کاربرد مواد نسوز در صنعت فولاد و سیمان

مواد نسوز در صنعت فولاد و سیمان

مواد نسوز در جاهایی که حرارت زیاد است اهمیت زیادی دارند مثلا در کوره ها نسوزها در صنعت فولاد و سیمان در لایه های مختلف قرار می گیرند. علاوه بر این، نسوزها در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، نفت و گاز، پتروشیمی و بسیاری از صنایع دیگر کاربرد دارند. اما مهمترین آنها همانطور که گفتیم در صنعت فولاد است، به طوری که این صنعت حدود هفتاد درصد از مصرف مواد نسوز را به خود اختصاص داده است. به عبارت دیگر برای تولید هر تن فولاد حدود ده تا بیست کیلوگرم دیرگداز لازم است. این موضوع نشان دهنده اهمیت نسوزها در صنعت فولاد است.

نقش نسوزها در صنعت فولاد

مقاومت در برابر آتش در این صنعت بسیار مهم است. به طور کلی نسوزها در صنایع غذایی، گاز، سیمان، پتروشیمی، نفت، مواد غذایی و سایر صنایعی که با دمای بالا سر و کار دارند استفاده می شود. اما در ایران نسوزها بیشترین استفاده را در صنعت فولاد دارند.

مقادیر نسوزهای مورد استفاده در صنعت فولاد

برای هر تن فولاد تقریباً ده تا بیست و دو کیلوگرم نسوز مورد نیاز است. به عبارت دیگر، بیش از 450 هزار تن نسوز برای تولید 28 میلیون تن فولاد در صنعت استفاده می شود. لازم به ذکر است که برخی از صنایع فولادی در سال های اخیر بر کاهش میزان نسوز در تولید فولاد متمرکز شده اند، به عنوان مثال شرکت فولاد مبارکه توانسته میزان نسوز در هر تن را به کمتر از ده کیلوگرم کاهش دهد.

تاثیر نسوزها بر قیمت فولاد

با توجه به اینکه نسوزها در صنعت فولاد کاربرد فراوانی دارند، بنابراین بخش زیادی از کل هزینه فولاد مربوط به دیرگدازها است. لازم به ذکر است که قیمت نسوزها تنها به دلیل خرید آنها نیست، زیرا تمامی هزینه های صرف شده به دلیل لجستیک، نصب و تعمیر، انرژی و … در قیمت نهایی فولاد تاثیر بسزایی دارد.

ورق نسوز یکی از انواع مواد نسوز است که کاربردهای فراوانی دارد و برای تولید واشر یا عایق حرارتی در صنایع مختلف مانند صنایع نفت و پتروشیمی و نیروگاه ها کاربرد دارد.

استفاده از مواد نسوز در صنعت فولاد

همانطور که گفته شد دیرگدازها در صنعت فولاد و آهن از اهمیت بالایی برخوردار هستند به طوری که تقریبا 75 درصد نسوزها در تولید صنعت فولاد استفاده می شود. این مشکل باعث شده است که بخشی برای تولید مواد نسوز در صنعت فولاد وجود داشته باشد، این مکان می تواند آزمایشگاه های تحقیقاتی باشد. البته مواد نسوز شرکت های خاص خود را دارند که تامین کنندگان اصلی مواد نسوز با قابلیت تحمل دمای بالا و عدم واکنش با فلزات مذاب به حساب می آیند. لازم به ذکر است که مواد نسوز در کوره ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند، از این رو از مواد نسوز در ساختار لایه های مختلف کوره استفاده می شود.

کوره های صنعت فولاد به طور مداوم در معرض حرارت و دمای بسیار بالای مواد مذاب برای مدت طولانی قرار دارند. این مواد و دمای بسیار بالای آنها باعث پوسیدگی، سایش و آسیب های دیگر به لایه های کوره می شود که باعث آلودگی کوره، واکنش های شیمیایی، کاهش راندمان و کیفیت محصولات می شود. به همین دلیل شرکت های تولید کننده مواد نسوز تمام تلاش خود را می کنند تا محصولات مقاوم در برابر تغییرات دمایی بالا، نفوذناپذیر، غیر واکنشی با فلزات مذاب باشد تا کوره ها آسیب نبینند.

