مواد دیرگذار در صنایع1

کاربرد مواد دیرگذار در صنایع آهن و فولاد

حدود 70% کل تولیدات مواد نسوز در صنایع تولید آهن و فولاد مصرف می شود.

بسیاری از تولید کنندگان فولاد در مراکز خود دارای پخش دیرگداز می‌باشند

که در این بخش ها آزمایشهای متداول و معینی بر روی دیرگدازهای جدید دریافت شده انجام می دهند.

برخی از کارگاه ها نیز قسمت های بزرگ تحقیقاتی دارند

که در آن‌ها تحقیقات مداومی بر روی ساخت انواع دیرگدازهای جدید صورت می پذیرد.

مذاب فلزات و سرباره اثرات مخربی بر روی آستر کوره های مورد مصرف در صنایع آهن و فولاد دارد.

این مواد موجبات آلودگی، پوسیدگی، سائیدگی،

شستن و حمل کردن آجرهای دیرگدازی را که در ظاهرً بایستی در مقابل عوامل شیمیائی سخت و مقاوم باشند را فراهم می سازند.

هدف اساسی طراحان و سازندگان مواد نسوز اینستکه موادی برای آسترها تهیه کنند که فلز و سرباره نه در آنها نفوذ نماید

و نه با آنها وارد واکنش گردند. ایده آل این طراحان ساخت موادی است

که بدون عیب بوده و مقاوم در مقابل شوکهای حرارتی باشند، ولی آنان باید در عمل این ایده خود را تعدیل بخشند.

تولید آهن در کوره بلند

علیرغم احتمال وجود رقابت هائی از طرف روش احیا مستقیم در آینده،

بنظر می‌رسد که استفاده از کوره بلند برای تهیه آهن خام لااقل برای سالهای زیاد دیگری همچنان متداول باقی بماند.

شواهد و قرائن بسیاری تمایل بیشتر برای استفاده از کوره های بزرگتر از جانب تهیه کنندگان را نشان می دهد.

استفاده از درجه حرارتهای بالاتر، دمش اکسیژن اضافی و کار در فشارهای بالاتر،

شرایط انتخاب و کاربرد مواد نسوز بهتر، دقیقتر و بحرانی تری را فراهم می سازد.

کوره بلند عبارتست از یک سیلندر مخروطی فولادی که آستر آن بدلیل شرایط متفاوت ساختمان هر قسمت از کوره.

توسط مواد دیرگداز مختلفی پوشیده شده است

مواد شارژ شامل سنگ معدن آهن، کک و آهک از دهانه بالای کوره که می تواند تا حدود 36 متر نیز ارتفاع داشته باشد،

وارد کوره بلند می گردد. هوای پیش گرم شده اغلب بهمراه مواد دیگری چون اکسیژن،

بخار آب و دیگر گازها از میان لوله هایی بدرون توده شارژ دمیده می شود.

در نتیجه این عمل کک سوخته و به CO2 تبدیل می گردد

و آهن موجود در سنگ معدن شارژ را احیاء کرده و به آهن فلزی تبدیل می کند.

واکنش زیر محصول کوره بلند را نشان می دهد:

مذاب آهن تهیه شده در ته کوره جمع آوری می گردد

تا اینکه یا مستقیماً تحویل کوره فولاد سازی شود و یا برای انجام عملیات بعدی، ریخته گری و سرد گردد.

کوره بلند بر اساس تبادل متقابل انرژیهای شیمیائی و حرارتی فعالیت می نماید.

علیرغم وجود بیشتراز یک قرن سوابق تحقیقاتی در مورد تهیه آهن توسط کوره بلند،

اطلاعات مختصری درباره توزیع درجه حرارت در هنگام کار این کوره ها موجود است .

این امر مانع از عملکرد دقیق مواد دیرگداز بکار رفته در نقاط مختلف کوره می شود.

بدنه، شکم و تنوره بخش های اصلی یک کوره بلند را تشکیل می‌دهد.

انتخاب دقیق مواد نسوز مناسب همراه با تعبیه سیستم خنک کننده در نقاط گرم کوره بخصوص نواحی شکم و بوته

( محل جمع آوری مذاب) عمر کوره را افزایش می دهد

اگر چه غالباً در اثر عملکرد عوامل مخرب ناشناخته، امکان بروز شکستهای ناگهانی وجود دارد.

گاز از ناحیه فوقانی کوره بلند خارج می شود

و این در حالیست که در حدود 15 10 گرم بر سانتیمتر مکعب گرد و غبار حاوی ذرات سنگ معدن آهن،

کک و مواد روانساز را به همراه دارد. در بعضی موارد غلظت این گردو غبارها به حدود100 نیز می‌رسد.

مجموعه ای از عوامل چون درجه حرارت بالا، گرد و غبار معلق در کوره و مواد ساینده ناشی از حرکت نزولی شارژ کوره از بالا به پائین،

مدت عمر آستر را معین می سازد.

از آنجائیکه این اعمال با سرعت های متفاوتی در قسمت های مختلف کوره صورت می پذیرد

لذا طراح می باید برای نواحی مختلف، مواد نسوز متفاوتی را انتخاب نماید.