویژگی های آجر قلیایی نسبت به بقیه آجر ها که آن را متمایز کرده است، مقاومت بالای آن در برابر دما و حرارت بالا می باشد.

در این مقاله حرفه ای ترین مصالح ساختمانی ساخت بشریت در زمان ‌های مختلف را بررسی می کنیم و به طور ویژه در مورد اینکه آجر نسوز قلیایی چیست؟ بحث می کنیم :

خاک نسوز

خاک نسوز ، نوعی خاک رس بوده که در مقابل حرارت استقامت بالایی از خود نشان داده و ترک نمی خورد. خاک نسوز عموما در دیواره کوره ها استفاده می شود و حرارتی در حد حرارت کوره ذوب را تحمل می نماید. بر اساس استانداردهای جهانی خاک نسوز باید دمای 1500 درجه سانتیگراد را تحمل کند. بنابراین در صنعت ، خاک های نسوز مورد استفاده در کارخانه آجر نسوز ، نه تنها در برابر دماهای بالا مقاوم است بلکه در برابر شوک های ناشی از گرم و سرد شدن پشت سر هم نیز مقاوم می باشد.

خاک نسوز از آلومینای بالایی برخوردار می باشد ، مقدار آلومینا در رس های نسوز از 25 درصد بیشتر است و مقدار کمی ناخالصی مانند اکسید آهن در آن خاک وجود دارد. از خاک نسوز معمولا برای ساخت آجر نسوز ، جداره کوره ، كوره ذوب آهن ، كوره حرارتي تولید سراميك ، كوره الكتريكی ، انواع ديگ بخار ، مخازن شيشه ای و در اجرای انواع شومينه ، صنعت لعاب گری ، مقره سازی ، قالب سازی ، شیشه سازی و چینی سازی ، پخت انواع کاشی و سرامیک ، ساخت انواع کوره ها ، آجر های عايق ، ملات های نسوز ، مواد خاص ، مخلوط ها و سایر محصولات استفاده می گردد. خاک نسوز اصطلاحی است که برای برخی از خاک های دیرگداز به کار می رود.

خاک نسوز معمولا به صورت بسترهای رسوبی در جریان های زغال سنگی ، یافت می شود. کشور عزیزمان ایران بزرگترین تولید کننده خاک نسوز در خاورمیانه می باشد. خاک نسوز حداقل دما­های نزدیک به ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کند و در اصل ساختاری نسوز می باشد که مقاومت دمایی بالایی دارد و‌ دمای پخت آن در حدود ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد می باشد.

البته آجرهای نسوز با توجه به نوع ماده به کار برده شده در ترکیبات آجر ، در انواع مختلفی تولید می شوند و بازه ‌های مختلف دمایی را تحمل می‌نمایند. مواد و خاک نسوز به کاربرده شده در ساخت آجر نسوز می بایست قابلیت حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آجر را در درجه حرارت‌های بالا و شرایط محیطی متفاوت دارا باشند. از آجر نسوز به علت استقامت آن در برابر حرارت‌، در شومینه و سایر سازه هایی که نیازمند تحمل درجه حرارت زیاد است‌، هم استفاده می کنند. انواع آجر نسوز عبارت است از: آجر سیلیسی، آجر آلومینیومی و آجر نسوز قلیایی

انواع آجر نسوز

برخی از گوناگونی آجر های نسوز را در ادامه بررسی می کنیم :

آجر سيليسی (آجر نسوز کوره)

آجری که از خاک های سیلیسی تولید می شوند آجر سیلیسی نامیده می شوند. خاک های سیلیسی را اصطلاحاً کورتزیت هم می گویند که مواد تشکیل دهنده آن به مقدار بسیار زیاد حاوی اکسید سیلیسیوم و الباقی آن ها اکسید کلسیم، اکسید تیتانیوم و اکسید آهن می باشد که برای آماده نمودن این مخلوط، کوارتز خالص به کار برده می شود. این سبک آجر های نسوز جهت پوشش داخلی کوره های فولاد سازی به کار برده می شوند.

به علت آنکه این آجرها رسانایی گرمایی زیادی در نفوذ ناپذیری برابر گاز ها دارند ، آجرهای نسوز سیلیسی در ساخت شیشه ، سرامیک و کوره های کُک سازی هم استفاده می شوند . آجر سیلیسی در دمای ۱۴۲۰ تا ۱۴۸۰ درجه سانتی‌گراد با یک منحنی تحت کنترل‌ پخته می‌شود.

آجر نسوز ویژه

چنانچه از نام این سبک آجر مشخص است، مقاومت و پایداری آن در مقابل دما زیاد بوده و به طور کلی مقاومت بالاتری در مقایسه با سایر آجرهای معمول دارد. آجرهای نسوز در مقایسته با آجرهای سفالی نیز تراکم بالاتری داشته و درجه حرارت پخت آن‌ها تقریبا ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد می باشد. این آجر ها نوعی از آجر های نسوز هستند که از فلزات واسط تهیه شده و کاربردهای منحصر به فردی در صنعت دارند.

انواع آجرهای نسوز ویژه عبارتند از:

آجر نسوز اکسید کروم و کوروندوم

این نوع از آجر نسوز ویژه حاوی ۵ الی ۱۰ درصد اکسید کروم یک و دو می باشد که با ۹۰ الی ۹۵ درصد اکسید آلومینیوم ترکیب شده است. آجر نسوز اکسید کروم و کوروندوم در مقابل مواد قلیایی مستحکم بوده و همان گونه که در سطوح بالا ذکر گردید ، آجر نسوز ویژه جهت پوشش داخل کوره‌های ذوب فلزات استفاده شده و کاربرد اصلی آجر نسوز اکسید کروم و کوروندوم در کوره‌های بلند ذوب آهن می باشد.

