دیرگدازها در صنایع فولادسازی
1- مقدمه
کلیه صنایع و کارخانجاتی که دارای راکتورهای گرمائی بوده و به طرق مختلف در مرحله ایی از فرآیند تولید در تماس مواد با درجه حرارت بالا می باشند لازم است که دیواره کوره ها ، مخازن ، بونکرها ، لوله ها ، راهگاهها و ظروف حمل و نقل که حاوی مواد داغ و گداخته می باشند با مواد دیرگداز پوشانده شوند دیرگدازها یا مواد نسوز به اکسید های فلزی و شبه فلزی گفته می شود که دارای نقطه ذوب بالابوده و به صورت آجر ، ملات ، پودر و قطعات شکل داده شده مصرف می شوند این مواد بستگی به اجزاء تشکیل دهنده دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیائی و کاربردهای متفاوتی می باشند بطور میانگین 70 درصد مواد دیرگداز در جهان در صنایع فولادسازی 7 درصد در صنایع سیمان و آهک ، 7 درصد در صنایع سرامیک ، 40 درصد در صنایع شیشه سازی ، 3 درصد در صنایع غیر آهنی و 9 درصد به طور متفرقه مصرف می شود و به این دلیل است که مواد دیرگداز در صنایع فوق از اهمیت ویژه ای برخورد دار است و بدون آن ادامه روند در این صنایع غیر ممکن می باشد .
2- تقسیم بندی مواد دیرگداز :
مواد دیر گداز از جنبه های مختلف دسته بندی می گردند چنانچه براساس ترکیب شیمیائی باشد به مواد اسیدی ، خنثی و بازی تقسیم می شوند و از نظر روش تولید به مواد دیرگداز پرس خشک ، اکستروژن ، ریخته گری و از جنبه درجه حرارت به دیرگدازهای معمولی ( 0C 1770- 1550 ) دیرگدازهای درجه حرارت بالا ( 2000-1770 ) و دیرگدازهای خیلی بالا ( بالای 2000 درجه سانتیگراد ) تقسیم بندی می گردند .
آنچه متداول تر است تقسیم بندی شیمیائی می باشد .
2-1- مواد دیرگداز اسیدی
متداول ترین مواد دیرگداز اسیدی سیلیس ( Sio2 ) می باشد این ماده به صورت طبیعی و به اشکال گوناگون و با فراوانی مختلف مانند کوارتز در طبیعت یافت می شود . از جمله مواد دیر گداز اسیدی آلومینوسیلیکاتها را می توان نام برد .
2-2- مواد دیرگداز بازی ( قلیائی )
دولومیت ( Cao- mgo ) ، منیزیت ( Mgo ) و کرم منیزیت از متداول ترین مواد دیرگداز بازی می باشند که کاربرد زیادی خصوصاً در صنایع فولادسازی دارا می باشند
2-3- مواد دیرگداز خنثی :
مواد دیرگداز خنثی برای جدا نمودن مواد دیرگداز اسیدی و بازی استفاده می شود کرومیت از متداول ترین مواد دیرگداز خنثی می باشد که برای مجزا نمودن آستربازی و آستر اسیدی استفاده می شود .
3- دیر گدازهای مصرفی در فولادسازی
مصرف مواد دیر گداز در صنایع فولادسازی بستگی به محل مصرف و شرایط
بهره برداری از لحاظ ترکیب شیمیائی و شکل ماده متفاوت می باشند . این مواد به صورت آجر و مواد بی شکل در آستر کوره ها ، پاتیل ها ، تاندیش ها و راهگاههای تخلیه استفاده می گردند انواع مواد دیرگداز مصرفی در صنایع فولادسازی شامل مواد نسوز عایق ، مواد نسوز دولومیتی ، منیزیتی ، کرم – منیزیت ، مواد بی شکل ، مواد گانینگ
می باشند .
3-1- مواد دیرگداز عایق :
بطور کلی خاصیت اصلی این مواد این است که قابلیت هدایت حرارتی آنها کم
و این خاصیت ناشی از تخلخل زیاد آن می باشد که دراین مواد وجود دارد .
این مواد عمدتاً به خاطر جلوگیری از افت حرارتی کوره ها و پاتیل ها کاربرد دارند .
3-2- مواد دیرگداز آلومینوسیلیکاتی
خاک رس تشکیل دهنده این نوع دیرگداز می باشد که مقدار آلومین آن 35 الی 75 درصد متغیر است دیرگدازهای شاموتی با 25 الی 45 درصد آلومین به عنوان مقاوم در مقابل انتقال حرارت که در برابر شوک حرارتی حساس هستند در سلولهای کوره های کک و دیواره بیرونی پاتیل ها استفاده می شود با افزایش میزان AL2o3 دراین نوع دیرگدازها نقطه ذوب آن افزایش و کاربرد وسیعی در کوره بلند و فولادسازی
دارا می باشند .
3-3- نسوزها منیزیتی :
منیزی در طبیعت به صورت کربنات مینزیم و هیدرات منیزیم می باشد که از حرارت دادن این مواد Mgo تولید می شود .
در حال حاضر اکثر منیزی دنیا از آب دریا بدست می آید دیرگدازهای منیزیتی کاربرد فراوانی در کوره های فولادسازی ، میکسرها ، کنورتورهای سرب ، مس و نیکل دارد . منیزی به عنوان یک دیرگداز بازی دارای نقطه ذوب بالائی می باشد .
3-4- مواد دیرگداز دولومیتی :
کربنات مختلط منیزیم و کلسیم دراثر تکلیس تبدیل به اکسید منیزیم و آهک می گردد مخلوط این دو اکسید خاصیت دیرگدازی و بطور کلی دارای نقطه ذوب بالا می باشد عیب این نوع دیرگداز جاذب رطوبت بودن آنها است .
