مروری بر صنعت دیر گدازها

[XMEHRDADX 7514]

نزديك به 100 سال است كه فرآورده‌ها و سراميك‌هاي ديرگداز به دسته‌هاي مهم و مستقل رده بندي شده و در زمينه‌هاي مختلف صنعت اهميت فراواني پيدا كرده‌اند. با عنوان ديرگدازها بايد مواد و فرآورده‌هايي در نظر گرفته شوند كه با تحمل تنش‌هاي گرمايي زياد معمولا در پوشش و يا آستركاري تاسيسات گرمايشي صنعتي به‌كار مي‌روند. بدون استفاده از ديرگدازهاي ويژه در بخش‌هاي مهم فرآيندهاي توليد فلزات، اقتصاد انرژي، صنايع سراميك و شيشه سازي، صنايع شيميايي و ساير كاربردهاي صنعتي تحقق بخشيدن به كل فرآيند صنعتي امكان‌پذير نيست. به‌عبارت ديگر، در تمام روش‌هايي كه مستلزم فرآيندهاي پردما هستند، استفاده از فرآورده‌هاي ديرگداز اجتناب‌ناپذير است و پايداري سراميك‌هاي ديرگداز اثرات بسيار مثبت اين روش‌ها را تضمين مي‌كند.در سي سال اخير پيشرفت‌هاي فراواني در زمينه مواد ديرگداز حاصل شده است. سراميك‌هاي ديرگداز از توليد انبوه به فرآورده‌هايي با دقت بيشتر و كيفيت بهتر تبديل شده‌اند. اين پيشرفت‌ها هنوز ادامه دارند و به‌هيچ وجه پايان نمي‌يابند. ديرگدازها چيستند؟واژه ديرگداز از كلمه لاتين refractarius به معني سرسخت گرفته شده است. احتمالا اين آخرين واژه‌اي است كه كسي توانسته براي تشريح اين دسته از مواد به كار ببرد، از اين رو هرگونه مقاومت در برابر تغيير در تقاضاي بازار مي‌تواند يك خودكشي تجاري در بخش عرضه‌كنندگان مواد ديرگداز باشد.تنها مشخصه سرسخت در صنعت ديرگدازها همان فرآورده‌هاي ديرگداز هستند كه اين مواد در برابر شرايط سخت از قبيل حرارت و خوردگي در محدوده مواد گرم و مذاب و همچنين گازها پايدار هستند. در اصل مواد ديرگداز به‌عنوان يك ماده عايق يا نسوز عمل مي‌كنند.به‌طوركلي موادي كه در دماهايي بالاتر از 600 درجه سانتيگراد مورد استفاده قرار مي‌گيرند ديرگداز ناميده مي‌شوند. اما از لحاظ علمي مواد ديرگداز موادي هستند كه بتوانند تا دماي 1520 درجه سانتيگراد را با حفظ خواص فيزيكي، شيميايي خود تحمل كنند. اين مواد در استاندارد DIN در كلاس‌هاي زير طبقه‌بندي مي‌شوند:ـ نسوزها 1500 درجه سانتيگراد ـ ديرگدازها 1500 درجه سانتيگراد ـ فوق ديرگدازها 1800 درجه سانتيگراد از اين رو محصولات ديرگداز از نيازهاي تعيين‌كننده در تمامي فرآيندهاي صنعتي دما بالا برعهده دارند و اين مواد از بخش‌هاي مختلف فرآيند در برابر تنش‌هاي حرارتي، مكانيكي و شيميايي محافظت مي‌كنند.مهمترين خواص مواد ديرگداز عبارتند از:ـ ديرگدازيـ استحكامـ ثبات عدديـ مقاومت به شوك حرارتي ـ هدايت حرارتي ـ مقاومت در برابر خوردگيـ انبساط حرارتيهمچنين مهمترين بخش‌هاي مصرف‌كننده نهايي ديرگدازها عبارتند از:ـ آهن و فولادـ فلزات غيرآهني ـ سيمانـ شيشهـ آهكـ سراميك‌هاـ ريخته‌گريـ پتروشيميـ كوره‌هافرآورده‌ها و مواد معدني ديرگدازفرآورده‌هاي ديرگداز معمولا به شكل‌هاي مختلف و مشخصي مانند آجري يا دانه‌اي خشك يا مواد پلاستيكي چسبناك (مونوليتيك‌ها) توليد مي‌شوند.مهمترين اجزاي سازنده آجرهاي ديرگداز و مونوليتيك‌ها كاني‌هاي معدني هستند كه خواص ديرگدازها را تعيين مي‌كنند و مواد معدني صنعتي مصنوعي و محصولات معدني واسطه به‌طور فزاينده‌اي از مواد اوليه كاني‌هاي طبيعي ساخته مي‌شوند كه موجب افزايش كارايي بيشتر مواد ديرگداز مي‌شوند.برخي از ديرگدازهاي مهم:ـ ديرگدازهاي سيليسيـ ديرگدازهاي آلومينايي، آلومينا سيليكاتيـ ديرگدازهاي منيزيتيـ ديرگدازهاي منيزيت كرميتيـ ديرگدازهاي كربنيـ ديرگدازهاي ويژه (مانند SiC)در يك محدوده وسيع از فرآيندهاي صنعتي كه از عمليات حرارتي براي توليد محصولات مختلف (فولادهاي، فلزات غيرآهني، شيشه و سيمان) استفاده مي‌كنند و در شرايط شيميايي، حرارتي و تنش‌هاي مكانيكي مختلف مي‌توان گونه‌هاي بسيار زيادي از مواد ديرگداز با تركيبات معدني مختلف كه هريك از آنها نقش به خصوصي را در كاربرد موردنظر ايفا مي‌كنند، مشاهده كرد.چالش ابتدايي توليدكنندگان مواد ديرگداز منبع يابي و انتخاب مخلوط مناسب (فرمول) مواد اوليه ديرگدازها (و ديگر مواد افزودني از قبيل چسب‌ها و مواد شيميايي) است كه بتوانند محصول ديرگداز مناسبي را با خواص موردنظر مطلوب و پاسخگو در برابر كاربرد نهايي آن، توليد كنند. به‌عنوان مثال شركت AG RHI داراي بيش از 20 هزار فرمول است كه اين امكان را به آن مي‌دهد تا محصولات سفارشي متناسبي را براي پاسخگويي به نيازهاي دامنه وسيعي از كاربردهاي مواد ديرگداز ارائه كند.براساس خاصيت شيميايي محصولات ديرگداز و مواد معدني ديرگداز را مي‌توان در 4 گروه اسيدي، بازي، ويژه و عايق‌ها طبقه‌بندي كرد. ساختار بازار فرآورده‌هاي ديرگدازنمودارهاي 1و2 نشان‌دهنده مهمترين بازارهاي مواد ديرگداز، ميزان توليد اين مواد، مصرف ويژه مواد ديرگداز و سهم توليدكنندگان بزرگ اين محصولات از بازار است.مترجم: كمال‌الدين غفوريمنبع: نشريه كاني‌هاي صنعتي (IM)معدن و توسعه 333