تبلیغات
دختر زمین شناس
قالب وبلاگ

دختر زمین شناس
تنها جایی که برای زندگی کردن داریم زمین است...مواظبش باشیم 
نسوزها و دیرگدازها
(بخش هشتم)


4-2 خواص نسوزهای آلومینوسیلیکاتی

1-4-2 خواص آجرهای خاک نسوز
الف- تخلخل ظاهری و وزن مخصوص
تخلخل ظاهری از 9 الی 22.5% تغییر می کند. وزن مخصوص کلی bulk  از 1.96 تا 2.36 gr/cm3 در تغییر است.
ب- استحکام فشاری سرد
این استحکام بسیار خوب است و تا 10000PSIنیز می رسد(که عالی است). این خاصیت با مقاومت سایشی در ارتباط است و برای کوره هایی نظیر کوره بلند بسیار مهم است.

ج- تغییرات طولی پایدار
تا  9000c انبساط وجود دارد(انبساط حرارتی) پس از آن انقباض شروع می شود که تا  1200 ادامه پیدا می کند پس از آن انبساط آجر شروع می شود. این انبساط یا باد کردگی آجر به نظر می رسد که در اثر تجزیه مواد سولفیدی، سولفاتی یا کربناتی موجود در مواد اولیه باشد که در حین فرآیند تولید تجزیه  نشده اند. این انبساط چون در حالت پلاستیک اتفاق می افتد اگر بیش از حد نباشد می تواند در برخی موارد(مثل پاتیلها) مثبت باشد زیرا باعث پر کردن درزها می شود و از نفوذ فلز مذاب به داخل جلوگیری می کند. پس از این انبساط ، دوباره انقباض شروع می شود و تا 1400 درجه ممکن است به 2% برسد. البته همه نسوزها چنین رفتاری از خود نشان نمی دهند و معمولا انبساط یا انقباضی در حدود 1% قابل قبول است و اغلب نسوزها چنین خاصیتی را در درجه حرارتهای 1400 الی  1500 درجه از خود نشان می دهند.

د- دیرگدازی و دیرگدازی تحت فشار
دیرگدازی با افزایش درصد آلومینا بالا می رود و در این نسوزها از 1600 تا 1750 درجه تغییر می کند، این خاصیت تحت تاثیر شدید روانسازها از جمله اکسید آهن و قلیائی ها می باشد. درمورد نسوزهایی که سیلیس بیشتری دارند معمولا  ناخالصی ها هم بیشتر است. دیرگدازی تحت فشار این این نسوزها معمولا خوب نیست زیرا در درجه حرارت نسبتا پایین مقدار فاز شیشه ای که تشکیل می شود زیاد است. اما نباید فراموش کرد که در حین حرارت دادن (در موقع کاربرد این آجرها ) فقط یک طرف آجرها زیاد گرم می شود و طرف دیگر نسبتا سرد است و به غیر از مواقعی که اقتصاد سوخت طلب می کند که عایق بندی خوبی به کار رود، مساله دیر گدازی تحت فشار مانند حالت آزمایشگاهی(که همه آجر گرم شده و شیب حرارتی وجود ندارد) مهم نخواهد بود. در مکانهائی مانند سقف کوره زیمنس مارتین یا کوره های غیر مداومی که در بالای  1400 درجه سانتیگراد کار می کنند، عایق بندی خوبی به کار می رود و در اینطور موارد باید در انتخاب آجر دقت کرد که دیرگدازی تحت فشار آن خوب باشد.
ه- مقاومت در برابر شوک حرارتی- نسبتا خوب

