آجر نسوز کربنی: معرفی، خواص و کاربرد انواع مواد نسوز

همان طور که از نام مواد نسوز حدس می‌زنید، آنها گزینه‌هایی مقاوم برای کاربردهایی هستند که خطر سوختن مواد دیگر وجود دارد. آجر نسوز کربنی یکی از چهار نوع آجر نسوز رایج در بازار ایران است که انواع معمولی آن تحمل شوک‌های حرارتی مواد مذاب بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد را دارند. اگر می‌خواهید با انواع این مواد کاربردی در صنایع و معادن آشنا شوید، این مقاله از تجارتگرام را مطالعه کنید.

انواع مواد نسوز

یکی از فعالیت‌های رایج در صنایع به خصوص صنایع فلزات و شیشه ذوب کردن مواد اولیه و شکل دادن به آنها در قالب‌های ریخته‌گری و شیشه‌گری است. در این حین درجه حرارت به شکل قابل توجهی تا رسیدن به نقطه ذوب ماده تولیدی افزایش می‌یابد. این دما برای ذوب فولاد بین ۱۳۷۱ تا ۱۵۴۰ درجه سانتیگراد است. استفاده از مواد رایج و قدیمی مثل آجرهای خشتی آسیب‌زا است، چرا که این مواد نه فقط مقاومت لازم برای تحمل مواد مذاب را ندارند، با شکستن و ذوب یا اکسید شدن و خوردگی، به محصول تولیدی هم خسارت وارد می‌کنند.آجرهای قلیایی

بسیاری از مواد صنعتی مشخصات اسیدی و اکسید کننده دارند که باعث می‌شود استفاده از گزینه‌های فلزی رایج در مورد آنها توصیه نشود. آجرهای قلیایی به دسته‌ای از آجرها و موادی گفته می‌شود که اغلب در صنایع فولاد و ریخته‌گری و به خصوص در ساخت کوره‌ها و پاتیل‌های ذوب کاربرد دارند.

آجر نسوز کربنی

آجر کربنی یکی از آجرهای قلیایی است که بر اساس همین نیاز صنایع جهانی به موادی مقاوم مقابل مواد مذاب طراحی شده و از مقاومت کافی در مقابل شوک‌های حرارتی و خوردگی دهانه‌ها و جداره‌های داخلی پاتیل‌های ذوب فولاد و ریخته‌گری جلوگیری می‌کند. این نوع از آجر از مواد معدنی مقاوم در برابر حرارت به خصوص ترکیب گرافیت و منیزیم همراه با رزین و مواد آنتی‌اکسیدانی ساخته می‌شود. همان‌طور که پیشتر اشاره شد، آجرهای کربنی میان‌رده و متوسط تحمل حرارت ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه‌ای دارند. با افزایش خلوص و غلظت ترکیب آجرهای کربنی امکان افزایش مقاومت آنها تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد هم وجود دارد.

خواص و مزایای آجر نسوز کربنی

علاوه بر مقاومت قابل اطمینان در مقابل شوک‌ حرارتی مواد مذاب، آجرهای کربنی خواص دیگری هم دارند که باعث شده یکی از مناسب‌ترین گزینه‌های صنایع فولاد و ریخته‌گری باشند.

• مقاومت حرارتی: ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه قابل افزایش تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد
• مقاومت فشاری: ۲۵۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم در هر سانتی‌متر مربع
• نقطه نرم‌شوندگی: در محصولات متوسط بیشتر از ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد
• مقاومت سرباره: شوک حرارتی بالای فولاد و فلزات مذاب نوعی پسمانده به نام سرباره (slag) تولید می‌کند که در آجر نسوز کربنی به حداقل می‌رسد
• تر نشدن با مواد مذاب: بسیاری از موادی که مقاومت بالایی دارند از جمله آجرهای آلومینیومی که بعد با آنها بیشتر آشنا می‌شوید با فولاد مذاب تر پوشانده می‌شوند. این اتفاق باعث خورده و ذوب شدن آنها می‌شود که در آجرهای کربنی اصلا این اتفاق نمی‌افتد
• تحمل ضربه: علاوه بر فشارهای حرارتی، آجرهای کربنی از انعطاف بالایی برخوردار هستند که باعث شده استحکام خیلی زیادی داشته باشند و در ساخت و ساز هم مورد توجه باشند

آجرهای سیلیسی

بازار مصالح ساختمانی پر از محصولاتی است که برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها مناسب هستند و آجرهای نسوز سیلیسی، یکی از این مصالح هستند که با خرید آن می‌توانید از مقاومت بالای سازه در مقابل حرارت اطمینان حاصل کنید.

