خاک نسوز چیست؟
خاک نسوز لقبی است که برای بعضی از خاکهای دیرگداز به کار می‌رود،این خاکها معمولاً در ساخت آجرهای نسوز کاربرد دارند.در علم سرامیک، به خاکی گفته می‌شود که حداقل دمای ۱۵۱۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند.
ترکیبات خاک نسوز:
این خاک دارای حدود ۲۳ تا ۳۴ درصد وزنی اکسید آلومینیوم (۵۰ تا ۶۰ درصد وزنی سیلیس و ۱۰ تا ۱۲ درصد وزنی مواد فرار، بیشتر آب که حین پخت از ماده خارج می‌شوند. این خاکها می‌توانند تا ۲۵ درصد وزنی اکسید آهن سه (Fe۲O۳) و مقادیری TiO۲ ،CaO، MgO، K۲O، Na۲O داشته باشند.
خاک نسوز سیلیسی:
خاک نسوز سیلیسی یا همان جرم نسوز سیلیسی بهترین دیرگداز جهت ذوب چدن، فولادهای ساده کربنی و کم آلیاژ می باشد.از لحاظ دانه بندی خاک نسوز سیلیسی بایستی به گونه ای باشد که حداکثر تراکم پذیری را ایجاد نماید بطوری که حداقل دانسیته خاک نسوز بعد از کوبیدن به ۲٫۲ کیلوگرم بر دسی متر مکعب برسد. گارنت دارای کاربردهای زینتی است.
دسته بندی خاک نسوز:
مواد مورد استفاده در ساخت دیرگداز را نیز می توان به دو دسته اکسیدی و غیر اکسیدی تقسیم بندی کرد. دیرگدازهای اکسیدی معمول ترین نوع دیرگدازهای مورد استفاده در صنعت هستند و بیشتر دارای اکسیدهایی مانند آلومینییوم اکسید (آلومینا)، سیلیسیم اکسید (سیلیس) و منیزیم اکسید (منیزیت یا منیزیا) هستند. از دیگر ترکیبات مانند کرومیت، زیرکن و زیرکنیا نیز در برخی محصولات دیرگداز به منظور افزایش مقاومت به سایش استفاده می شود.
انواع جرم نسوز سیلیسی:
در طبقه بندی این محصول براساس کاربرد و روش های نصب به صورت زیر تعریف می شود:
- جرم نسوز اسپیلنی:
این نوع جرم نسوز به دلیل وجود فاز‌های اسپینلی دارای دیرگدازی بالا بوده و به علت پایین بودن ضریب انبساط حرارتی اسپینل، مقاومت به شوک حرارتی آن از سایر دیرگدازها مطلوب‌تر و از نظر میل ترکیبی و خاصیت شیمیایی خنثی است. به دلیل مقاومت در برابر سرباره‌های اسیدی و قلیایی برای تولید انواع فولادها و چدن‌های آلیاژی، فولادهای ساده کربنی، فولادهایی با نقطه ذوب بالا، فولادهای نسوز و ضد سایش مصرف می‌شود.
- جرم نسوز اسیدی سیلیسی بر پایه اکسید بور:
خاک نسوز کوره القایی بدون هسته که امروزه در صنعت چدن ریزی استفاده می‌شوند، تا ظرفیت‌های ۶۵ تن دارای جداره‌های نسوز به ضخامت ۸ سانتیمتر تا ۲۰ سانتیمتر هستند. معمولی ترین جداره برای این کوره‌ها، جرم نسوز خشک اسیدی از جنس کوارتزیت دانه بندی شده است. این جرم نسوز سیلیسی از دانه‌های گوشه دار با دانه بندی صفر تا چهار میلیمتر برای کوره‌های تا ظرفیت ۱۵ تن چدن، و صفر تا هفت میلیمتر برای کوره‌های بالاتر از ۱۵ تن هستند. خلوص سیلیس این نسوزها بالاتر از ۵/۹۸ درصد و دانه‌های (پودر) کمتر از ۰/۰۷ میلیمتر ( زیر الک ۲۰۰ مش) حدود ۱۸ تا ۲۸ درصد است.
کوره القایی:
مشهورترین عامل زینتر کننده دیرگداز فوق اکسید بور بوده که می‌توان از اسید بوریک هم به عنوان یک منبع وجود اکسید بور استفاده کرد. جداره این کوره‌ها عموماً به وسیله‌ی شابلون یک بار مصرف کوبیده می‌شود که عمل کوبیدن را می‌توان به وسیله کوبه دستی، کوبه‌ی بادی یا ویبراتور انجام داد که هر مورد روش خاص خود را دارد. در این روش چون شابلون هنگام کوبیدن و زینتر شدن خاک نسوز،جداره را پوشانده است، امکان نظارت و کنترل چشمی جداره وجود ندارد. در صورتی که اگر روش شابلون دائمی استفاده شود، این امکان فراهم می‌شود که جداره کوره را تا موقعی که کوره با فلز مذاب پر می‌شود مشاهده کنند.
کاربرد خاک نسوز:
- کوره های صنعتی و صنایعی مرتبط با فلزات آهنی و غیرآهنی
- شیمیایی و پتروشیمی
- شیشه
- سرامیک
- آلومینیم و مواد معدنی
