شركت فرآورده هاي نسوز ايران

1. شركت فرآورده هاي نسوز ايران آشنایی بامواد اولیه شاموتی و آلومینی جهت تولید دیرگدازهای صنعتی ارائه دهنده : سید مهدی لقمانی-آذرماه 1390

2. فهرست مطالب: مواد اوليه آلوميني مواد اوليه آلوميني طبيعي مواد اوليه آلوميني مصنوعي عمليات پخت و تكليس مواد اوليه كانيهاي تشكيل دهنده زمين شناسي درجه بندي نسوز كاربردها مواد اوّليه آلومينوسيليكاتي (شاموتي) تعريف تركيبات اكسيدي نامطلوب درشاموت عمليات پخت و تكليس مواد اوليه فازهاي مينرالي زمين شناسي درجه بندي نسوز كاربردها

3. مواداولیه آلومينو سيليكاتی ( شاموتي )Alumino-silicate

4. مواد اوليه شاموتي از گستردگي انواع و خواص متنوعي بسته به ساختار ماده مصرفي و ميزان ناخالصيها برخوردارند . اين مواد بيشتر از تركيبات دو اكسيد SiO2 , Al2O3حاصل ميشوند لذا به عنوان مواد اوليه آلومينو سيليكاتي نيز شناخته مي شوند كه درصد Al2O3 اين مواد معمولاً كمتر از 45% ميباشد .

5. وجود Fe2O3و CaO وMgOو TiO2در مقادير بالا در كيفيت مواد اوليه شاموتي تأثير منفي دارد و درصدهاي بالاي Al2O3كيفيت و ديرگدازي اين نوع مواد را بهبود ميبخشد .در صورتيكه ناخالصي آهن موجود در ماده اوليه به صورت نقطه اي در آجر تجمع يابد پس از پخت لكه هاي سياه رنگ در آجر ايجاد مينمايد كه مطلوب نميباشد.

6. عملیات پخت و تکلیسدردرجه حرارت1200-1500°C رسهاي نسوز (Fire clay) شايد اولين مواد نسوز ي بوده كه بشر به عنوان مواد ديرگداز مورد استفاده قرار داده است . مواد اوليه شاموتي در طبيعت به صورت رسهاي نسوز ( Fire clay)(عمدتاٌ كائولينیت) موجود مي باشد كه پس از عمليات پخت وتکلیس به عنوان شاموت شناخته مي شود.

7. در توليد آجرهاي شاموتي علاوه بر استفاده از شاموت از خاك نسوز داراي آب تبلور به عنوان خاك چسبنده استفاده مي شود .

8. در هنگام پخت آجرهاي شاموتي، فاز مينرالي موليت تشكيل مي گردد كه كيفيت آجر شاموتي وابسته به ميزان تشكيل اين فاز مي باشد . از مشخصات بارز موليت ، ديرگدازي بالا و انبساط حرارتي كم است. • به عنوان مثال در يك آجر شاموتي مرغوب حاوي تركيبات قليايي كم و حدود 42% آلومينا پس از پخت : • حدوداً 55% موليت • 20 الي 25% كريستوباليت • و درحدود 20% فاز شيشه اي • خواهيم داشت. بديهي است هر چه ميزان فاز شيشه اي بوجود آمده در آجر شاموتي كمتر باشد ماده اوليه مرغوبتر است .

9. رسهاي نسوز كلسينه شده در اروپا بنام شاموت Chamotteخوانده ميشوند در حاليكه در آمريكا به كائولن كلسينه شده يا Grog معروف شده است . اين مواد شامل طيف وسيعي از خاصيت پلاستيسيته و درصد Al2O3 مي باشد . و ميزان Al2O3 از حداقل 25% الي حداكثر 45% متغيراست و ميزان پلاستيسيته و آلومين موجود، نسبت به هم حالت عكس دارد.

