همه چیز درباره مواد نسوز یا مواد دیرگداز

در تعریفی جامع مواد نسوز یا دیرگداز، مواد معدنی غیر فلزی هستند که قابلیت این را دارند که در دمای بالا 1000 درجه بدون تغییرات شیمیایی و فیزیکی بمانند. در تعریفی دیگر به مواد سرامیکی غیر فلزی که دارای تحمل حرارت و انتقال کم حرارت هستند نیز مواد دیرگداز یا نسوز می‌گویند. آجر نسوز نما آذرخش از این مواد نسوز یا دیرگداز ساخته شده است.
این مواد علاوه بر مقاومت در برابر حرارت، می‌توانند در برابر سایش فیزیکی و خوردگی ناشی از عوامل شیمیایی نیز مقاومت کنند. به همین دلیل است که وجود این مواد در تولید محصولات پتروشیمی و تصفیه بنزین ضروری هستند.
مواد دیرگداز معمولا دارای نقطه ذوب مشخصی نیستند و غالبا در یک دامنه دمایی کم نرم می شوند. به همین دلیل به جای بیان یک نقطه ذوب مشخص برای آنها، دمای نرم شدن مواد نسوز اندازه‌گیری می‌شوند.
کاربرد مواد دیرگداز در زمینه‌های مختلف مانند آهن و فولاد، شیشه، سیمان، سرامیک، ماشین‌آلات، دیگ بخار،برق، فلزات آهنی، پتروشیمی، صنایع سبک، صنایع نظامی استفاده می‌شود.

دلایل توجه به مواد نسوز در ایران

در کشور ما به دلایل متعددی مواد نسوز و دیرگداز از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند و به همین دلیل به پیشرفت‌هایی در تولید این مواد رسیده‌اند. با این پیشرفت‌ها ظرفیت تولید مواد دیرگداز در کشور از حدود 60 هزار تن در سال 1357 به 250 هزار تن در سال رسیده است.

برخی از این دلایل به صورت زیر هستند.

1. پیشرفت صنایع پتروشیمی، فولاد و سیمان و نیاز این صنایع به مواد نسوز و نیاز روزافزون این صنایع به این مواد

2. این مواد به دلیل اینکه در صنایع نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند، نقشی استراتژیک دارند.

3.برای تولید این مواد کشور ما به مزایای رقابتی بسیاری دست یافته است و توان تولید بالایی در این زمینه دارد.

مواد نسوز از چه موادی تشکیل می‌شوند؟

مواد دیرگداز از مواد طبیعی و مصنوعی که معمولا غیر فلزی هستند و یا ترکیبی از مواد معدنی مانند آلومینیوم، سیلیسیوم، کلسیم، منیزیم، زیرکونیوم و کروم و کربن تشکیل می‌شوند.

در واقع مواد دیرگداز یا نسوز از ترکیب مواد ناهمگون تولید می‌شوند و به همن دلیل نیز متخلخل هستند. در ساختار مواد دیرگداز یا نسوز سنگ‌دانه‌های پایدار در برابر حرارت به وسیله افزودنی‌ها در کنار هم قرار گرفته‌اند.

انواع مواد نسوز

مواد دیرگداز یا نسوز با توجه به ویژگی‌های متفاوتی که دارند به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در ادامه به دو نوع از این تقسیم‌بندی‌ها اشاره می‌شود.

انواع مواد نسوز با توجه به مواد به کار رفته در آن

همانطور که پیشتر بیان شد مواد ناهمگان متفاوتی در مواد دیرگداز به کار رفته است. با توجه به آنها دسته‌های زیر در مورد مواد نسوز وجود دارد.

1. اسیدی
2. ویژه
3. قلیایی
4. عایق

انواع مواد نسوز با توجه به شکل فیزیکی

در تقسیم‌بندی دیگر مواد نسوز از نظر شکل فیزیکی نیز به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1. اشکال از قبل ساخته شده و شکل‌دار:
اینها دارای شکل و اندازه مشخص هستند و به اشکال خاصی تقسیم می‌شوند. این نوع از مواد دیرگداز یا نسوز شامل انواع بردهای نسوز و آجرهای نسوز می‌شوند.

2. ترکیبات غیر شکل یافته یا نسوزهای مخصوص یا یکپارچه:
اینها بدون فرم مشخص هستند و تنها در زمان استفاده آنها را به فرم خاصی که می‌خواهند درمی‌آورند. که شامل منسوجات نسوز و نمدهای حرارتی می‌شوند.

خواص مواد نسوز

خواص مواد دیرگداز به دسته خواص حرارتی و خواص فیزیکی به شرح زیر تقسیم می‌شود.

1. خواص حرارتی: شامل ضریب پخش حرارتی، شوک حرارتی، انبساط حرارتی و هدایت حرارتی

2. خواص فیزیکی: شامل نقطه نرمی، تخلخل، دمای ذوب، تراکم، فرسایش و استحکام

تاریخچه

اطلاعات دقیق درباره اینکه نخستین بار کجا و چگونه این مواد تولید شده است، وجود ندارد. اما با توحه به برخی شواهد این مواد اولین بار توسط چینی‌ها یا فنیقی‌ها پایه‌گذاری شده و در ابتدا برای تولید آنها از خاک رس استفاده می‌کردند.
در دهه‌های اخیر با توجه به نیاز صنایع وابسته به این مواد نیاز به مواد دیرگداز یا نسوز باکیفیتی احساس شد. در همین زمان با استفاده از تخصص و پیشرفت‌های چشمگیر در این زمینه، صنعت تولید مواد دیرگداز دستخوش جهشی بی‌سابقه در کشورهای صنعتی شد.

شرکت سهامی دیدیر آلمان در سال 1834 تولید مواد نسوز را آغاز کرد اما در ایران این صنعت با ورود صنعت سیمان به کشور همراه شد و برای نخستین بار در سال 1318 اولین کارخانه تولید مواد نسوز به نام کارخانه نسوز امین آباد شروع به کار کرد. این کارخانه در ابتدا با ظرفیت روزانه تولید 5000تن تولید مواد نسوز به فعالیت می‌پرداخت.

تا سالها تنها همین کارخانه در این زمینه فعالیت می‌کرد تا اینکه در سال 1350 زمانی که کارخانه ذوب‌آهن در اصفهان تاسیس شد، نخستین کارخانه مکانیزه تولید مواد نسوز در همان کارخانه در سال 1352 احداث شد. این امر از آن جهت بود که برای تولید فولاد به مقادیر زیادی مواد دیرگداز احتیاج ود و همین نیاز منجر به ساخت آن کارخانه مکانیزه شد. همین زمینه‌ساز راه‌اندازی کارخانه‌های بزرگ دیگر در این زمینه شد. در همین سال 1352 با بهره‌گیری از تکنولوژی هاربیسون واکر آمریکا، شرکت فرائرده‌های نسوز ایران که قابلیت تولید انواع مواد نسوز را داشت، احداث شد. این شرکت هم اکنون نیز از شرکت‌های مادر در این زمینه است. در ایران تولید مواد دیرگداز یا نسوز تا حدی صنعت جوانی است و پیشینه خاصی ندارد.