خواص آجر نسوز کربنی: مقاومت در برابر حرارت و آتش

بعضی از صنایع به خصوص فولادسازی با مواد مذابی سر و کار دارند که موقع تخلیه از کوره آنقدر داغ هستند که به هر ماده‌ای شوک قابل توجهی وارد می‌کنند و آن را ذوب کرده یا می‌شکنند. آجر نسوز کربنی به سادگی شامل مقاومت قابل توجه در مقابل حرارت و شوک ناشی از آن است که در صنایع فلز و فولاد کاربردهای گسترده‌ای دارد. خواص آجر نسوز کربنی با استاندارد ASTM C1160 ویژگی‌هایی مثل مقاومت در برابر اسید و حرارت است که آن را به یکی از مواد اولیه کاربردی صنایع تبدیل کرده است. این مقاله از تجارتگرام را برای آشنایی با مشخصات این نوع از آجر و کاربردهای آن در صنایع دنبال کنید.

​مواد تشکیل دهنده آجر نسوز کربنی

حرارت مواد مذاب فلزی به خصوص فولاد مذاب به بیشتر از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. اگر به فیلم‌های فوران آتش‌نشان‌ها توجه کنید متوجه واکنش مواد سرد طبیعی به حرارت بالای مواد مذاب می‌شوید که به آن خوردگی داغ گفته می‌شود.  این خوردگی در دهانه کوره‌های ذوب فولاد هم به سختی کنترل می‌شود و لازم است برای جلوگیری از آسیب محیطی از مواد مناسبی که خاصیت ضد اسیدی یا قلیایی دارند استفاده شود.

آجر نسوز کربنی به واسطه ترکیب چند نوع ماده اولیه مقاوم در برابر حرارت برای کنترل مواد مذاب در پاتیل‌های ریخته‌گری کاربرد دارند:

• منیزیا (Magnesia clinker)
• گرافیت پولکی (flake Graphit)
• مواد آنتی‌اکسیدانی
• رزین

خواص آجر نسوز کربنی استاندارد

کیفیت آجر نسوزهای کربنی تحت تاثیر خلوص مواد اولیه آن قرار دارد. به همین خاطر خرید این نوع مواد اولیه صنعتی از فروشندگان و تامین‌کنندگان فرعی و غیر معتبر توصیه نمی‌شود چرا که ممکن است عملکرد آن به اندازه کافی رضایت‌بخش نباشد. مواد معدنی و کربنی تشکیل دهنده این نوع آجرها از جمله محصولات پر طرفدار بازار کالا و خدمات بین‌المللی محسوب می‌شود که در وبسایت تجارتگرام امکان خرید و فروش آن برای کاربران مهیا شده است.

• مقاومت در برابر حرارت تا ۳۰۰۰ درجه

مقاومت حرارتی یکی از مهم‌ترین خواص آجر نسوز کربنی است، چرا که کاربرد اصلی این ماده جلوگیری از خورده شدن و افت کیفیت فولاد و فلزات مذاب است. برای رسیدن به این مقاومت گزینه‌های متنوعی مثل کیفیت مواد اولیه، نحوه فرآوری محصول و مشخصات فنی نحوه پرس و فشرده‌سازی در دسترس صنعت‌گران است. آجرهای کربنی نسبت به شوک‌های حرارتی مقاوم هستند و تا دمای ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد گرما را تحمل می‌کنند. اما اگر درجه حرارت از این بیشتر شود هم راه‌هایی برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی مثل افزایش خلوص و مقاومت حرارتی در دسترس صنایع فلزات قرار دارد.

• مقاومت فشاری قابل توجه

مقاومت فشاری (Compresive Strength) واحدی برای تخمین میزان فشاری است که آجرها می‌توانند تحمل کنند. از آنجا که مواد اولیه آجرهای کربنی جای پرس شدن و فشرده سازی زیادی ندارند، معمولا ۲۵۰ تا ۵۰۰ کیلو فشار به ازای هر سانتی‌متر مربع را تحمل می‌کنند.

• نقطه نرم شوندگی داغ

یکی از خواص آجر نسوز کربنی که کاملا با آجرهای خشتی ساختمانی متفاوت است، نقطه نرم شوندگی بسیار بالای آن است که به حدود ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. در این دما تولیدکنندگان می‌توانند به آجرهای کربنی شکل بدهند که دمای خیلی بیشتر و داغ‌تری از آجرهای معمولی است. البته این نقطه در همه آجرهای کربنی یکسان نیست و این دما متعلق به وقتی است که مواد اولیه از خلوص بالایی برخوردار باشند و خاکستر هم نداشته باشند.