10. در اينجا به خواص يكي از مهمترين كانيهاي رسي نسوز اشاره مي گردد :كائولينیت (Kaolinite)

11. زمين شناسي : كائولينيت حاصل دگرساني سنگهاي غني از آلومينو سيليكات بدون آب نظير فلدسپار پتاسيك در گرانيت ناشي از هوازدگي، يا هيدروترمال، یا هر دو است . اين ذخاير ممكن است در محل طبيعي خود بجا مانده و يا تغيير مكان داده و تشكيل لايه هاي ضخيم به صورت سنگهاي رسوبي نرم را بدهند .

12. درجه بندي نسوز : • كائولينيت خام داراي بيش از 38-35 درصد Al2O3 و كائولينیت كلسينه معمولاً داراي 47- 42 درصد Al2O3 با آلكالي ها و آهن كم مي باشند . كائولينيت با درجه خلوص بسيار بالا در دماي 1500-1200 درجه سانتیگراددر كوره هاي دوار يا قائم كلسينه شده و محصول آن شامــوت يا كائولين كلسينه ميباشد . مقادير موليت،كريستو بالايت و فازهاي شيشه اي در اين كاني بسيار با اهميت است .

13. كاربردها:كائولينيت در آجرهاي شاموتي با كمتر از 45 درصد آلومين و آجرهاي آلومين بالا با بيش از 45 درصد آلومين ( با درصد آلومين 50 ،60 و70 ) و همچنين طيف وسيعي از جرمهايريختنياستفاده مي شود.

14. آجرهاي شاموتي آجرهاي آلوميني مواد ويژه شاموتي و آلوميني

15. مواد اوليه آلوميني Aluminate

16. آلومينيوم يكي از فراوانترين عناصر پوسته زمين است و اكثراً در بيشتر سنگها ديده مي شود . مواد اوليه آلوميني نيز همانند مواد اوليه شاموتي از دو جزء اصلي Al2O3و SiO2تشكيل شده اند ليكن درصد Al2O3 آنها به مراتب بالاتر است و از ديرگدازي بالايي برخوردار ميباشند . مواد اوليه ديرگداز آلومينيطبيعي: شامل بوكسيت ، آندالوزيت ، كيـانيت و سيليمانيتميباشند . Bauxite Andalusite Kyanite Sillimanite

17. مواد اوليه دیرگداز آلوميني مصنوعي: این موادبسيار پرخلوص بوده و تحــت نام آلومينا ( كوراندوم ) شناخته مي شوند . كه اين گروه نيز در انواع مختلف كلسايند آلومينا ، تبولار آلومينا ، فيوزد آلومينا ی سفید و فیوزدآلومینای قهوه ای مصارف عمده اي در توليد نسوزهاي با كيفيت بالا و مصارف ويژه دارند . البته موليت خالص با حدود Al2O3 72%نيز در همين گروه طبقه بندي ميشود . Calcinde Alumina Tabular Alumina White Fused Alumina Brown Fused Alumina Mullite

18. بوكسيت :(Bouxite) • بوكسيت به سنگی گفته مي شود كه، مقدار Al2O3 بيش از 40 درصد و مقدار Fe2O3 آن كمتر از 30 درصد باشد و نسبت Al2O3 /SiO2بزرگتر از يك باشد و بطور خلاصه مي توان بوكسيت را به صورت زير تعريف نمود . بوكسيت سنگي است كه اصولاً شامل مخلوطي از كانيهاي هيدروكسيد آلومينوم از قبيل بوهميت ، دياسپور و ژيپسیت در اندازه هاي متنوع وتوأم با ناخالصي هايي نظير اكسيدهاي آهن ، تيتانيوم ، سيليس و كانيهاي رسي ميباشد. عمده ترين ذخاير بوكسيت ايران عبارتند از بوكسيت دو پلان ، بوكسيت ناحيه جا جرم ( آهن دار ) و بوكســـيت قشلاق ( استان گلـــستان). عملیات پخت و تکلیسدردرجه حرارت1650°C

19. بوهميت (Bohemite)

20. دياسپور (Diaspor)

21. ژيپسيت (Gibsite)

22. تولید بوکسیت

23. زمين شناسي : بوكسيت در توده هاي جوانتر مزوزوئيك و ترشياري يافت ميگردد و حاصل هوازدگي استوايي سنگهاي آلومينيوم دارمثل سینیت ميباشد .