ماده غالب و پایه آجرهای سیلیسی اکسید سیلیسیوم است که در کنار اکسید کلسیم و اکسید تیتانیوم و ماده کوارتز مواد تشکیل دهنده آن را تشکیل می‌دهند. آجرهای سیلیسی در اصل برای کاربردهای ساختمانی و ساخت و ساز تولید می‌شوند و بر خلاف آجر نسوز کربنی کاربرد صنعتی در طراحی و تولید کوره‌های ریخته‌گری و ذوب ندارند.

اگر به دنبال مواد نسوزی برای به کار بردن در صنایع ساختمان هستید، آجرهای سیلیسی در دو نوع داخلی و نما در دسترس شما قرار دارند. بهتر است توجه داشته باشید که اگرچه آجرهای سیلیسی تحمل بار بالایی دارند، این مقاومت بسیار کمتر از آجرهای نسوز کربنی است. به همین دلیل در ساخت سازه‌های ایمن و مستحکم از یک ردیف آجر کربنی استفاده می‌شود تا استقامت ساختمان بالا برود.

خواص و مزایای آجر نسوز سیلیسی

آجرهای سیلیسی از جنس اکسید سیلیسیوم هستند که ماده‌ای سبک، مشابه گل رس البته با خواص ضد حرارتی و عایق حرارتی است.این آجرها به عنوان مصالح ساختمانی در دو نوع اصلی در بازار عرضه می‌شوند:

• آجر سیلیسی دیوارهای داخلی
• آجر سیلیسی نما

هر دو نوع شامل تعداد قابل توجهی محصول در مدل‌ها و رنگ‌های مختلف هستند که بسته به طراحی و معماری ساختمان، گزینه‌های متنوعی در اختیار خریدار می‌گذارند.

از آنجا که فضای خالی بیشتری در ملات آجر سیلیسی وجود دارد، امکان فشار آوردن بیشتر آن نسبت به آجر نسوز کربنی وجود دارد و می‌تواند تا ۱۰۰۰ کیلوگرم به هر سانتی‌متر مربع پرس شود. همچنین آجرهای سیلیسی نسوز علاوه بر ساخت‌وساز مسکونی، در ساختمان‌های صنعتی، از جمله شرکت‌های فولاد و ذوب آهن، و حتی در بعضی از کوره‌های ریخته‌گری کاربرد گسترده‌ دارند.

آجرهای آلومینیومی ویژه

اکسید آلومینیوم یک ماده پایه بسیار مقاوم است که در طراحی و تولید بسیاری از مواد نسوز و ضد حرارتی مخصوص کوره بلند و پاتیل‌های ذوب آهن به کار می‌رود.

آجر اکسید کروم

ماده پایه این نوع از آجر نسوز اکسید آلومینیوم است که ۹۰ تا ۹۵٪ وزن محصول را تشکیل می‌دهد. بقیه وزن این آجرها را اکسید کروم تشکیل می‌دهد که جلوی هر نوع نفوذ حرارت و شوک حرارتی را می‌گیرد.

آجر زیرکونیوم

کوره‌های شیشه‌گری مشخصات متفاوتی با کوره‌های فلزات و ذوب آهن دارند. در طراحی و تولید این دسته از ابزار صنعتی از آجر نسوز کربنی و همچنین آجر زیرکونیوم استفاده می‌شود.

آجر نسوز آلومینیومی

جدا از آلیاژهای ویژه که برای کاربردهای خیلی خاص با حرارت بسیار بالا، از جمله ذوب فولاد کاربرد دارند، اکسید آلومینیوم به عنوان یکی از مواد نسوز رایج عرضه می‌شود. آجرهای آلومینیومی از مقاومت حرارتی بسیار بالایی تا ۱۷۵۰ درجه سانتیگراد برخوردار هستند که آنها را به گزینه‌ای مناسب حتی برای استفاده در دهانه و جداره‌های داخلی کوره بلند و دیگ‌های ذوب فولاد هم مناسب می‌کند.

