دیرگدازهای خاص دراستفاده های صنعتی
دیرگدازهای خاک نسوز (Fireclay refractories)دیرگدازهای تشکیل شده از خاک نسوز مانند آجرهای نسوز، خاک نسوز سیلیسی (Fireclay siliceous) ودیرگدازهای متشکل از رس آلومینایی (aluminous clay refractories)از سیلیکات آلومینای با مقادیر متنوع از سیلیس(که درصد این مقادیر درکل بیش از 78 درصد نمی شود)تشکیل شده اند.این دیرگدازها دارای مقادیر کمتر از 44 درصد آلومینا هستند.در اصل دیرگدازهای خاک نسوز دارای سیلیکات آلومینای هیدراته با مقادیر بسیار ناچیز از دیگر مینرال ها هستند.
به خاطر قیمت نسبتاً پایین این دیرگدازها ، این مواد کاربرد فراوانی در کوره ها ، پاتیل ها و گرم کن ها پیدا کرده اند.آجر نسوز معمولی ترین شکل از این مواد دیرگداز است.این آجرها به طور گسترده درصنعت فولاد وآهن، متالورژی فلزات غیر آهنی، صنعت شیشه، کوره های پخت سفال ( pottery kilns)، صنعت سیمان و...کار برد دارند.
برای آجرهای نسوز چندین استاندارد وجود دارند که عبارتند از :
1) با کارایی عالی (Suoer duty)
2) با کارایی بالا (high - duty)
3) با کارایی متوسط (Medium duty)
4) با کارایی پایین (Low - duty)
5) شبه سیلیسی (Semi - Silica)
1) با کارایی عالی (Suoer duty)
این آجرها دارای استحکام و پایداری حجمی خوبی در دمای بالا هستند.و دارای 40- 44 درصد آلومینا هستند.برخی از انواع آجرهای با کارایی آلی هنگامی که با تغییرات سریع دما مواجه شوند، مقاومت بسیار خوب دربرابر ترک خوردن وخرد شدن دارند.
2) با کارایی بالا (high - duty)
این نوع آجرها به مقدار زیادی مصرف می شوند و دارای کاربرد زیادی در صنعت هستند.به خاطر مقاومت به شک حرارتی بالا این نوع آجرها مصرف آنها درکوره هایی با دمای متوسط نسبت به نوع با کارایی متوسط، اقتصادی تر است.همچنین این آجرها برای کوره هایی مناسب است که به طور مداوم خاموش وروشن می شوند.
3) با کارایی متوسط (Medium duty)
این آجرها برای کاربردهایی مناسب هستند که با شرایط متعادل محیطی روبرو هستند.آجرهای با کارایی متوسط درگستره ی دمای مخصوص به خود می توانند بهتر از بسیاری از آجرهای گروه با کارایی بالا دربرابرسایش مقاومت کنند.
4) با کارایی پایین (Low - duty)
این آجرها به عنوان پشتیبان برای دیگر آجرهای نسوز استفاده می شوند.درمحل هایی که این آجرها وظیفه ی پشتیبانی از آجرهای دیرگداز دیگر را برعهده دارند عمدتاً دما در گستره ی دماهای پایین است.
جدول یک : نشاندهنده ی رابطه ی میان خلوص مواد اولیّه و افزایش مقدار آلومینا (Al2o3) و نقطه ذوب آجرهای تولیدی از خاک نسوز است.