2-4-2 خواص نسوزهای سیلیمانیتی(45-65 درصد )
الف- تخلخل و وزن مخصوص
معمولا تخلخل پائین بوده و تخلخل ظاهری بین 9 تا 25 % تغییر می کند.وزن مخصوص این نسوزها بالاتر از خاک نسوز است زیرا هم مینرالهای نوع سیلیمانیت و هم مولایت وزن مخصوصشان بیشتر از خاک نسوز است. وزن مخصوص ظاهری جامد در حدود 2.65gr/cm3  است.
ب-استحکام فشاری سرد
استحکام فشاری سرد این نسوزها بالاتر از خاک نسوز است.باید توجه داشت که با افزایش درصد آلومینا استحکام فشاری سرد(و در نتیجه مقاومت سایشی که مرتبط با آن است ) افزایش می یابد.
ج- تغییرات طولی پایدار
ابعاد این نسوزها نسبت به ابعاد آجرهای خاک نسوزپایدارتر بوده و در حین حرارت دادن انقباض و انبساط کمتری خواهند داشت. این نسوزها معمولا انبساطی در حدود 1% از خود نشان می دهند.
د- دیرگدازی ودیرگدازی تحت فشار
دیرگدازی این آجرها در محدوده 1770- 1830 درجه می باشد. واضح است که این رقم بالاتر از دیرگدازی آجرهای خاک نسوز است زیرا با افزایش درصد  Al2O3 دیرگدازی افزایش می یابد. استحکام فشاری گرم این آجرها نیز بهتر از آجرهای خاک نسوز استَ.
ه- مقاومت دربرابر شوک حرارتی
مقاومت این آجرها در مقابل شوک حرارتی بسیار خوب است و عموما برای نگهداری المانهای حرارتی در کوره های الکتریکی به کار می روند.
و- آنالیز شیمیایی
مقدار مواد روانساز این آجرها کمتر از خاک نسوز است.بنابراین ممقاومت این آجرها در برابر سرباره خوب بوده و محصولات را هم کمتر آلوده می کند. معمولا از این آجرها برای نگهداری شیشه مذاب و فلز مذاب استفاده می کنند. زیرا هم مقاوم بوده و هم این مواد را کمتر آلوده می کند(ناخالصی ها وارد مذاب نمی شوند).
3-4-2 خواص نسوزهای مولایتی
الف-تخلخل و وزن مخصوص
تخلخل در محدوده 10-25% است. به علت کم بودن وزن مخصوص مولایت نسبت به سیلیمانیت، وزن مخصوص نسوزهای مولایتی کمتر از نسوزهای سیلیمانیتی است.
ب- استحکام فشاری سرد
بین 5000 تا PSI 14000 است.
ج- تغییرات طولی پایدار
برخی از این آجرها در 18000  پس از 2 ساعت ماندن فقط 0.29% انقباض نشان می دهند، به طور کلی پایداری حجمی این آجرها در بالای 1500 درجه بسیار عالی بوده و این خاصیت، به اضافه دیرگدازی باعث می شودکه این آجرها در کوره هائی که تا   به کار می روند مورد استفاده قرار گیرند.
د- دیرگدازی و دیرگدازی تحت فشار
دیرگدازی از 1825 تا  1920 درجه است. مقاومت فشاری گرم آن نیز خوب است.
و- مقاومت در برابر شوک حرارتی
این آجرها در برابر شوک حرارتی بسیار مقاومند و برخی از آنها تعداد 30+ سیکل را تحمل می کنند، چنانچه قبلا هم ذکر شداین بواسطه انبساط حرارتی کم این نسوزهاست.
ه- آنالیز شیمیایی
مقدار ناخالصی ها و روانسازهای آن حتی کمتر از سیلیمانیت است. این خلوص بالا همراه با دانسیته بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی و پایداری حجمی باعث می شود که این آجرها کاربردهای زیادی را در ساخت راکتورهای شیمیایی و کوره های درجه حرارت بالا داشته باشند.
4-4-2 خواص نسوزهای بوکسیتی
الف- تخلخل و دانسیته
تخلخل نسبت به نسوزهای قبلی کمی بیشتر است اما وزن مخصوص هم به علت وجود فاز کوراندوم (که وزن مخصوص آن زیاد است) بیشتر می باشد. مهمترین فاز در این آجرها همان کوراندوم است.
ب- استحکام فشاری سرد
بسیار بالا است زیرا با افزایش درصد Al2O3  استحکام فشاری سرد هم بالا می رود.
ج- تغییرات طولی پایدار
برخی از انواع آن پس از 2 ساعت حرارت دیدن در 1700درجه  فقط 1-3% انقباض نشان می دهند، اما اغلب انواع آن پس از حرارت دادن  مقدار کمی انبساط نشان می دهند.
د- دیرگدازی و دیرگدازی تحت فشار
دیرگدازی این نسوزها از 1770 الی 1920 درجه سانتیگراد تغییر می کند. اکثر این آجرها در سقف کوره قوس الکتریکی مصرف می شوند که درجه حرارت آن  17000c است. در اینجا استحکام فشاری گرم بسیار مهم است به همین دلیل هم قبلا از نسوزهای سیلیسی استفاده می شد(به علت استحکام فشاری گرم بالای این نسوزها).
ه- آنالیز شیمیایی-معمولا درصد روانسازهای آنها بیشتر از نسوزهای مولایتی است اما این موضوع در برخی از کاربردها مثل سقف کوره بلند اهمیت ندارد.
5-4-2 خواص نسوزهای کوراندومی
الف-تخلخل و وزن مخصوص
به کمک ذوب وریخته گری یا پرس گرم می توان آجرهائی با تخلخل صفر هم تهیه کرد اما در صورت استفاده از روشهای معمولی برای ساخت این نوع آجرها تخلخل آنها در حدود سایر آجرهای آلومینوسیلیکاتی خواهد بود. وزن مخصوص این نسوزها به علت اینکه فاز اصلی آنها کوراندوم است بسیار بالا می باشد.
ب- استحکام فشاری سرد
در محدوده 9000-PSI15000 است که همراه با مقاومت سایشی خوب است.
ج- تغییرات طولی پایدار
حتی در1800 درجه  پس از 2 ساعت حرارت دادن فقط در حدود 1% تغییر طول دارد.
د- دیرگدازی و استحکام فشاری گرم
دیرگدازی آن بالای 2000 درجه می باشد که خیلی بالاست، استحکام فشاری گرم هم بالاست.
ه- مقاومت در برابر شوک حرارتی
مقاومت در برابر شوک حرارتی آن خوب است. از آن برای ساختن پوششهای ترموکوپل استفاده می کنند. دلیل بالا بودن مقاومت آن در برابر شوک به علت پائین بودن انبساط حرارتی نیست. به نظر می رسد که هدایت حرارتی بالای این نسوزها دلیل اصلی این امر باشد.