خواص آجرهای آلومینیومی

• طراحی اختصاصی برای کاربردهای ریخته گری و صنعتی فولاد و فلزات
• مقاومت حرارتی بسیار بالا با احتمال اکسیداسیون بسیار کم
• مقاومت سرباره قابل توجه و جلوگیری از ایجاد سرباره و پسمانده‌های خورنده
• تحمل حرارت تا ۱۷۵۰ درجه سانتیگراد
• قابل تقویت با مواد نسوز دیگر مثل اکسید کروم و زیرکونیوم
• بر خلاف آجر نسوز کربنی که اصلا با مواد مذاب تر نمی‌شود، آجرهای آلومینیومی تر می‌شوند اما آستانه ذوب شدن بالایی دارند

کاربردهای مواد نسوز صنعتی

در صنایع گوناگون به مواد نسوز متفاوتی نیاز است. برای مثال در صنایع پتروشیمی مواد نسوزی لازم است که در مقابل حرارت و واکنش‌های اسیدی و شیمیایی مقاوم باشند. اما به هر حال قرار نیست در این مخزن‌ها فولاد ذوب شود و نیازی به تحمل حرارت ۳۰۰۰ درجه‌ای آجر نسوز کربنی که در ریخته‌گری کاربرد دارند در آنها وجود ندارد.

محصولات نسوزها

صنایع شیمیایی

مخازن صنایع شیمیایی لازم است در مقابل اسید و همین طور واکنش‌های شیمیایی و البته واکنش با اکسیژن و هوا عایق باشند. در طراحی این مخازن از مواد مختلفی متناسب با کاربرد صنعتی مورد نظر استفاده می‌شود و آجرهای نسوز قلیایی از جمله آجر نسوز کربنی یکی از این مواد است.

صنایع فولاد و ریخته گری

انواع مواد نسوزی که در این مقاله از تجارتگرام، عرضه کننده مواد اولیه معدنی و صنعتی مرور کردید در طراحی و تولید ابزارهای ریخته گری و ذوب آهن کاربرد دارند.

در واقع در تولید این محصولات ترکیبی از مواد نسوز به کار برده می‌شود. بسیاری از کوره‌ها با استفاده از آجرهای آلومینیومی در جداره‌های داخلی و پایه ساخته می‌شوند. آنها برای ذوب فولاد طراحی می‌شوند و بیشتر از ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد لازم است تا به نقطه نرم شدن نزدیک شوند.

صنایع شیشه گری

در ساخت کوره‌ها و پاتیل‌های شیشه‌گری از آجرهای آلومینیومی به خصوص با آلیاژ زیرکونیوم استفاده می‌شود.

شوک‌های حرارتی و خطر آسیب دیدن در صنایع شیشه و کریستال بیشتر از صنایع فولاد هستند که باعث شده نیاز به موادی اختصاصی در این صنعت حس شود.

ساخت و ساز

در صنایع ساختمانی یا ساخت و ساز آجرهای سیلیسی که در دو نوع داخلی و نما عرضه می‌شوند بیشتر استفاده می‌شود.  آجر نسوز کربنی برای ایمن‌سازی ساختمان کاربرد دارد اما قیمت گرانی دارد که باعث می‌شود فقط استفاده محدود از آن به صرفه باشد.

نتیجه گیری

این مقاله از تجارتگرام، پلتفرم خرید و فروش مواد اولیه معدنی و صنعتی با انواع مواد نسوز از آجرهای قلیایی مثل آجر نسوز کربنی گرفته تا آجرهای آلومینیومی و آجرهای نسوز سیلیسی که در ساختمان‌ها استفاده می‌شوند آشنا شدید.

مواد نسوز همان طور که از نام آنها معلوم است در مقابل آتش ایمن هستند و برای کنترل حرارت طراحی و تولید می‌شوند. بعضی از مواد نسوز مثل آجرهای کربنی به خاطر قیمت گران فقط کاربردهای خاص برای تحمل حرارت بسیار بالا، برای مثال در دهانه پاتیل ذوب دارند. آجرهای نسوز سیلیسی برای کاربردهای ساختمانی عرضه می‌شوند.

اگر قصد دارید در بازار مواد اولیه صنعتی و معدنی فعالیت کنید و می خواهید برای خرید و فروش موادی مثل آجر نسوز کربنی، گرافیت، زغال سنگ در انواع مختلف آن، کربن و محصولات معدنی دیگر اقدام کنید، در تجارت‌گرام ثبت نام کنید.