آجر نسوز زیرکونیوم

این آجر نسوز ویژه از مخلوط سولفات زیرکونیوم طبیعی و مقدار کمی آلومین و کوارتز تولید می‌ گردد. آجر نسوز زیرکونیوم در تولید کوره‌هایی که دما خیلی بالایی دارند به کار برده می‌شوند. فلز زیرکونیوم یا Zr2O مقاومت بسیار بالایی در مقابل گرما داشته و به همین دلیل در کوره‌های ذوب آلومینیوم، کوره مخزن شیشه مذاب، راکتورهای اتمی، تولید بوته‌های ذوب فلزات و به طور کلی در صنایع ذوب فولاد و فلزات به کار برده می‌شوند.

بیشتر بدانید : مزایای استفاده از آجر نسوز در داخل و خارج ساختمان

آجر نسوز اکسید کروم

این آجر نسوز ویژه در شیشه‌سازی به کار برده می شود. در تولید این نوع آجر نسوز ۹۰ تا ۹۵ درصد اکسید کروم یا Cr2O3 استفاده می شود و این آجر مقاومت گرمایی بالایی دارد به همین دلیل بیشتر مصارف آن در کوره ذوب آهن آلومینیوم و کوره شیشه مذاب می باشد. در تولید کوره‌های ساخت خمیر شیشه از آجر نسوز اکسید کروم استفاده می شود.

آجر آلومينيومی

آجر نسوز آلومینیومی حاوی مقدار زیادی آلومین یا AL2O3 بوده و در دمای ۱۷۵۰ درجه سلسیوس پخته می‌شود. در این آجر بالغ بر ۷۰ درصد آلومین موجود است و همین امر سبب افزایش دوام آن در مقابل گرما و مواد قلیایی می شود. این آجر در پوشش درونی کوره های ذوب فلزات و آهن و شیشه سازی های بزرگ استفاده می شود . از این آجر در تولید دیواره داخلی کوره‌های سیمان و شیشه هم استفاده می‌شود.

آجر نسوز ویژه قلیایی

آجر نسوز قلیایی از مخلوط اکسید سیلیسیم با اکسید منیزیم تولید می‌گردد. آجر نسوز قلیایی برای پوشاندن دیواره داخلی کوره‌های ساخت فولاد، کوره‌های ساخت سیمان، دیواره بالایی کوره‌های ذوب شیشه و صنایع غیرفلزی به کار برده می شوند.

ترکیبات آجر نسوز قلیایی

در ترکیب آجر نسوز قلیایی از اکسید منیزیم و سیلسیم دی اکسید استفاده شده است. سیلیسیم دی اکسید یا سیلیس به همه‌ انواع کانی‌هایی می گویند که دارای فرمول SiO2 بوده و جزو دسته کوارتزها به شمار می آیند . کوارتز از نظر درجه سختی در جدول موس دارای سختی 7 و وزن مخصوص 65/2 می باشند. از سوی دیگر اکسید منیزیم یک عایق الکتریکی قوی شمرده می‌شود که قدرت انتقال حرارت بالایی دارد و از سنگ‌های معدنی کربناته از جمله دولومیت یا ماگنزیت ، قابل استخراج می باشد.

جهت ایجاد مقاومت گرمایی بیشتر در آجر نسوز قلیایی، به ترکیب سیلسیم و اکسید منیزیم (2MgOSiO2 ) مقدار کمی اکسید کروم ( Cr2O3 ) یا اکسید آهن (Fe2O3) اضافه می‌کنند. یک نکته مهم درباره انواع آجر نسوز این است که نسوز بودن آجر به معنای استقامت کامل آجر نسوز در برابر دماهای بسیار بالا نیست بلکه به این معنی است که آجر نسوز تا حدود معینی نسبت به دما مقاومت نشان خواهد داد.

کاربرد آجر نسوز قلیایی

نظر به استقامت بالای آجر نسوز قلیایی نسبت به حرارت و مواد قلیایی، از این آجر در اماکن مختلفی که با حرارت ‌بسیار بالا و مواد قلیایی برخورد دارند به کار برده می شود. از کاربرد های این آجر ها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

• کوره‌ های باز در فولاد سازی
• کوره ‌های دوار در کارخانه‌ جات سیمان سازی
• کوره‌ های ذوب شیشه
• فرآوری فلزات غیرآهنی

مزایای آجر نسوز قلیایی

با توجه به کاربرد های وسیعی که آجر های نسوز در ساختار انواع مختلفی از کوره ها دارند، باید در انتخاب نوع و کاربرد آجر مورد استفاده دقت فراوانی به کار گرفته شود، زیرا با انتخاب دقیق نوع آجر برای ساخت کوره‌، می‌توان طول عمر آن‌ را تا حدود زیادی زیاد تر کرد.

یکی از برتری های به کارگیری آجر قلیایی نسوز در صنایع مختلف نسبت به سایر محصولات مشابه، حالت قلیایی آن می باشد که از واکنش نشان دادن آجر با مواد دیگر جلوگیری می کند. بنابراین حجم خوردگی شیمیایی در آستر کوره‌ های فولادسازی، به میزان قلیایی بودن سرباره وابستگی زیادی دارد، بنابراین استفاده از این نوع آجر که ساختاری قلیایی دارد می‌تواند عمر شکم کوره را تا مقدار زیادی بالا ببرد.

سرباره چیست ؟  سرباره ترکیبی از سیلیکات و اکسیدهای فلزی پیچیده‌است که پس از سرد شدن مواد ناخالص باقی می‌ماند.