دیرگدازهای مخصوص کوره پاتیل

استفاده از آجرهای نسوز در دیوار کوره های فولادسازی روشی است که از قدیم الایام رایج بوده است اما امروزه از توده های اسپینل آلومینا استفاده می شود. لازم به ذکر است که به طور کلی هزینه هر کیلوگرم توده اسپینل اکسید آلومینیوم بیشتر از هر کیلوگرم آجر نسوز است، اما هزینه کل TCO برای هر جرم اسپینل تری اکسید آلومینیوم کمتر خواهد بود. به عبارت دیگر، کارخانه به طور سنتی از جرم 70 درصد اکسید آلومینیوم روی پلت فرم استفاده می کند و 70 درصد آن در دستورالعمل سازنده خارجی ذکر شده است.

اما می توانید از اکسید آلومینیوم 50 درصد جرمی نیز استفاده کنید که خطرناک نیست اما در عوض هزینه فولاد کاهش می یابد. یا شاید کارخانه ای از جرم اکسید آلومینیوم 70 درصد برای تهیه یونیت کف استفاده می کند و حتی 70 درصد آن در دستورالعمل سازنده ذکر شده است اما با آموزش و تجزیه و تحلیل جرم به این نتیجه می رسند که این مقدار جرم کافی نیست و باید 80 درصد یا بالاتر از آلومینا باشد که در نتیجه قیمت آن افزایش می یابد.

استفاده از مواد نسوز در صنعت سیمان

صنعت نساجی، صنعت سیمان به طور کلی به عنوان نسوزهای قلیایی، آجرهای آلومینیومی بالا، آجرهای مقاوم در برابر قلیایی و ریخته‌گری‌های نسوز طبقه‌بندی می‌شوند:

نسوز قلیایی

این نوع نسوزها دارای مقاومت شیمیایی قوی و مقاومت حرارتی بالایی هستند. این ماده برای کوره سیمان استفاده می شود زیرا کیفیت بالا، راندمان بیشتر، مصرف کم، اتلاف حرارت و انرژی کم، بهره وری و ایمنی بالا را فراهم می کند. به طور کلی نسوزهای قلیایی وارداتی یا داخلی برای کوره های سیمان شامل آجر منیزیمی با پیوند مستقیم کرومی، آجر منیزیم کرومی معمولی، آجر دولومیت و … می باشد.

آجری با محتوای آلومینیوم بالا

آجرهای با محتوای آلومینیوم بالا دارای مقاومت فشاری بالاتری هستند. آنها همچنین در برابر شوک حرارتی بهتر عمل می کنند. این مدل به دلیل هزینه کم و کارایی بالا در انواع کوره های سیمان کاربرد فراوانی دارد. یکی دیگر از ویژگی های این نوع آجر استحکام بالای آن است که باعث کاهش هدایت حرارتی و انبساط حرارتی آن می شود.

آجر مقاوم در برابر قلیا

این نوع آجر در برابر فرسایش قلیایی مقاومت خوبی دارد. آجرهای معمولی مقاوم در برابر قلیایی، آجرهای عایق حرارتی مقاوم در برابر قلیایی و آجرهای با مقاومت بالا از جمله آجرهای مقاوم در برابر قلیایی هستند.

آیا مواد نسوز در صنعت فولاد و سیمان نقشی دارند؟

نسوزها در این صنعت بسیار مهم هستند. نسوزها در صنایع غذایی، گاز، سیمان، پتروشیمی، نفت، مواد غذایی و هر صنعتی که با دمای بالا سروکار دارد استفاده می شود. اما در ایران نسوزها بیشترین استفاده را در صنعت فولاد دارند.