یکی از تجهیزات بسیار کاربردی و مورد نیاز صنایع مختلف کشور به خصوص صنایع ذوب آهن و فولاد، کوره های القایی هستند. این کوره ها به منظور ذوب آلیاژهای آهنی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطلب قصد داریم به معرفی آلومینا اسپینل به عنوان جرم نسوز پرکاربرد در صنایع بپردازیم. ماده ای که در سال های اخیر کاربرد فراوانی به عنوان ماده مؤثره در تولید لایه آستر نسوز کوره های القایی پیدا کرده است.

آلومینا اسپینل؛ ماده کاربردی در ساخت لایه آستر کوره های القایی

کوره های القایی به دلیل برخورداری از مزایای زیر بیشتر از کوره های قوس مورد نظر و رضایت کارخانجات ذوب آهن واقع شده اند.

• قابلیت کنترل بهتر و مناسب تر در طول پروسه ذوب گیری
• کیفیت مطلوب ذوب آهن و آلیاژهای مرتبط
• هزینه های کمتر

از ویژگی های مهم که می بایست در این کوره ها مد نظر قرار گیرد، کیفیت لایه آستر نسوز کوره های القایی می باشد. در ادامه مطلب با چیستی آلومینا اسپینل، کاربرد، مزایا و ویژگی های ساختاری آن آشنا خواهید شد.

آلومینا اسپینل نوعی جرم نسوز آلومینایی است که به دلیل دیرگداز بودن آن، می تواند به خوبی نقش لایه آستر درون کوره القایی را ایفا نماید. این لایه در واقع بستر مناسب و قابل اطمینانی برای ذوب اصولی فرآورده های آهنی ایجاد خواهد کرد. لازم به ذکر است که جرم های نسوز آلومینایی برحسب ظرفیت کوره و نوع آلیاژ آهنی مورد نظر جهت فرآیند ذوب گیری، انواع مختلفی دارند که بر حسب نیاز پروژه، نوع جرم نسوز مناسب انتخاب می گردد.

سه دسته اصلی جرم های نسوز آلومینایی در این رابطه جزو گزینه های انتخابی پیش روی صنایع هستند. این ها شامل جرم نسوز آلومینا اسپینل، جرم نسوز آلومینایی باند مستقیم و جرم نسوز آلومینا مولایت می باشند.

اگر بخواهیم مثالی برای استفاده از آلومینا اسپینل در صنایع ذوب گیری ارائه نماییم، می توانیم به موقعیتی اشاره کنیم که آلومینا اسپینل گزینه بسیار مناسبی جهت به کارگیری در تولید اجزای لایه آستر کوره های القایی با ظرفیت در بازه صد کیلو تا چهل تن، در فرآیند ذوب آلیاژهای آهنی با درصد منگنز بالا و همچنین انواع فولاد ساده کربنی می باشد.

مزایای آلومینا اسپینل

آلومینا اسپینل از مشخصات ساختاری و شیمیایی ویژه و منحصر به فردی برخوردار است. این ویژگی ها آن را تبدیل به بهترین و مناسب ترین انتخاب جهت به کارگیری در تولید لایه آستر نسوز کوره القایی می کند.

در ادامه به برخی از مزایای ساختاری و ویژگی های شیمیایی این ماده دیرگداز خواهیم پرداخت.

• دیرگدازی بالایی دارد. (قابلیت به کارگیری در کوره های با دمای ذوب بالاتر از 2050 سانتی گراد.)
• از نظر شیمیایی خنثی می باشد. (ph آلومینا اسپینل در محدوده عدد 7 است.)
• قابلیت تعمیرپذیری دارد.
• از زینترینگ مناسب برخوردار می باشد.
• ذوب بسیار باکیفیتی را حاصل می کند.
• در دماهای مختلف دچار استحاله فازی نمی شود. (اصطلاحاً دارای فاز کراندوم است.)
• از ضریب انبساط حرارتی بسیار مطلوبی برخوردار است.
• رسانایی حرارتی بسیار مناسبی را ارائه می کند.
• چقرمگی مطلوبی دارد.
• دچار خوردگی غیریکنواخت نمی شود.
• به دلیل تأثیر مثبت در کاهش هزینه های مصرف برق، ماده ای اقتصادی می باشد.
• در مقایسه با سایر دیرگدازها، آسیب رسانی بسیار کمتری به کویل کوره خواهد داشت
• و … .

عوامل مؤثر در انتخاب جرم های نسوز یا دیرگدازها جهت کاربرد در کوره

نتیجه و کیفیت ماده حاصله از فرآیند ذوب گیری در کوره، برای کارخانجات فعال در این حوزه بسیار حائز اهمیت می باشد. از این رو قبل از انتخاب نوع جرم نسوز و حتی قبل از تولید ماده نسوز، می بایست پارامترهای خاصی مد نظر قرار گیرد. ابتدا لازم است علاوه بر ظرفیت کوره، دمای ذوب مشخص گردد. سپس باید خواصی همچون مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، قابلیت نفوذپذیری و نفوذکنندگی و مقاومت سایشی جرم نسوز مد نظر قرار گیرد.

از دیگر موارد مهم در حوزه انتخاب جرم نسوز نظیر آلومینا اسپینل در تولید لایه آستر کوره، مشخصات مربوط به کوره و شرایط پروسه ذوب آلیاژهای آهنی است. از جمله این موارد می توان به ضخامت نسوزکاری مورد نیاز و همچنین مدت زمان نگهداری مواد ذوب در کوره اشاره کرد. قابل ذکر است که شرایط نصب جرم نسوز نیز عاملی است که می بایست توسط متخصصین امر مورد توجه واقع شود.

هنگامی که تمامی مؤلفه های مهم فوق بررسی و ارزیابی شدند، زمان تعیین نوع جرم نسوز و مشخصات این ماده نظیر بایندر و دانه بندی آن با توجه به مؤلفه های ذکر شده می رسد.

صنایع مصرف کننده آلومینا اسپینل

کوره القایی از تجهیزات الزامی و صد در صد کاربردی در صنایعی نظیر کارخانجات قطعه ریزی و کارخانجات شمش ریزی تولیدکننده مقاطع ساختمانی می باشد. واحدهای کارگاهی و صنعتی فعال در این دو حوزه به منظور دستیابی به صرفه اقتصادی در عملیات ذوب گیری و در نتیجه کاهش هزینه ها و کسب سود بیشتر، با توجه به مزایای جرم نسوز آلومینا اسپینل، به شکل مشهودی به سمت استفاده از این ماده در ساختاری کوره های القایی خود، روی آورده اند. در واقع استفاده از این ماده برای آنها توجیه اقتصادی خواهد داشت.

جرم های آلومینایی نظیر آلومینا اسپینل، برخلاف جرم های سیلیسی، نتایج مطلوبی را در فرآیند تولید محصولات آلیاژی متنوعی نظیر انواع فولاد ضد زنگ، فولاد هادفیلد و انواع فولاد نسوز از خود نشان داده اند.

از این رو استفاده از جرم نسوز آلومینا اسپینل می تواند هم از نظر سلامت و پیشرفت اصولی فرآیندهای ذوب گیری و تولید قطعات و هم از نظر کیفیت نهایی محصولات، انتخاب و تصمیمی کاملاً توجیه پذیر و هوشمندانه باشد.