تعریف نسوزها و یا مواد دیرگداز: به موادی گفته می شود که نقطه خمیرشدن آنها بالاتر از 1520 درجه سانتیگراد باشد . نقطه خمیرشدن را با مخروط زگرمی سنجند . مخروط های زگر ازمواد دیرگداز ساخته می شوند ودارای نقطه خمیرشدن مشخصی هستند . برای تعیین نقطه خمیری شدن یک آجر دیرگداز معمولاً آنرا به شکل مخروط زگر با همان ابعاد استاندارد در آورده ودرکوره مخصوصی که بتوان اجسام را درحین حرارت دادن رویت کرد قرار می دهند .

دور نمونه را مخروط های زگر با شماره های مختلف می چینند. درحین بالا بردن دمای کوره ، دائماً وضعیت داخل را مشاهده می کنند . آنگاه نمونه مخروط ها را پس ازسرد شدن از کوره خارج می کنند ووضعیت مخروط های ذگررا مورد بررسی قرار می دهند . هر کدام ازمخروط ها که ازنظر خم شدن راس وقرار گرفتن آن درسطح قاعده به شکل نمونه در آمده باشد ، شماره دیر گدازی آجر مورد نظر با شماره آن مخروط زگر ( که قابل تبدیل به درجه سانتیگراد است ) مساوی خواهد بود .

این نوع آجرهاازنوع اسیدی هستند وماده اصلی آنها sio2 است که نقطه ذوب آن c1723 است. sio2 ، 98- 93 % این آجرها راتشکیل می دهند . مواد اولیه آجرهای سیلیسی عمدتاً ازکوارتز یاکوارتزیت تشکیل می شود. کوارتزخالص درطبیعت چندان زیاد نیست وگران است . اما کوارتزیت که ازدانه های ریز کوارتز که به وسیله سیمان کوارتزی ( آمرف همراه با دانه های بسیار ریز ) به هم متصل شده اند تشکیل شده است . کوارتزیت به فراوانی درطبیعت وجود داشته ونسبتاً ارزان است . درساخت آجرهای سیلیسی بیشتر از کوارتزیتی که حدود % 98 سیلیس دارد استفاده می شود.

آهک سبب تشکیل فاز شیشه ای شده وباعث چسبندگی ذرات کوارتز به هم میشود وبه عنوان کانی ساز عمل می کند . اما حضورمقدار کمی ازاکسیدهای دیگر نظیر AL2O3 باعث کاهش نقطه ذوب آجر وکم شدن مقاومت آن دردرجه حرارت های بالا می گردد. آهک برای آجرهای سیلیسی مفید اما AL2O3 وقلیایی ها مضرند . بنابراین آهک برای آجرهای سیلیسی مفید اما AL2O3 وقلیایی ها مضرند .

*کاربرد مواد دیرگداز در صنایع آهن و فولاد*

1ـ “ کاربرد مواد دیرگداز در صنایع آهن و فولاد”

حدود 70% کل تولیدات مواد نسوز در صنایع تولید آهن و فولاد مصرف می شود. بسیاری از تولید کنندگان فولاد در مراکز خود دارای پخش دیرگداز هستند که در این بخشها آزمایشهای متداول و معینی بر روی دیرگدازهای جدید دریافت شده انجام می دهند. بعضی از کارخانه ها نیز بخش های بزرگ تحقیقاتی دارند که در آنها تحقیقات مداومی بر روی ساخت انواع دیرگدازهای جدید صورت می پذیرد.

مذاب فلزات و سرباره اثرات مخربی بر روی آستر کوره های مورد مصرف در صنایع آهن و فولاد دارد. این مواد موجبات آلودگی، پوسیدگی، سائیدگی، شستن و حمل کردن آجرهای دیرگدازی را که ظاهراً باید در مقابل عوامل شیمیائی سخت و مقاوم باشند را فراهم می سازند. هدف اصلی طراحان و سازندگان مواد نسوز اینستکه موادی برای آسترها تهیه کنند که فلز و سرباره نه در آنها نفوذ نماید و نه با آنها وارد واکنش گردند. ایده آل این طراحان ساخت موادی است که بدون عیب بوده و مقاوم در مقابل شوکهای حرارتی باشند، البته آنها باید در عمل این ایده خود را تعدیل بخشند.

تولید آهن در کوره بلند

علیرغم احتمال وجود رقابتهائی از طرف روش احیا مستقیم در آینده، بنظر میرسد که استفاده از کورة بلند برای تهیه آهن خام لااقل برای سالهای زیاد دیگری همچنان متداول باقی بماند. شواهد و قرائن بسیاری تمایل بیشتر برای استفاده از کوره های بزرگتر از جانب تهیه کنندگان را نشان می دهد. استفاده از درجه حرارتهای بالاتر، دمش اکسیژن اضافی و کار در فشارهای بالاتر، شرایط انتخاب و کاربرد مواد نسوز بهتر، دقیقتر و بحرانی تری را فراهم می سازد.

