راهنمای استفاده از جرم نسوز سیلیسی: نکات مهم و توصیه ها

بسیاری از موادی که در اطراف ما هستند، به صورت دیرگداز هستند. جرم نسوز سیلیسی هم یکی از مهم‌ترین و بهترین دیرگداز برای ذوب چدن و همچنین فولادهای ساده و کم آلیاژ است.  استفاده از این نوع جرم نسوز سیلیسی به دلیل روش نصب راحت و بسیار سریع، کاربرد آسان، هزینه‌های تولید کم و حضور نداشتن در درزهای اتصالی به سرعت در حال افزایش است و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.  

از نظر دانه بندی  جرم نسوز سیلیسی  باید به نحوی باشد که حداکثر تراکم پذیری را ایجاد نماید و به طوری باشد که حداقل دانسیته جرم نسوز بعد از کوبیدن حدود ۲/۲ کیلوگرم بر دسی متر مکعب باشد.. در این مقاله قصد داریم که با جرم نسوز سیلیسی و نکات مهم در خصوص نحوه استفاده آن بیشتر صحبت کنیم. پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

همه چیز درباره جرم نسوز سیلیسی

همانطور که گفتیم، یکی از دیرگدازهایی که در صنعت کاربرد زیادی دارد، جرم نسوز سیلیسی است. برای اینکه یک سطح یکپارچه در سطح کوره به وجود آید، نیاز به کمک زینتر است. در برخی از کوره‌ها از موادی همچون اسید بوریک استفاده می‌شود که خاصیت کاملا اسیدی داشته و برای ذوب فلزات انتخاب مناسبی است. یکی از مواد دیگری که در کوره‌ها به عنوان دیرگداز استفاده می‌شود، جرم نسوز سیلیسی است. این گونه جرم‌های نسوز، زینتر کوتاه مدت داشته و مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهد. به همین دلیل این مواد در صنایع تولید فولاد مورد توجه بسیاری از افراد قرار گرفته و مزیت اقتصادی بسیار زیادی دارد. 

از مهم‌ترین ویژگی‌های جرم نسوز سیلیسی مقاومت بسیار بالا در برابر سرباره‌های حاوی سیلیسیم، کروم، الومنیوم و اکسیدهای آهن است. همچنین از دیگر مشخصات مهم این جرم‌های نسوز می‌توان به هدایت حرارتی پایین آن اشاره کرد. به همین دلیل یکی از موارد مهم استفاده از این جرم‌های نسوز سیلیسی در کوره‌های القایی و تولید چدن و فولاد است. با توجه به نوع مواد مذاب و همچنین درجه حرارت کوره‌ها و صنایع، از جرم نسوز مختلف استفاده می‌شود.

مراحل استفاده از  جرم نسوز سیلیسی

استفاده از جرم نسوز سیلیسی در کوره‌های القایی مراحل مختلفی دارد. این مراحل به شرح زیر است:

مرحله اول: ترکیب کردن خاک کوره‌های القایی

اولین مرحله از استفاده‌ جرم نسوز سیلیسی، ترکیب کردن خاک کوره‌های القایی است.  ابتدا ضروری است که مقداری از خاک مورد نیاز برای کوره‌های القایی تعیین شود. سپس جرم سیلیسی نسوز در یک بخش تا دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتی گراد در فصل تابستان و دمای  140 درجه سانتی گراد در فصل زمستان در یک محفظه پیش گرم می‌شود. این جرم‌ها پس از گرم شدن به یک حمام خنک کننده انتقال پیدا کرده و تا دمای ۵۰ درجه سانتی گراد، سرد می‌شوند. جرم‌ها باید توانایی گرم شدن زیاد و سرمایش را داشته باشند.

در این زمان اسید بوریک با مش‌های که حدود 0/2 میلی متر دارد، غربال می‌شود و با مقدار تعیین شده از قبل به جرم سیلیسی اضافه می‌شود. اسید بوریک نقش بایندر یا چسب را داشته که به همین دلیل به جرم نسوز سیلیسی اضافه می‌شود. این ماده موجب شده تا حرارت دهی در جداره کوره تا حد زیادی افزایش پیدا کند و استحکام جرم نسوز هم بیشتر شود.