دیرگدازهای پرآلومینا (high Alumina Refractories)واژه ی آجرهای پرآلومینا به آجرهای دیرگدازی گفته می شود که درآن ها درصد آلومینا47.5%یا بیشتر باشد.گسترده ی درصد آلومینا دراین آجرهای بین 54-100 درصد است.خاصیت دیرگدازی این دیرگدازهای پرآلومینا با افزایش درصد آلومینا افزایش می یابد.درصد آلومینا ی موجود در دیرگدازهای پر آلومینا معمولا 5 .2% + -از مقدار اسمی خود انحراف دارند مثلا دیرگدازی که به صورت تجاری دارای 70% آلومیناست معمولا مقدار آلومینا 5 .2%از مقدار گزارش شده کم یا زیادتر است .دیرگدازهای پرآلومینا معمولا براساس درصد آلومینا یشان طبقه بندی می شوند این طبقه بندی که براساس استاندارد ASTM است به صورت زیر می باشد.
a. آجر مولایتی ( Mullite Brick)
این آجر معمولا دارای درصد بسیار بالایی فاز مولایت هستند.
b. آجرهای با بایندر شیمیایی (chemically - bonded Bricks)
این نوع آجرها معمولا دارای بایندر فسفاتی است و معمولا دارای 75 - 85 در صد آلومینا ست
c. آجر آلومینا -کرومیتی (alumina - chrom brick)
این آجر به طور نمونه وار از مواد دارای درصد بالای آلومینا و اکسید کروم (با خلوص بالا) تشکیل شده اند. در دماهای بالا، آلومینا واکسید کروم یک محلول جامد تشکیل می دهند که این محلول جامد دیرگدازی خوب است.
d. آجر کربن –آلومینایی (Alumina - Carbon Brick)
آجرهای پرآلومینا معمولا دارای بایندر رزینی است این رزین ها دارای ترکیبات کربن دار مانند گرافیت هستند.
کاربردهای دیرگدازهای پرآلومینا شامل مواد زیرمی شوند.
بخش های خاصی از کوره ی بلند، کوره های سرامیکی (Ceramic kilns) ، محفظه های نگهداری شیشه مذاب (glass tonks) و بوته های ذوب بسیاری از فلزات
آجر سیلیسی (Silica brick)
آجر سیلیسی (یا دیناز (Dinas)) جرم های دیرگدازی هستند که حداقل دارای 93% سیلیس (Sio2) هستند. مواد اولیّه برای ساخت این دیرگدازها سنگ های با کیفیت بالاست.گریدهای متنوعی از آجرهای سیلیسی،استفاده ی وسیعی درصنعت ساخت کوره های ذوب آهن وفولاد دارند. علاوه برنقطه ی گداز (fusion point) بالا، این آجرها دارای خصوصیات مهم دیگری مانند مقاومت بالا دربرابر شک حرارتی (خردشدن) و خاصیت دیرگدازی بالا هستند. این مسئله باعث شده است تا از این آجرها در صنعت شیشه و فولاد استفاده شود.
خاصیّت برجسته ی آجرهای سیلیسی این است که این آجرها (در زیر بارگدازی) تا هنگامی که به نقطه ی گداز خود نرسند، نرم نمی شوند. این رفتار آجر سیلیسی دربسیاری از انواع دیگر دیرگدازها دیده نمی شود. برای مثال ، مواد آلومینو سیلیکاتی (alumino Silicate M aterials) که در دماهای بسیار پایین نسبت به نقطه ی گدازشان شروع به روان شدن می کنند وخزش آنها در دماهای پایینی اتفاق می افتد.
دیرگدازهای سیلیسی با شرایط دما بالا سازگاری دارند زیرا این دیرگدازها ، دیرگدازی بالا، استحکام مکانیکی بالا وسختی بالا دردماهای نزدیک به نقطه ذوب شدن ،دارند.علاوه براین خصوصیات این دیرگدازها دربرار گرد وغبار و دودهای اسیدی و سرباره های اسیدی نیز مقاومت می کنند.آجرسیلیسی براساس فاکتور سیالیت آجر(flux factor bricks)به دو نوع A و B طبقه بندی می شوند.پیشرفت های انجام شده منجر به تولید آجرهای سیلیسی مقاوم دربرابر سرباره وفلاکس، با ثبات ابعادی خوب ومقاوم دربرابر خرد شدن شده است.