۴ نوع آجر نسوز کوره

یکی از پرکاربردترین مصالح برای ساخت پوشش کوره‌ها آجر نسوز کوره است. بافت این گروه از آجرها تراکم  ساختاری بالایی دارد و همین موضوع یکی از دلایل اصلی مقاومت بسیار زیاد آنها در برابر آتش محسوب می‌شود. بد نیست بدانید در هنگام ساخت این گروه از آجرها دمای کوره را تا ۲۷۳۰ درجه فارنهایت بالا می‌برند. در کوره‌های مخصوص ساخت استیل و سایر مواد فلزی تنها از این آجرها می‌توان استفاده کرد. در ادامه به بررسی  این گروه از آجرها و انواع آنها خواهیم پرداخت.

انواع آجرهای مقاوم در برابر حرارت

 به‌طورکلی آجرهای نسوز را می‌توان باتوجه‌به شکل و جنس آنها در دسته‌های مختلف قرار داد. در اکثر مواقع آجرهای مقاوم در برابر حرارت را بر اساس مواد تشکیل‌دهنده آنها گروه‌بندی می‌کنند. آجر شاموتی، آجر سیلیسی، آجر قلیایی و آجر آلومینا همگی از انواع شناخته شده آجرهای نسوز محسوب می‌شوند. هر یک از این آجرها باتوجه‌به مواد تشکیل‌دهنده‌شان ویژگی‌های مختص به خود را دارند. از دیگر راه‌های دسته‌بندی آجر نسوز کوره می‌توان به طبقه‌بندی آنها باتوجه‌به شکل اشاره کرد.

در صورت طبقه‌بندی آجرهای نسوز بر اساس شکل می‌توان آنها را در دودسته کلی آجر با شکل پیش‌فرض و آجر بدون شکل قرار داد. هر یک از این آجرها در کوره‌های مختلفی به کار می‌روند. کارخانه سازنده آجر کوره با شکل پیش‌فرض، این آجرها را باتوجه‌به استانداردهای از قبل تعیین‌شده می‌سازد. آجرهای بدون شکل مشخص نیز کاربردهای بسیار زیادی دارند. این گروه از آجرها باتوجه‌به درخواست مشتری می‌توانند به‌صورت سفارشی طراحی شوند.

به دلیل عدم نیاز به شکل‌دهی در فرایند ساخت این نوع آجر نسوز کوره، انرژی موردنیاز برای ساخت به طور قابل‌توجهی پایین می‌آید. مصرف سوخت کمتر باعث قیمت پایین‌تر آجر نسوز کوره هم شده است. همچنین سازندگان برای ساخت آجرهای بدون شکل مشخص به تجهیزات ساده‌تری نیاز دارند. در نهایت این نوع آجر معمولاً در حدود ده تا پانزده درصد از آجرها با شکل پیش‌فرض ارزان‌تر هستند و اثرات زیست‌محیطی مخرب آنها نیز کمتر است.

این مقاله را حتما ببینید: آجر نسوز در کجا به کار می رود؟

آجر مقاوم در برابر حرارت از نوع شاموتی و سیلیسی

همان‌طور که پیش‌تر به این موضوع اشاره کردیم در اکثر طبقه‌بندی‌های رایج آجرهای نسوز را بر اساس مواد تشکیل‌دهنده آنها در گروه‌های مختلف قرار می‌دهند. آجر سیلیسی یکی از انواع آجر نسوز کوره به‌حساب می‌آید. برای ساخت این گروه از آجرها باید از ماده شیمیایی سیلیسیوم اکسید استفاده شود. در واقع این ماده بیش از نود درصد از ساختار این گروه از آجرها را تشکیل می‌دهد.

این نوع آجر توانایی مقاومت در دمای بالا تا حد ۳۰۰۰ درجه فارنهایت را دارد. در بسیاری از صنایع نیازمند به دمای بالا مانند صنعت تولید مصالح ساختمانی از این نوع آجر کوره استفاده می‌شود. در ساختار آجر سیسیلی از مواد اسیدی نیز استفاده می‌کنند؛ ازاین‌جهت مقاومت آنها در محیط با پی‌اچ بیشتر از هفت چندان بالا نیست.

آجر شاموتی در مقایسه با انواع آجر مقاوم در برابر حرارت هزینه تولید کمتری دارد. این موضوع دلیل اصلی محبوبیت این گروه از آجرها محسوب می‌شود. هزینه تولید آجر شاموتی نزدیک به سی درصد از آجر سیلیسی پایین‌تر است.