مرحله دوم: آسترکشی کردن با سیم پیچ

در مرحله دوم، آسترکشی با سیم پیچ اتفاق می‌افتد که سیم پیچ مسی با نوعی خاک نسوز  باید کاملا پوشانده شود. به این عمل آسترکشی گفته می‌شود. سیم پیچ‌های مسی قبل از شروع آسترکشی باید کاملا تمیز و خنک شوند و با دستگاه مخصوص کاملا خشک شوند. پس از اینکه آستر کشی انجام شد، الیاف سرامیکی بار دیگر به دور آستر سیم پیچ، قرار می‌گیرند.

مرحله سوم: کوبیده شدن بوته

در این مرحله کوبیده شدن اتفاق می‌افتد. برای کوبیدن کف کوره باید از وسایل یا ابزارهای سر صاف استفاده شود. معمولا در کف کوره چندین لایه مختلف از جرم نسوز سیلیسی قرار می‌گیرد که تمامی این لایه‌ها تحت عملیات کوبش قرار می‌گیرد. لایه پایینی از جرم نسوز که نزدیک به کف کوره است، ضخیم‌ترین لایه محسوب می‌شود. ضخامت این لایه حدود 60 میلی متر بوده و در مقایسه با لایه‌های دیگر، ضخیم تر است، دیگر لایه‌ها ضخامتی حدود 20 میلی‌متر دارند.

کوبیدن شدن لایه‌های مختلف و متناوب جرم‌های نسوز، به وسیله میخچه و وسایل سر صاف اجرا می‌شود. در نهایت جرم اضافی لایه‌های نسوز به طور یکنواخت درون کوره تراشیده می‌شود. پیش از کوبیده شدن این لایه‌ها، لازم است که لایه نازکی از محلول سدیم سیلیکات روی لایه سیلیکای کوبیده در بوته اعمال شود.

مرحله چهارم: زینترینگ کردن بوته کوره

برای زینترینگ کردن در کوره القایی، کوره القایی تا لبه بالایی سیم پیچ از مواد مذاب پر می‌شود. دمای نهایی فلز مذابی که در کوره قرار می‌گیرد باید حدود 30 الی 50 درجه بالاتر از دمای کاری مورد نظر برود و در این دما به مدت یک ساعت درون کوره نگه داشته شود تا دمای آستر دیرگداز تثبیت شود.

یک جرم سیلیسی نسوز خوب چه ویژگی هایی دارد؟

•  یک جرم سیلیسی نسوز باکیفیت و خوب باید یک لایۀ متراکم زینتر شده در جدارۀ کوره به وجود آورد که در تماس با مذاب پایدار باشد.
•  جرم سیلیسی باکیفیت باید هدایت حرارتی آن از سایر مواد دیرگداز کمتر باشد و اتلاف حرارتی کمتری را در مواد ایجاد کند.
•  این نوع جرم‌های سیلیسی باید زمان گرمایش و تف­ جوشی لازم برای کارکرد کوتاه داشته باشند.
• هزینۀ و قیمت تهیه‌ی دیرگداز به ازای هر تن از فولاد حاصل نیز معقول باشد.

در هنگام استفاده از جرم سیلیسی نسوز باید به چه نکاتی توجه کنیم؟

بیشترین استفاده  و  خرید و فروش جرم سیلیسی در بازارهای ایران، برای  استفاده در خاک کوره های ریخته گری آهن، فولاد نرم و فولادهای آلیاژ مورد استفاده در کارگاه ها و کارخانه های ریخته گری است. به همین دلیل ضروری است که از جرم‌های نسوز با دانه بندی و کیفیت مناسب استفاده شود. خصوصیات و ویژگی‌های یک جرم نسوز سیلیسی خوب در بالاتر گفته شده و طبق آن می‌توانید از یک جرم نسوز سیلیسی استفاده کنید. 