4- تولید و مصرف دیرگدازها در ایران و جهان
صنعت تولید مواد دیرگداز در ایران همزمان با صنعت سیمان ایجاد گردید و برای اولین بار در سال 1318 کارخانه نسوز امین آباد در تهران با ظرفیت روزانه 5 تن مواد دیرگداز آغاز به کار و با تأسیس کارخانه ذوب آهن اصفهان نخستین کارخانه بزرگ مکانیزه تولید مواد دیر گداز در این کارخانه با تولید اولیه 24 هزار تن آجر شاموتی و 15 هزار تن محصولات قلیائی و انواع جرم احداث و در سال 1352 راه اندازی گردید تاسال 1357 در ایران حدود 60 هزار تن مواد نسوز تولید می گردید . پس از انقلاب با توسعه صنعت دیرگداز و احداث کارخانجات جدید ظرفیت تولید مواد دیرگداز درایران افزایش یافت و جمع ظرفیت اسمی تاپایان سال 1383 مقدار 330000 تن بوده است . درسال 82 251000 تن مواد دیرگداز در ایران تولید شده و پیش بینی می شود که طی سال 83 به مقدار 295000 تن افزایش یابد. ایران با در اختیار داشتن سهمی بیش از یک درصد تولید جهانی مواد دیرگداز ، رتبه اول را در میان کشورهای خاورمیانه به خود اختصاص داده است و پس از ایران مصر و عربستان در رتبه های بعدی منطقه می باشند مصرف مواد دیرگداز درجهان دارای یک روند نزولی می باشد که این کاهش مصرف در کشورهای صنعتی سرعت کمتری نسبت به کشورهای در حال توسعه دارد . عوامل مؤثر برکاهش مصرف مواد نسوز را بشرح زیر می توان نام برد .
- استفاده هر چه بیشتر از فنون تعمیرات موضعی در جداره کوره و پاتیل ها مانند روشهای تعمیر با کاربرد جرمهای پاشیدنی
- کاربرد هر چه بیشتر مواد اولیه بازیابی شده از مواد دیرگداز مستعمل برای تولید محصولات جدید .
- تغییر طراحی دستگاهها و راکتورها و تغییرات در تکنولوژی و فرآیندهای فولادسازی برای کاهش هزینه ها
- جایگزینی محصولات دیرگداز سنتی با محصولات پر کیفیت مانند کامپوزیتها و سرامیکهای غیر اکسیدی
- استفاده روز افزون از مواد نسوز بی شکل به جای محصولات شکل داده
مانند آجرها
- تولید روز افزون محصولات تخصصی برای مصارف خاص و جایگزینی محصولات عمومی
مصرف مواد دیرگداز در صنایع فولادسازی در کشورها و کارخانجات مختلف بستگی به فرآیند تولید فولاد متفاوت می باشد و بطور میانگین در سالهای اخیر برای تولید یک تن فولاد حدود 15 کیلوگرم نسوز مصرف می شود که این مقدار در کشورهای در حال توسعه مانند هند 11 کیلوگرم در آمریکا حدود 8 کیلوگرم می باشد در کشورهای روسیه و چین که از فرآیندهای سنتی در تولید فولاد استفاده می گردد این مقدار بالاتر است در کارخانجات فولادسازی ایران نیز مصرف مواد دیر گداز با میانگین جهانی فاصله چندانی ندارد به عنوان نمونه مصرف مواد دیرگداز در مجتمع فولاد مبارکه از 71/20 کیلوگرم در سال 1380 به 67/15 کیلوگرم در سال 1382 کاهش یافته است سهم واردات درمصرف مواد دیرگداز در ایران طی سال 1381 مقدار 5/5 درصد ، شرکت فرآورده های نسوز آذر 38 درصد ، نسوز ایران 7/18 درصد ، نسوز پارس 12 درصد ، نسوز تبریز
1/8 درصد ، دیرگداز ایران 7/6 درصد و سایر تولید کنندگان 11 درصد بوده اند .
براساس اطلاعات موجود 65 درصد مواد دیرگداز در ایران در صنایع فولادسازی
8 درصد در صنایع سیمان ، 7 درصد در صنایع پتروشیمی ، 6 درصد در صنایع
غیر آهنی ، 5 درصد در صنایع سرامیک و 10 درصد در سایر صنایع مصرف می شوند با احتساب میانگین جهانی در مصرف دیرگداز در برنامه تولید 20 میلیون تن فولاد نیاز به 300 هزار تن مواد دیرگداز می باشد و اگر سایر صنایع نیز مطابق رشد فولاد افزایش ظرفیت داشته باشند درسال 2009 کشور نیاز به 500 هزار تن مواد دیرگداز
خواهد داشت .
نتیجه گیری :
مصرف مواد دیرگداز در صنایع فولادسازی از لحاظ وزنی کاهش یافته که به علت پیشرفت های کیفی در تولید مواد دیرگداز و تغییرات تکنولوژی در تولید فولاد می باشد در ایران با توجه به ظرفیت های موجود در تولید مواد دیرگداز و معادن منیزیت ، کرومیت و دولومیت و منایع انرژی ارزان توان به القوه در تولید مواد دیرگداز براساس نیاز صنایع مختلف وجود دارد و با توجه به وجود بازار مصرف در کشورهای منطقه لزوم دستیابی به بازارهای صادرات را می طلبد .
:: برچسب‌ها:
دیرگدازها
صنایع فولادسازی