از نقاط ضعف آجرهای شاموتی می‌توان به انتقال حرارت ضعیف آنها اشاره کرد. در واقع توانایی انتقال حرارت این گروه از آجرها به طور قابل‌توجهی از سایر آجرهای مقاوم در برابر حرارت مانند آجرهای سیلیسی پایین‌تر است. بااین‌وجود این گروه از آجرها در دماهای ۲۵۰۰ درجه فارنهایت نیز از خود مقاومت قابل قبولی نشان می‌دهند؛ به همین دلیل برای فرایندهای با دمای پایین‌تر، به دلیل قیمت کمتر از این گروه آجرها استفاده می‌شود.

آجرهای مقاوم در برابر حرارت با ساختار قلیایی

در ساختار این نوع از آجر نسوز کوره از مواد شیمیایی با پی‌اچ بالاتر از هفت استفاده می‌شود. ماده شیمیایی مورداستفاده در ساخت این گروه از آجرها از magnesite با ساختار MgCO3 است. باتوجه‌به ساختار قلیایی این گروه از آجرها مقاومت آنها در محیط‌های قلیایی بسیار بالاتر از آجرهای با ساختار اسیدی خواهد بود. این آجرها در برابر حرارت نیز مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند و تا دمای ۳۲۰۰ درجه فارنهایت نیز ساختار خود را حفظ می‌کنند.

به دلیل ساختار بسیار مقاوم این گروه از آجر نسوز کوره بسیاری از سازندگان فولاد در کوره‌های خود از این گروه آجرها استفاده می‌کنند. در صورت نیاز می‌توان مقاومت این گروه از آجرها را بالاتر هم برد. در واقع با افزودن کروم اکسید یا زنگ آهن مقاومت حرارتی این آجر در حدود پانزده درصد بالاتر خواهد رفت. تولیدکنندگان این آجر باتوجه‌به کاربرد موردنظرشان مواد شیمیایی مختلفی را برای افزایش مقاومت این آجرها در فرایند ساخت مورداستفاده قرار می‌دهند.

مدل‌های جدید آجر نسوز شومینه ۲۰۲۲

آجر مقاوم در برابر حرارت از جنس آلومینا

در ساختار این گروه از آجرها از اکسید آلومینیوم استفاده می‌کنند که در خاک یافت می‌شود. برای ساخت آجر نسوز کوره از نوع آلومینا باید مقادیر بسیار بالایی از این ماده مورداستفاده قرار گیرد. مقاومت دمایی و فیزیکی این گروه از آجرها بسیار بالاست. در برخی از مواقع نیز این نوع آجر را به دلیل مقاومت بسیار بالای آن در برابر فشارهای فیزیکی انتخاب می‌کنند. هرچه درصد آلومینای مورداستفاده در ساختار این گروه از آجرها بالاتر باشد، مقاومت آنها در برابر فشار نیز بیشتر خواهد بود.

با استفاده از آجر مقاوم در برابر حرارت میزان انرژی موردنیاز برای بالابردن دمای کوره به طور قابل‌توجهی کاهش خواهد یافت. آجرهای نسوز معمولاً مقاومت و طول عمر بسیار بالایی دارند. رایج‌ترین نوع آجر آلومینا دارای هفتاد درصد از این ماده شیمیایی در ساختار خود است. از این نوع آجر در برخی از کوره‌های ذوب فولاد استفاده می‌شود. ذکر این نکته حائز اهمیت است که برای کوره‌های با ظرفیت بالا جهت ساخت فولاد، باید از آجرهایی با درصد بالاتر آلومینا استفاده شود.

پیشنهاد سردبیر: آجر نسوز

نتیجه‌گیری

آجر نسوز کوره دارای انواع مختلفی است. این گروه از آجرها را می‌توان بر مبنای شکل یا مواد تشکیل‌دهنده آنها در گروه‌های مختلفی قرار داد. از میان انواع آجر نسوز می‌توان به آجر سیلیسی، آجر قلیایی، آجر شاموتی و آجر آلومینا اشاره کرد. هریک از انواع ذکر شده دارای ویژگی‌های متفاوتی هستند. ارزان‌ترین نوع آجر مقاوم در برابر حرارت، آجر شاموتی است. این گروه از آجرها مقاومت کمتری هم در برابر حرارت دارند. آجر آلومینا علاوه بر مقاومت در برابر حرارت در برابر فشار فیزیکی نیز مقاوم است. نمونه پروژه انجام شده آجر نسوز را در پیج اینستاگرام مدرن آتی ببینید.