نکته مهم دیگر این است که استفاده از آسترهای فشرده تر باعث استحکام و عمر بیشتر کوره می‌شود. فشردگی خاکی که در کوره استفاده می‌شود، به دانه بندی جرم سیلیسی نسوز بستگی دارد. در انتخاب و استفاده از این خاک توجه بیشتری داشته باشید. این خاک باید به گونه‌ای باشد که کمترین فاصله بین ذرات داشته باشد.

توجه کنید که دانه بندی و سایز معمولی خاک نسوز سیلیسی در  ایران بین 0 تا 5 میلیمتر است. البته این مقدار قابل تغییر است و با توجه به درخواست و نیاز مشتری می‌توان این مقدار را تغییر داد. 

یکی از نکات مهم دیگر که قبل از خرید جرم سیلیسی نسوز باید به آن توجه کرد، این است که باید از اسیدی یا بازی بودن سرباره مذاب، در کوره القایی مورد نظر خود اطمینان حاصل کنید. اگر سرباره حاوی مقدار زیادی مواد و متریال اسیدی باشد، از نوعی آستر سیلیسیم دی اکسید استفاده می‌شود. همچنین اگر سرباره های درون کوره خاصیت قلیایی داشته باشد، لازم است از آسترهای منیزیتی استفاده کنید.

اگر قصد خرید یک جرم‌ نسوز سیلیسی را دارید، ابتدا باید با تمامی خواص و ویژگی‌های این ماده آشنا شوید. مهم‌ترین خواصی که باید در مورد جرم نسوز سیلیسی بدانید این است که خواص حرارتی این ماده از مهم‌ترین خواص آن محسوب می‌شود. این ماده باید ابتدا در ازمایش‌های مختلف قرار گیرد و مقدار تحمل تنش آن سنجیده شود و سپس درون چرخه‌های حرارتی کوره قرار گیرد.

مهم‌ترین خواصی که یک جرم سیلیسی نسوز باید داشته باشد، کدام است؟

جرم سیلیسی نسوز باید ویژگی و خواص متعددی را داشته باشند. از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که یک جرم نسوز سیلیسی باید داشته باشد، به شرح زیر است:

• خنثی بودن شیمیایی این ماده نسبت به فلز در حال ذوب درون کوره
• استحکام مکانیکی  بالا تحت شرایط و فشار بالا
• مقاومت بالا نسبت به فرسایش بالا
• قابلیت نصب آسان و تعمیر پذیری آن در صورت وجود مشکل
• هزینه معقول به صرفه و مناسب  با توجه به شرایط کل پروژه

جرم‌سیلیسی نسوز در چه صنایعی کاربرد دارد؟

جرم سیلیسی نسوز همانطور که گفتیم، با توجه به ویژگی‌هایی که دارد، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی صنایعی که از جرم سیلیسی نسوز استفاده می‌کنند، شامل موارد زیر هستند.

در صنایع تولید انواع شیشه، کریستال و آرکوپال، صنعت ریخته گری، کاشی و سرامیک، چینی و لعاب، آلیاژهای سیلیسی (فروسیلیس‌ها)، الیاف و عایق های سیلیسی (پشم شیشه، پشم سنگ)، نسوزها، سندبلاست و فیلتراسیون، چسب و ترکیبات شیمیایی، سیلیکات سدیم، آجرهای ماسه ای و مصالح ساختمانی استفاده می‌شود.

سخن پایانی

در این مقاله در خصوص جرم نسوز سیلیسی صحبت کردیم. جرم نسوز سیلیسی یکی از دیرگدازهای مهم در صنعت بوده که در کوره‌های القایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از موادی که در اطراف ما هستند، به صورت دیرگداز هستند. جرم نسوز سیلیسی هم یکی از مهم‌ترین و بهترین دیرگداز برای ذوب چدن و همچنین فولادهای ساده و کم آلیاژ است. همچنین در این مقاله مراحل مختلف استفاده از جرم نسوز سیلیسی را گفتیم و نکات مهم و توصیه‌هایی که لازم است در خصوص خرید و استفاده از این مواد را بدانید به طور خلاصه بیان کردیم.