نسوزهاي داخل كوره سيمان
نسوزهاي داخل كوره سيمان
مواد نسوز: 
     به موادي اطلاق مي گردد كه در بالاتر از 1500 درجه به شكل خميري در مي آيند. مصارف اين مواد به دو صورت كلي شكل دار و بي شكل در كليه صنايعي است كه توليد در آنها به حرارت هاي زيادي نياز دارد از قبيل صنايع آهن و شيشه و . . .
   بررسي ها نشان مي دهد كه در حدود 3/2 از اين مواد در صنايع آهن و فولاد مصرف مي گردد

فراورده های نسوز بی شکل:

عامل بسيار اساسي در گسترش و توسعه كوره ها شكل آجر هاي نسوز است. در هر صورت بكارگيري آجرهاي نسوز همواره موارد محدود كننده اي را شامل مي گرديد. يكي از اين موارد مصرف ملات در بين آجرها بعنوان اتصال دهنده آنها بود كه آسيب پذيري آستر نسوز در برابر شوك هاي حرارتي را بيشتر مي نمود. مشكل ديگر پيچيده تر شدن طرح كوره ها بود كه لزوم توليد شكل هاي بسيار مخصوص آجرها را ايجاب مي نمود . عامل سوم مشكل بودن تعميرات و لكه گيري آستر نسوز بود كه به لق شدن آجرهاي قسمت هاي سالم مي انجاميد
 
فاز مذاب و نقش آن در آستر هاي نسوز
 
در كنار عوامل فرساينده حرارتي و مكانيكي ,ساير عوامل٫ مانند واكنش بين آستر نسوز و فاز مايع كلينكر ,مواد داخل كوره٫و يا غبارها و آتمسفر داغ كوره باعث فرسايش آستر نسوز مي گردند. اين فرسايش معمولا بصورت نفوذ تدريجي اين فاز ها و در نتيجه تغيير رفتار ترموديناميكي آستر نسوز در مي آيند. افزايش مقاومت آستر نسوز در برابر نفوذ مايع  به كمك روش هاي مخصوص در توليد و بهره برداري امكان پذير است
 
مواد اوليه فراورده هاي نسوز

 

1.منيزيت زينتره
   منيزيت طبيعي ماده اي است معدني كه نوع خالص آن از 47.8% اكسيد منيزيم و 52.2%انيدريد كربنيك تشكيل شده است. مي توان دو دسته كلي منيزيت طبيعي منيزيت سنتيك نام برد
 
2 منيزيت ذوب شده
    در اين حالت با انرژي الكتريكي عمليات تبديل ماده خام به محصول مناسب مصرف در كوره هاي higgins صورت مي پذيرد . در اين فرايند هر نوع منيزيت عاري از مواد فرار مانند آب يا كربن را مي توان مصرف نمود. به علت بالا بودن هزينه انرژي الكتريكي  هزينه توليد اين نوع منيزيت بسيار بالا و لذا داراي موارد مصرف ويژه است.محصول ايجاد شده در اين روش داراي اندازه كريستالي درشت و دانسيته حجمي بسيار بالا و مقادير تنظيم شده سيليكات هاي ثانوي است . در اين نوع منيزيت معمولا نسبت آهك به سيليس 2:1 يا بالاتر است
 
3 دولوميت
اين ماده كربنات مضاعف كلسيم و منيزيم مي باشد .ماده اوليه استخراج شده از معدن بايد در حرارت هاي بالا پخته شود تا به حالت مناسب مصرف با دانسيته بالا و اكسيد هاي جنبي بي اثر تبديل گردد. عمليات پخت معمولا در كوره هاي دوار يا قاعم انجام مي پذيرد. بعضي از اين مواد را دوبار مي پزند يا به غبارت ديگر در حرارت هاي پايين كلسينه نموده , دانه بندي كرده و سپس در حرارت هاي بالا در كوره هاي دوار يا قاعم مي پزند
4 اوليوين
مخلوطي از كاني هاي فورستريت و فاياليتبه صورت محلول جامد مي باشد به علت درجه خلوص بالاي اين ماده و عدم حضور مواد فرار و نيز دانسيته بالا و پايداري زياد نياز به كلسيناسيون اوليه قبل از مصرف ندارد
 