3-خواص نسوزهای کربنی
الف-تخلخل و وزن مخصوص
تخلخل از 13 الی 20 % تغییر می کند. وزن مخصوص از 1.56 تا 1.69 گرم بر سانتی متر مکعب تغییر می کند.
ب- استحکام فشاری سرد
این خاصیت از نسوزی به نسوز دیگر(بسته به مواد اولیه و روش تولید) شدیدا تغییر می کند.ارقامی نظیر 2000 تا PSI15000 ذکر شده است.
ج- تغییرات طولی پایدار
معمولا این آجرها در 1500 درجه سانتیگراد انقباضی کمتر از 1% دارند که قابل قبول است.درجه حرارت کاربرد این آجرها هم به ندرت از این درجه حرارت تجاوز می کند.
د- مقاومت در برابر سایش
معمولا سنجش این خاصیت به وسیله آزمایش Morgan-Marshal  انجام می گیرد. این آزمایش اصولا در رابطه با آجرهای دیرگداز کوره بلند به وجود آمده و روش انجام آن عبارت از بمباران نسوز با با مواد ساینده با سرعت زیاد و سپس اندازه گیری کاهش وزن آن می باشد. این خاصیت نیز به نوع مواد اولیه  و روش تولید بستگی دارد. نسوزهائی که از گرافیت ساخته می شوند نرمتر از نسوزهائی هستند که از کک متالورژیکی ساخته می شوند.
ه- هدایت حرارتی
حتی در صورت مساوی بودن تخلخل، نسوزی که از گرافیت ساخته شده است ممکن است در 200 درجه سانتیگراد هدایتش 25 برابر هدایت نسوزی باشد که از کک متالورژیکی ساخته می شود، در 800 درجه این اختلاف به 10 برابر می رسد و این نشان می دهد که ساختمان بلوری چقدر می تواند در هدایت حرارتی موثر باشد. این موضوع در رابطه با شیب حرارتی  متفاوتی که این آجرها می توانند داشته باشند مهم است. مثلا اگر موضوع نفوذ آهن خام را به داخل دیرگداز کربنی بوته کوره بلند در نظر بگیریم، در مورد نسوز گرافیتی که هدایتش بیشتر است عمق نفوذ کمتر است. یعنی مقطعی از نسوز که دارای درجه حرارت حدود1100 درجه است در مورد نسوز گرافیتی نزدیکتر به سطح گرم(1500 درجه سانتیگراد) قرار گرفته است تا در مورد نسوز کک متالورژیکی که عایق تر است.
و- قابلیت نفوذ
چون اکسیداسیون کربن و واکنش با بخارات قلیائی و غیره از طریق نفوذ به داخل نسوز انجام میگیرد، قابلیت نفوذ از نظر مقاومت نسوزها در برابر خوردگی و اکسیداسیون اهمیت دارد هرچند نمی توان گفت عمر نسوزهایی که قابلیت نفوذ کمتری دارند حتما بیشتر از سایر نسوزهاست. نسوزهای کربنی که از طریق پرس گرم تهیه می شوند دارای قابلیت نفوذ بسیار کمی هستند.
ز- سرعت اکسیداسیون
هرچند نسوزهای مختلف در اکسیژن و گازکربنیک سرعتهای اکسیداسیونی مختلفی دارند، اما در درجات حرارت بالا سرعت اکسیداسیون بیشتر از طریق سرعت رسیدن گازهای اکسیدکننده به سطح نسوز تعیین می شود و نه خواص نسوز ونوع آن ، یعنی در درجه حرارتهای بالا آهسته ترین مرحله واکنش که سرعت رسیدن گازهای اکسیدکننده به نسوز می باشد، سرعت واکنش اکسیداسیون را تعیین می کند.
ح- میزان حلالیت کربن در آهن مذاب
گرافیت بیشتر از موادی مانند کک متالورژیکی در آهن مذاب حل می شود. گرافیت با وجود حلالیت بیشتر در آهن خام مذاب، به علت داشتن هدایت بیشتر و نفوذ کمتر آهن مذاب به داخل آن ممکن است کمتر خورده شود.
ط- اثر قلیایی ها
خاکستر نسوزهای کربنی با مواد قلیائی سرباره وارد واکنش می شود. وجود سیلیس در خاکستر مثبت است زیرا با قلیائی ها واکنش می کند و اجازه نمی دهد که قلیائی ها با کربن وارد واکنش شوند. قلیائی ها به لابه لای صفحات کربن در ساختمان نسوز نفوذ کرده و با کربن وارد ترکیب شده و ترکیباتی نظیرc24k,c16k به وجود می آورند.

