جرم نسوز چیست؟ (آشنایی با ۳ نوع اصلی از این مواد)

در صنایع مختلف، به منظور تولید برخی از محصولات غیر فلزی باید آن‌ها را در معرض حرارت قرار داد. به منظور افزایش تحمل متریال‌های غیر فلزی در برابر حرارت، از موادی به نام جرم نسوز استفاده می‌شود. جرم نسوز یکی از کاربردی‌ترین موادی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در واقع جرم نسوز یا Refractory Mass، ماده‌ای مقاوم در برابر حرارت و دمای بالا است و دارای مشخصات شیمیایی، حرارتی و فیزیکی مهم و کاربردی است. جرم نسوز، نقطه ذوب مشخصی ندارد و دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی نمی‌شود.

از جرم نسوز برای تولید تجهیزاتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر حرارت دارند، استفاده می‌شود. جرم نسوز انواع مختلفی دارد و دسته‌بندی‌های مختلفی برای این ماده وجود دارد که ما در این مقاله به ۳ نوع اصلی آن خواهیم پرداخت.

انواع جرم نسوز

جرم نسوز بر اساس فاکتورهای مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود که یکی از این نوع دسته‌بندی‌ها بر اساس خواص شیمیایی است. جرم نسوز بر اساس خواص شیمیایی ۳ نوع اصلی دارد که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که در ادامه به معرفی و بررسی انواع آن خواهیم پرداخت.

جرم نسوز اسیدی

در ساختار جرم نسوز اسیدی از رس، سیلیس و یا آلومینیوم اکسید استفاده می‌شود که خاصیت اسیدی دارند و سبب مقاومت آن در برابر شرایط اسیدی می‌شود. بنابراین این نوع جرم نسوزها به مواد اسیدی حساسیت ندارند، اما در برابر مواد قلیایی تغییر ماهیت می‌دهند. بنابراین در شرایطی که محیط اسیدی باشد، از جرم نسوز اسیدی استفاده می‌شود که باعث می‌شود ساختار و شکل مواد حفظ شود. کاربرد مهم جرم نسوزهای اسیدی، ساخت کوره‌های القایی در صنعت فولادسازی است.

جرم نسوز بازی

به دلیل ترکیباتی که جرم نسوز بازی دارد، از آن در محیط‌های قلیایی یا در معرض بازها استفاده می‌شود. به دلیل مقاومتی که این جرم نسوزها دارند، در برابر محیط‌های بازی یا قلیایی دچار آسیب دیدگی نمی‌شوند. ترکیبات جرم نسوز بازی شامل، محصولات کلسیم، محصولات منیزیم، فورستریت، دولومیت و کرومیت است.

جرم نسوز خنثی

نوع دیگر جرم نسوزها از نظر خواص شیمیایی، جرم نسوز خنثی است که هم در محیط‌های اسیدی و هم در محیط‌های قلیایی، مقاوم بوده و قابل استفاده هستند. دلیل مقاومت این نوع جرم نسوزها در این محیط‌ها نیز، ترکیبات آن‌ها است. اکسید کروم، آلومینا و کربن، از جمله مواد اولیه و اصلی جرم نسوز خنثی هستند.

کاربردهای جرم نسوز

با توجه به این که تولیدات بسیاری از صنایع باید در برابر حرارت و واکنش‌های مختلف قرار بگیرند و با توجه به ویژگی‌‌هایی که جرم نسوز دارد، از آن در همه این صنایع برای افزایش مقاومت استفاده می‌شود و موادی بسیار کاربردی به شمار می‌روند. با وجود اینکه جرم نسوزها کاربردهای فراوانی دارند، در ادامه به معرفی و بررسی برخی از مهم‌ترین کاربردهای آنها خواهیم پرداخت.

پلاستیک نسوز

از جرم‌های نسوز برای تولید پلاستیک‌های نسوز استفاده می‌شود. پلاستیک‌های نسوز در برابر حرارت و دمای بالا مقاومت دارند. پلاستیک نسوز با استفاده از پلیمر فلوئوردار تولید می‌شود و خود دارای انواع مختلفی شامل، پلیمر A. B. S، پلیمر پلی تترا فلئورواتیلن با نام P. T. F. E و پلی وینیل فلوراید (P. V. F) است که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. از پلاستیک نسوز در صنایع مختلف و برای تولید تجهیزات متنوع مانند لوله و بطری پلاستیکی استفاده می‌شود. همچنین پلاستیک نسوز در کوره‌های آنیل و پخت نیز استفاده می‌شود

آجر نسوز

یکی از مهم‌ترین کاربردهای جرم نسوز، تولید آجرهای نسوزی است که بسیار کاربردی هستند. آجرهای نسوز قیمت کمی دارند و از آلومینیوم سیلیکات تولید می‌شوند. آلومینیوم اکسید موجود در این آجر نسوزها، سبب مقاومت آنها در برابر حرارت می‌شود و هر چه درصد آن بیشتر باشد، تحمل حرارت نیز افزایش می‌یابد. از آجر نسوزها در فرایند شیشه سازی، فولادسازی و ساخت ابر آلیاژها که دما بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد است، استفاده می‌شود.