5 كروميت
    اين ماده عمدتا به صورت طبيعي يافت مي گردد جزء انواع اسپينل هاي طبيعي است. اين دسته از مواد داراي ويژگي هاي مانند نقطه ذوب بالا , پايداري حرارتي خوب و مناسب بودن انبساط حرارتي هستند .
2O4(Cr,Al,Fe3+)(Mg.Fe2+)
 
6 گروه مواد منيزيت-كروميتي
   مخلوط دو ماده منيزيت و كروميت با نسبت هاي خاص داراي نسوزندگي بسيار بالا ومقاومت زياد در برابر سرشكن شدن و استحكام مكانيكي عالي در حرارت هاي بالا مي باشند
7 اسپينل آلومينات منيزيم
    جايگزين مناسب براي سيستم منيزيت-كروميت-اسپينل آلومينات منيزيم سنتتيك است كه از مخلوط آلومين سنتتيك و منيزيت توليد مي گردد . اين اسپينل به فرمول MgO.Al2O3 در بازار مصرف به دو فرم زينتره شده يا ذوب شده وجود دارد اين ماده حاوي 70% از Al2O3 و 30% MgO است
 
8 مواد اوليه آلوميني
     در اين مواد تشكيل دهنده اصلي اكسيد آلومينيم مي باشد.ياقوت طبعي نيز حاوي آلومين مي باشد. از ويژگي هاي اين مواد،مقاومت بالاي آنها در برابر سايش  است، ضمن آنكه هيچ واكنشي با كلر و فلوئور نمي دهند.پس از سيليس،تشكيل دهنده عمده پوسته زمين بوده،ولي همواره بصورت سيليكات وبندرت بصورت خالص يافت مي گردد.نقطه ذوب بالاي آن در( °c‘2050)،آنرا جزء مواد اوليه مهم فرآورده هاي نسوز ساخته است.اين ماده از نظر شيميايي خنثي مي باشد،وبه عنوان يك ماده دوخصلتي شناخته شده است،زيرا در اثر واكنش با سيليس(اسيدي)ايجاد موليت(3Al2o3.2sio2)و در اثر واكنش با Mgo(قليايي)توليد اسپينل(Mgo.Al2o3)مي نمايد.
 
9 سيليكات هاي طبيعي آلمينيوم
  بخش مهمي از مواد مصرفي از نسوز شامل بوكسيت و كائولن هاي بوكسيت و دياسپور و آندالوزيت و سيليمانيت و كيانيت تشكيل مي دهند . درصد آلومين در محصول كلسينه شده 60% تا 90% است
 
10 خاك هاي نسوز
    اگرچه اين دسته از مواد نسوز جزء اولين گروه از مواد مصرفي در اين صنعت است ولي افزايش درخواست براي انواع جديدتر از مصرف آنها كاسته است اما هنوز از اجزاء ضروري نسوز مي باشد
 
11 سيليس طبيعي
    اين ماده عمدتا به صورت كوارتز در طبيعت يافت مي گردد . انجام عمليات حرارتي بر روي اين ماده به تشكيل كاني هاي مختلفي  منجر مي شود مانند كوارتز سيليس طبيعي در نسوز بايد بالاتر از 99% از SiO2 را دارا باشد.
 
12 سيليس ذوب شده
    اين ماده در اثر ذوب سيليس خالص و بسيار مرغوب در كوره هاي الكتريكي توليد مي گردد.
     در اين عمليات سيليس به ماده شيشه اي آمورف تبديل مي شود  و تفاوت اساسي نسبت به سيليس دارد مانند پايين بودن هدايت حرارتي و خلوص زياد و مقاومت زياد در برابر شوك هاي حرارتي
 
13 كربور سيلسيم(sic):
    اين ماده بوسيله ذوب مخلوط دانه هاي سيليسي وكوك دركوره هاي
    الكتريكي حاصل مي گردد.داراي سختي بسيار بالا،هدايت حرارتي بالا،مقاومت بسيار عالي در حرارت هاي بالابه ويژو در برابر شوك هاي حرارتي است.
 