• مقاومت سرباره مناسب

سرباره (slag) به پس‌ماندی گفته می‌شود که در فرایند خنک سازی و شکل‌دهی فولاد و فلزات به جا می‌ماند. یکی از اصلی‌ترین خواص آجر نسوز کربنی همین مقاومت در برابر شکل‌گیری سرباره و ایجاد ضایعات به واسطه ناخالصی مواد در ذوب فولاد است.

• عدم تر شوندگی

این خاصیت آجرهای نسوز علت اصلی نام‌گذاری آنها هم محسوب می‌شود، چرا که مانع از سوختن آن به واسطه واکنش با فولاد مذاب می‌شود. در واقع تر نشدن و خورده نشدن (wear resistance) این آجرها توسط فولاد ذوبی، قابل مقایسه با خورده نشدن ماهی‌تابه‌های چدن و نچسب توسط روغن سرخ کردنی یا پخت و پز است.

• نشکستنی بودن

اگر به مقایسه این ماده صنعتی با محصولات آشپزخانه اصرار داشته باشیم، لازم است در اینجا ظرف‌های پیرکس یا نشکستنی در فر را به یاد بیاورید. استحکام بسیار بالا و تحمل بار فیزیکی چندین برابر آجرهای معمولی به سازندگان این امکان را داده که حتی در ساختمان‌سازی هم لایه اول آجرهای ساختمانی را از طریق خواص آجر نسوز کربنی تقویت کنند. آجرهای کربنی در دمای بسیار بالا به سرعت خنک و جامد می‌شوند که باعث می‌شود محصولات بسیار مقاومی برای دهانه پاتیل‌های ریخته‌گری و کوره‌های فولاد و فلز مذاب باشند.

کاربردهای آجر نسوز کربنی

اصلی‌ترین محل کاربرد آجر نسوز کربنی، فلزات به خصوص صنایع فولاد است. در ادامه این پست از تجارتگرام بعضی کاربردهای رایج این نوع از مواد اولیه صنعتی را مرور می‌کنید.

• فلزات و صنایع فولاد

معمولا جنس دهانه و دیواره‌های کوره‌ها و پاتیل‌های ذوب فولاد و ریخته‌گری از این نوع ماده کربنی و گرافیت است، چرا که مواد دیگر در این حرارت حالت جامد خود را از دست می‌دهند، یا مثل آجرهای خشتی خرد شده و می‌شکنند.

• عمران و معماری

در صنایع ساختمان به خصوص برای ساخت سازه‌های مستحکم از خواص آجر نسوز کربنی بهره‌برداری می‌شود. در این روش یک یا چند ردیف از آجرهای از جنس کربنی چیده می‌شود که مقاومت سازه را به شکلی چشمگیر افزایش می‌دهد. ساختمان‌هایی که با این روش ساخته می‌شوند، در مقابل خرد شدن و فشارهای فیزیکی یا بارهای احتمالی ناشی از زلزله ایمن‌تر هستند.

• صنایع کاغذ

یکی از صنایع دیگری که از خواص آجر نسوز کربنی به خصوص در مقابل اسیدیته بهره می‌برد، صنایع کاغذ است. مخزن‌های حل کاغذ با اسید و حرارت سر و کار دارند که نیاز به ماده‌ای مقاوم برای جلوگیری از خوردگی در آنها وجود دارد.

• مخازن شیمیایی

بسیاری از فرآورده‌های شیمیایی به ذخیره واکنشی (reactive storage) و مخازن ایمن جلوی خوردگی نیاز دارند. جنس دیواره، دهانه و بخش‌های در معرض اسید و مواد حساس در مخزن‌های نگهداری محصولات شیمیایی در بسیاری موارد از جنس آجر کربنی مقاوم در برابر اکسید شدن و خوردگی طراحی می‌شود.