الیاف سرامیکی نسوز

الیاف سرامیکی نسوز، کاربرد دیگر جرم نسوز است که با نام پشم سیلیکات آلومینیوم نیز شناخته می‌شود. الیاف‌های سرامیکی نسوز عایق حرارتی هستند که از دی اکسید سیلیکون و دی اکسید آلومینیوم ذوب شده تشکیل شده‌اند. این الیاف‌ها در برابر حرارت مقاومت دارند و کاربردهای متنوعی دارند که برخی از کاربردهای آن‌ها عبارتند از، صنایع پتروشیمی، عایق دیگ و کوره، روکش کوره و غیره.

پنبه نسوز

پنبه نسوز یا آزبست، یکی دیگر از کاربردهای جرم نسوز است که به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت در لنت ترمز و صفحه کلاچ، پارچه، کاغذ، کف‌پوش و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. پنبه نسوز، الیافی معدنی و سیلیکایی است که بسیار انعطاف‌پذیر و نرم بوده و مقاوم در برابر خوردگی، الکتریسیته و گرما است. پنبه نسوز عایقی کاربردی بوده و مورد توجه صنایع مختلفی قرار گرفته است.

خاک نسوز

از خاک نسوز به عنوان خاک رس نسوز یا گل آتشخوار نیز یاد می‌کنند که دلیل آن نیز، مقاومت بالای آن در برابر آتش و حرارت است. خاک نسوز، تحمل دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد را بدون شکستگی یا ترک خوردن دارد و به همین دلیل جزو مواد اولیه آجر نسوز محسوب می‌شود. سیلیس و آلومینا، دو جز اصلی خاک نسوز هستند. اما ترکیبات دیگری نیز شامل، اکسیدهای کلسیم، منیزیم، آهن، پتاسیم و تیتانیوم نیز با درصد کمی در این خاک وجود دارد.

سیمان نسوز

تولید سیمان نسوز یا پر آلومین، کاربرد دیگر جرم نسوز است. سیمان نسوز، شامل ترکیباتی از جمله، اکسید کلسیم، اکسید آهن و اکسید آلومینیوم است. سیمان نسوز بعد از ترکیب با آب و بعد از استفاده از آن و قرارگیری در معرض هوا، مقاومت بالایی بدست میاورد. در صورتی که میزان اکسید آهن سیمان نسوز بالا باشد، رنگ آن قهوه‌ای تا خاکستری تیره خواهد بود و درصورت کم بودن این ماده در آن، قهوه‌ای تا خاکستری روشن خواهد بود. از سیمان نسوز برای موارد مختلفی از جمله، ساخت انواع دودکش، ساخت کوره‌های سیمانی، ساخت کوره‌های تناوبی و تونلی و غیره استفاده می‌شود. همچنین به دلیل خاصیت ترمودینامیکی که سیمان نسوز دارد، از آن به عنوان یه چسب مقاوم برای آجرها نیز استفاده می‌شود.

مواد ریخته‌گری نسوز

مواد ریخته‌گری نسوز، کاربرد دیگری از آجر نسوز هستند که به دلیل برخورداری از سیالیت مناسب، برای ریختن قالب‌هایی با دمای بالا کاربرد دارند. مواد ریخته‌گری نسوز شامل، سنگدانه و سیمان و پود هستند و در کوره‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

محصولات نسوزها

نتیجه‌گیری

در صنایع مختلف، به منظور تولید برخی از تجهیزات، آن‌ها را در معرض واکنش‌های مختلف مانند حرارت قرار می‌دهند. به منظور مقاومت متریال‌ها و تجهیزات غیر فلزی در برابر حرارت، از ماده‌ای کاربردی به نام جرم نسوز استفاده می‌شود. جرم نسوز، ماده‌ای مقاوم در برابر حرارت و دمای بالا است که نقطه ذوب مشخصی ندارد.

جرم نسوز انواع مختلفی دارد و با استفاده از فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی می‌شود که مهم‌ترین تقسیم‌بندی آن بر اساس خواص شیمیایی است. جرم نسوز از نظر خواص شیمیایی به سه دسته، جرم نسوز اسیدی، جرم نسوز بازی و جرم نسوز خنثی تقسیم می‌شود که هر کدام کاربردها و ویژگی‌های خاص خود را دارند.

جرم نسوز اسیدی در برابر محیط‌های محیطی اسیدی مقاومت دارد و جرم نسوز بازی نیز در محیط‌‌های قلیایی و در معرض بازها دارای مقاومت کافی است و جرم نسوز خنثی نیز هم در برابر محیط اسیدی و هم محیط قلیایی، مقاومت دارد. جرم نسوز کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد که برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن عبارتنداز، تولید خاک نسوز، سیمان نسوز، آجر نسوز، پلاستیک نسوز، پنبه نسوز، الیاف سرامیکی نسوز و غیره که ما در این مقاله به معرفی و بررسی آن‌ها پرداختیم.