14 زير كون:
    از سوزندگي بسيار عالي برخوردار بوده،وزن مخصوص آن در برابر سايرانواع نسوز بسيار بالاست.زير كينا:اكسيد زير كونيم،يكي ازعوامل گسترش توليد اين ماده مصرف آن در صنايع توليد مواد نسوز است. نقطه ذوب بالا و مقاومت ممتاز در برابر خوردگي و سايش آنرا براي بسياري از سيستم هاي نسوز،ايده آل مي سازد.
 
15 گرافيت:
    به عنوان بهترين نسوز طبيعي معرفي شده،علاوه بر سوزندگي عالي در شرايط احيا،فرم طبيعي آن داراي هدايت حرارتي بسيار بالا،انبساط حرارتي پايين،مقاومت خوب در برابر مواد روانساز،مقاومت عالي در برابر تنش هاي حرارتي و استحكام فزاينده در حرارت هاي بالا مي باشد.
 
چسب هاي مخصوص نسوز كاري در كوره هاي دوار

 

امروزه در آجرچيني كوره هاي دواربزرگ عمدتاً ازچسب استفاده
مي گردد.اين چسب ها معمولاًً دو جزئي و بر مبناي رزين سنتتيك مي باشد.
 
انواع چسب
چسب هاي اپوكسي رزين
   اين چسب ها معمولاً داراي يك جزء پليمر خطي با بنيان هاي اپوكسيد در دو انتها بوده و بنيان هاي شاخه هاي مياني آنمعمولاًپلي آميد يا پلي آمينوآميد مي باشند.انواع پلي آميد معمولاً پس از گيرش سخت شده،در حاليكه انواع پلي آمينوآميد معمولاً نرم مي مانند.اين چسب ها براي انواع سطوح سخت مصرف مي گردند.
 
چسب هاي پلي اوريتن
  اين چسب ها دو جزئي بوده،و در حرارت هاي پايين معمولاًيك زودگير(جزء سوم)نيز به آنها اضافه مي گردد.جزء اول اين چسب ها معمولاً از رزين هاي پلي استر اشباع شده خطي يا شاخه دار تشكيل شده،در حاليكه جزء دوم آنها معمولاً پلي ايزوسيانات مي باشد.معمولاًچسب پلي اوريتن سخت(بدون حلال)براي سطوح سخت بكار مي رود.عامل اتصال فعاليت گروه ايزوسيانات با آب جذب شده در سطح مي باشد.اما اگر ميزان رطوبت سطحي زياد باشد،اين واكنش جانبي روند طبيعي گيرش چسب را مختل نموده و به ايجاد كف منجر مي گردد.با تغيير نسبت رزين-هاردنر ويسكوزيته چسب نيز تغيير مي نمايد.
 
چسب هاي پلي استر
  اين چسب ها حاوي رزين هاي پلي استر خطي اشباع نشده،كه در اثر حضور كاتوليت(پراكسيدها)فعال گشته و ايجاد پليمر مي نمايند،مي باشند.اين واكنش با اضافه شدن كاتوليت به رزين،حتي اگر اختلاط كامل نباشد،انجام مي پذيرد.لذا معايب ناشي از عدم اختلاط كامل در اين چسب ها وجود ندارد.
 
چسب هاي پلي اكريليت
در اين چسبها از پلي اكريليت پليمر شده استفاده مي گردد.با تغيير نسبت پلي متيل اكريليت به پلي اكريليت،ويسكوزيته چسب تغيير مي نمايد.بعضي از انواع اين چسب ها داراي چسبندگي بسيار خوب در سطوح صيقلي مي باشند.
 