• اتوکلاو پتروشیمی

در صنایع پتروشیمی جنس دیگ‌های ذخیره و فرآوری محصولات پتروشیمی که به اسم اتوکلاو شناخته می‌شوند با استفاده از خواص آجر نسوز کربنی ساخته می‌شود. فرآیندهای فرآوری پتروشیمی مقیاس قابل توجهی دارند که سهل‌انگاری در ساخت تجهیزات آنها می‌تواند ریسک‌های بزرگی داشته باشد. برای جلوگیری از بروز هر نوع مشکلی معمولا جنس دیواره‌های داخلی مخازن بزرگ پتروشیمی به ویژه آنها که برای فرآوری محصولات استفاده می‌شوند، از این جنس ایمن انتخاب می‌شود.

• کوره بلند ریخته گری

به طور کلی پاتیل‌ها و کوره‌های ریخته‌گری که در صنایع مورد بهره برداری قرار می‌گیرند، دارای جداره‌ها و پایه‌ای از جنس آجر نسوز کربنی هستند. خواص ضد اکسیداسیون، ضد حرارت و ضد اسیدی این مواد آن را به کاربردی‌ترین ماده در صنایع ریخته‌گری و فلزات تبدیل می‌کند. کارگاه‌های ریخته‌گری با استفاده از خواص آجر نسوز کربنی می‌توانند ضایعات و قراضه‌ها را به محصولات تولیدی فلزی تبدیل کنند.

خرید مواد آجر نسوز کربنی

تجارتگرام یک پلتفرم خرید و فروش مواد اولیه، قطعات و تجهیزات صنعتی و معدنی، مواد ریخته گری، ماشین‌آلات، فلزات غیر آهنی است که معامله مواد تشکیل دهنده آجرهای کربنی نسوز را در دسترس کاربران قرار داده است. بعضی از محصولاتی که در بخش مواد معدنی و کربنی تجارتگرام عرضه می‌شوند را در ادامه مشاهده می‌کنید.

• گرافیت پرسولفور با کربن ۹۸٪ 
• سنگ آهن: از ۵۸٪ تا ۶۵٪
• ذغال سنگ: از زغال سنگ کک شو چینی و استرالیایی (FOB) تا کنستانتره زغال Cfr جینگتانگ
• فروسلیس:‌۷۵٪ تحویلی در چین، اروپا و پیتسبرگ
• گرافیت: کروی ۹۹.۹۵٪ - پولکی ۹۴٪ - آمورفوس ۸۰٪ کربن

خرید آنلاین محصولات صنعت و تجارت

مواد اولیه و کربنی دارایی‌های ارزشمندی هستند که بسیاری از سرمایه‌گذاران که به خصوص ذائقه سنتی‌تری دارند، از خرید فروش آنها لذت زیادی می‌برند. سایت تجارتگرام به کاربران امکان می‌دهد به صورت آنلاین برای خرید یا فروش این دارایی‌ها اقدام کنند. قیمت‌های این سایت فروش مواد معدنی و کربنی، بر پایه قیمت‌های جهانی ارائه می‌شود. در حال حاضر معاملات سایت تجارتگرام نقدی است. یعنی بر خلاف بازارهای مالی که در آنها فقط قراردادهای اختیار خرید و فروش یا قراردادهای معاملات آتی عرضه می‌شود، با خرید از تجارتگرام اصل کالا را تحویل می‌گیرید. اگر قصد دارید از خواص آجر نسوز کربنی نه فقط در صنایع، که در بازارهای تجاری هم بهره‌برداری کنید، سایت تجارتگرام یکی از مناسب‌ترین گزینه‌های در دسترس شما در ایران است.

نتیجه گیری

در این پست از تجارتگرام با ویژگی‌های متمایز آجرهای نسوز کربنی آشنا شدید. مزیت اصلی این آجرها در مقابل نمونه‌های مشابه ساختمانی، در قابلیت تحمل حرارت خارق‌العاده آنهاست که متوسط بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد است و در بعضی نمونه‌ها به بیشتر از ۳۰۰۰ درجه هم می‌رسد. از جمله دیگر خواص آجر نسوز کربنی می‌توان به عدم تر شوندگی، مقاومت فشاری بالا، عدم تولید سرباره و البته مقاومت مقابل اسید اشاره کرد. در انتها شاید بد نباشد به این واقعیت توجه داشته باشید که کیفیت و عملکرد این آجرهای کربنی تا حد زیادی تحت تاثیر اجزا یا مواد تشکیل دهنده است. به همین خاطر خرید مواد اولیه معدنی و کربنی فقط از فروشندگان معتبر که مشخصات دقیق محصول را اعلام می‌کنند توصیه می‌شود.