کورة بلند عبارتست از یک سیلندر مخروطی فولادی که آستر آن بدلیل شرایط متفاوت ساختمان هر قسمت از کوره. توسط مواد دیرگداز مختلفی پوشیده شده است مواد شارژ شامل سنگ معدن آهن، کک و آهک از دهانه بالای کوره که می تواند تا حدود 36 متر نیز ارتفاع داشته باشد، وارد کوره بلند می گردد. هوای پیش گرم شده اغلب بهمراه مواد دیگری چون اکسیژن، بخار آب و دیگر گازها از میان لوله هایی بدرون توده شارژ دمیده می شود. در نتیجه این عمل کک سوخته و به CO₂ تبدیل می گردد و آهن موجود در سنگ معدن شارژ را احیاء کرده و به آهن فلزی تبدیل می کند. واکنش زیر محصول کوره بلند را نشان می دهد:

مذاب آهن تهیه شده در ته کوره جمع آوری می گردد تا اینکه یا مستقیماً تحویل کوره فولاد سازی شود و یا برای انجام عملیات بعدی، ریخته گری و سرد گردد.

کوره بلند بر اساس تبادل متقابل انرژیهای شیمیائی و حرارتی عمل می کند. علیرغم وجود بیش از یک قرن سابقه تحقیقاتی در مورد تهیه آهن توسط کوره بلند، اطلاعات مختصری دربارة توزیع درجه حرارت در هنگام کار این کوره ها موجود است. این امر مانع از عملکرد دقیق مواد دیرگداز بکار رفته در نقاط مختلف کوره می شود. بدنه، شکم و تنوره بخش های اصلی یک کورة بلند را تشکیل می دهد.( به شکل 1 توجه کنید). انتخاب دقیق مواد نسوز مناسب همراه با تعبیه سیستم خنک کننده در نقاط گرم کوره بخصوص نواحی شکم و بوته( محل جمع آوری مذاب) عمر کوره را افزایش می دهد اگر چه غالباً در اثر عملکرد عوامل مخرب ناشناخته، امکان بروز شکستهای ناگهانی وجود دارد.

گاز از ناحیه فوقانی کوره بلند خارج می شود و این در حالیست که در حدود 15ـ 10 گرم بر سانتیمتر مکعب گرد و غبار حاوی ذرات سنگ معدن آهن، کک و مواد روانساز را به همراه دارد. در بعضی موارد غلظت این گردو غبارها به حدود100 نیز می‌رسد. مجموعه ای از عوامل چون درجه حرارت بالا، گرد و غبار معلق در کوره و مواد ساینده ناشی از حرکت نزولی شارژ کوره از بالا به پائین، مدت عمر آستر را معین می سازد. از آنجائیکه این اعمال با سرعت های متفاوتی در قسمت های مختلف کوره صورت می پذیرد لذا طراح می باید برای نواحی مختلف، مواد نسوز متفاوتی را انتخاب نماید.

برحسب مواد دیرگداز بکار رفته برای کورة بلند دو ناحیة متفاوت را می توان تصور نمود:

الف) منطقة فوقانی که بحرانی ترین ناحیة این قسمت، بدنه کوره بلند است.

ب) منطقة تحتانی شامل قسمت های تنوره، کف، شکم و لوله های دمندة هوا و…

حدود تغییرات درجه حرارت در منطقة تحتانی با تقریب بسیار مابین C‌ْ 1800ـ1300 و در منطقة فوقانی بین C ْ1300ـ200 می باشد. منطقه تحتانی که اجباراً در آن مذاب به همراه سرباره وجود دارد و فعل و انفعالات موجود در درجه حرارتهای بالا صورت می پذیرد، موقعی می تواند پایدار بوده و عمل کند که آستر توسط جریان آب سرد خنک شود. نحوه ساخت منطقة فوقانی نیز باید بگونه ای باشد که در مقابل عملیات مکانیکی و خوردگی شیمیائی ناشی از گازها و بخاراتی که توسط شارژ ایجاد می شود مقاومت ورزد.

هنگامیکه کوره بلند در حال فعالیت می باشد تنورة آن در تمام طول عمرش تحت تأثیر مذاب آهن با درجه حرارتی حدود C ْ1500 و فشار قرار دارد. باین ترتیب تنوره بزودی از بین خواهد رفت.

#درصورت هر مشکل ما پشتیبان شما هستیم.