24. درجه بندي نسوز : بوكسيت در دماي C01650 در كوره هاي دوار يا قائم كلسينه مي گردد .

25. مواد ويژه آلوميني كاربردها : در موادویژه و آجرهاي آلومینی از50تا 85 درصد آلومينا (Al2O3)جهت استفاده در پاتيلها، سقف كوره های قوس الكتريكي ، كوره های دوار سيمان ، کوره های پخت آهک وكوره هاي ذوب آلومينيوم استفاده ميشوند . آجرهاي آلوميني

26. Electric Arc Furnace Lime Shaft Kiln Tundish Ladle Furnace Cement Rotary Kiln Aluminum Furnace

27. اكسيد هاي آلومينيوم (Alumina): • آلوميناي كلسينه شده (CalcinedAlumina) • تبولار آلومينا (Tabular Alumina) • آلوميناي ذوبي قهوه اي (Brown Fused Alumina) • آلوميناي ذوبي سفيد (White Fused Alumina)

28. آلوميناي كلسينه شدهCalcined Alumina)):اين نوع آلومينا،طي فرايند بايرBayer Method به صورت مراحل خردايش بوكسيت ، جدايش هيدراكسيد آلومينيم و كلسينه كردن آن بدست مي آيد .

29. آلوميناي كلسينه شده(Calcined Alumina)

30. درجه بندي نسوز : آلوميناي كلسينه شده با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

31. تبولار آلومينا: (Tabular Alumina) تبولار آلومينا از طريق آسياب و گندله سازي آلوميناي كلسينه و زينتر كردن آن در كوره عمودي در دماي 1925-1815 درجه سانتيگراد حاصل مي شود . اين ماده اوليه از نظر تركيب شيميايي تقريباً داراي صد درصد Al2O3بوده و كريستال هاي آن به شكل قرص هاي هگزاگونال بزرگ و پهــــن ميباشند.

33. آلوميناي ذوبي قهوه اي (Brown Fused Alumina):آلوميناي ذوبي قهوه اي از طريق كلسينه كردن بوكسيت با درصد سختي بالا در دماي 1100 درجه سانتيگراد و سپس ذوب آن بهمراه آلوميناي كلسينه ، كك و آهن در دماي بالاي 2000درجه سانتيگراد بدست مي آيد .

34. آلوميناي ذوبي قهوه اي (Brown Fused Alumina)

35. درجه بندي نسوز :آلوميناي ذوبي قهوه اي با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

36. آلوميناي ذوبي سفيد (White Fused Alumina): آلوميناي ذوبي سفيد نسبت به آلوميناي ذوبي قهوه اي بسيار پر خلوص تر است و با ذوب آلوميناي کلسینه شده بـــــه روش باير در كوره قوس الكتريكي در دماي بالاي 2000 درجه سانتيگراد بدست مي آيد.

37. آلوميناي ذوبي سفيد (White Fused Alumina)

38. درجه بندي نسوز :آلوميناي ذوبي سفيد با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

39. كاربردها(انواع آلومينا): آلومينا با درجات متنوع داراي مقاومت بالا در مقابل خورندگي شيميايي و مكانيكي بوده و بطور گسترده در نسوزهاي شكل دار ( آجرها ) و نسوز هاي بی شکل(جرمها) استفاده ميشوند . آجرهاي AMC آجرهاي آلومينا كروم

40. با تشكر