پخت مواد نسوز

 

آبگيري-تكليس و خنثي شدن
زينترينگ
 
طراحي نسوز كاري كوره
درز هاي انبساطي- بدليل انبساط آسترهاي نسوز در اثر افزايش درجه حرارت لازم است تا در هنگام نسوزكاري درزهاي انبساطي مناسب در نظر گرفته شود
   انبساط حرارتي معادل حاصلضرب متوسط درجه حرارت سطح داغ و سرد آستر نسوز در ضريب انبساط حرارتي و ضخامت آستر در نظر گرفته و از آن مقدار انقباض حاصل از خروج رطوبت را كم مي نمايند

 

انواع آجرهاي مصرفي

 

آجرهاي نسوز متداول در امريكاي شمالي بر اساس شكل زير در سه نوع بلوك (RKB)و كماني(Arch)و گوه اي وجود دارند.                                                                                                                                                                                  
lاز طرف ديگر در كشور هايي كه از سيستم متريك استفاده مي كنند دو استاندارد VDZ و ISO براي آجرهاي نسوز كاربرد دارند.
 
مكانيزم تشكيل كوتينگ در كوره هاي سيمان

 

الف – آجرهاي آلومينا سيليكاتي :
     اتصال كوتينگ با اين آجرها از فازهاي C2S آنورتيت وگهلنيت تشكيل مي گردد . اين اتصال تا 1350 درجه پايدار است . با رسيدن به 1450 درجه مقدار فاز مذاب آنقدر بالا رفته و ويسكوزيته مايع حاوي آنورتيت و گهلنيت آنقدر پايين مي آيد كه كوتينگ شسته مي  شود.
 
ب – آجر قليايي:
     مذاب كلينكر با فاز فورستريت (M2S)در اين آجر تركيب و در 1320 درجه فازهاي C2Sو CAو MgO مي دهد به طوريكه دو فاز اولي در بخش كلينكر و فاز دومي در بخش آجر قرار مي گيرد
 
مكانيزم ريزش كوتينگ

 

ايجاد فاز مايع FeO و انبساط حاصل از تشكيل گرافيت
                                                   Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2 
     2Co2+2Fe↔2CO+2FeO   
  2CO↔C+CO2   
─
Fe2O3+3CO↔2CO2+2FeO+C  
انبساط حاصل از تشكيل Fe3C  كه باعث افزايش حجم به ميزان 14.8% مي شود
    3Fe+C=Fe3C
lيجاد گرافيت و انبساط حجمي
  CO2+2Fe=2Feo+C 
 
معيارهاي نسوزكاري در كوره هاي دوار سيمان

 

 
محل مصرف
تركيب شيميايي
نسوزندگي تحت بار
استحكام مكانيكي
ملاحضات
Al2O3%
نسوزندگي تحت بار
استحكام مكانيكي
دودكش
پيش گرمكن
منطقه كلسيناسيون
برزخ
منطقه پخت
خنك كن
رينگ ورودي
رينگ خروجي
سر كوره
خنك كن (كولر)
اطاق غبار
2.5
2.5
2.5
9
0.8
2
2.5
2
2
2.5
2.5
1300
1350
1400
1600
1700
1500
1300
1500
1500
1300
1300
25
25
25
30
40
50
25
50
50
50
25
در t<300 مقاوم در برابر اسيدها
آجرهاي شاموتي
آجرهاي آلوميني
آجرهاي منيزيت كروميتي
آجرهاي دولوميتيآجرهاي غني از آلومين
آجرهاي شاموتي
آجرهاي غني از الومين
آجرهاي غني از الومين
آجرهاي اسيدي شاموتي
آجرهاي شاموتي براي قسمت هاي تحت فرسايش


تاريخ : چهارشنبه سوم فروردین ۱۳۹۰ | 12:40 | نویسنده : علیرضا حسینی |
طراح قالب : پیچک | Weblog Themes By : Pichak.net