4-نسوزهای منیزیتی
مصرف این نسوزها برخلاف نسوزهای سیلیسی در سالهای اخیر افزایش یافته است. کاهش مصرف این نسوزها در کوره های زیمنس مارتین (قلیائی) به وسیله افزایش مصرف آن در محفظه های L.D و همچنین در سقف کوره های قوس الکتریکی جبران شده است.

 منابع  نسوزها:

1. www.nobonyan.com

2. www.aryashare.com



طبقه بندی: سنگ شناسی یا پترولوژی، سنگ شناسی رسوبی-رسوب شناسی، سنگ شناسی، معدن،
[ جمعه 23 تیر 1391 ] [ 11:55 قبل از ظهر ] [ راحله زمینی ] [ نظرات ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

این وبلاگ برای همه زمینی هاست...

مشاور پایان نامه های تخصصی کارشناسی زمین شناسی
بررسی های زمین شناسی
کار با gps و نرم افزار mapsurce و آموزش آن
رسم نقشه ( زمین شناسی، توپوگرافی، ...)
آموزش نرم افزار های زمین شناسی: ... gis , rockwork, surfer 8 & 9 , dips
rmazloomi.zamin@yahoo.com

نویسندگان
آخرین مطالب
لینک دوستان
نظر سنجی
نظر شما در مورد وبلاگ دختر زمین شناس چیست؟






ابر برچسب ها
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب