آجرهای عایق سبک آلومینایی یکی از عایق های پرمصرف در ساخت کوره های پخت سرامیک ها و عملیات حرارتی فلزات می باشند. ویژگی های مهم آجرهای عایق سبک عبارتند از : نسوزندگی بالا ، دانسیته کم ، قیمت ارزان که بسیار ویژگی مهمی در مقایسه با سایر مواد عایق می باشد. در ساخت آجرهای عایق از دو شیوه تولید استفاده می گردد. یا در داخل مواد اولیه از فوم های سبک استفاده می گردد و یا از مواد قابل سوختن نظیر خاک اره یا شلتوک برنج استفاده می گردد.
اصولاً آجرهای عایق سبک دارای تخلخل واقعی بیش از ۴۵ درصد و دمای کاربردی بیش از ۸۰۰ درجه سانتی گراد می باشند. بر اساس استانداردهای ASTM C 155-70 و یا DIN EN 1094 ، دمایی که در آن انقباض ماده پس از ۲۴ ساعت از ۲% بیشتر نباشد را بعنوان دمای کاربرد آجر معرفی می نمایند.
از لحاظ ساختار شیمیایی می توان آجرهای عایق سبک را به چهار گروه اصلی طبقه‌بندی نمود که عبارتند از :
۱- آجرهای سبک سیلیکاتی
۲- آجرهای سبک آلومینوسیلیکاتی
۳- آجرهای سبک زیرکونیایی
۴- آجرهای سبک کوراندومی
شایان ذکر است که گروه آجرهای آلومینو سیلیکاتی که شامل آجرهای شاموتی و مولایتی می باشند ، متداولترین گروه از آجرهای عایق سبک را تشکیل می دهند.
برای تولید آجرهای عایق سبک از مواد اولیه حاوی اکسید آلومینیوم (Al2O3) و اکسید سیلیس (SiO2) استفاده می گردد. اصلی ترین عناصر تامین کننده اکسید آلومینیوم عبارت از : خاک رس ، کائولن ، شاموت ، سیلیمانیت ، آندالوزیت ، کیانیت ، مولایت ، آلومینا می باشند.
از مهمترین ویژگی های فنی یک آجر عایق سبک مطلوب می توان به مقاومت به شوک حرارتی (Thermal Shock Resistance) ، هدایت کم حرارتی (Thermal Conductivity)، استحکام فشاری سرد (Cold Crushing Strength) ، میزان انقباض ابعادی (Shrinkage) نام برد. البته ویژگی های دیگری نظیر یکنواختی رنگ در تمام سطوح ، دقت ابعادی آجر ، گونیا بودن برش سطوح آجر ، دانسیته آجر نیز در انتخاب یک آجر عایق سبک مؤثر و تعیین کننده می باشند.
بسته به نوع کاربرد آجر در یک کوره ، عوامل مؤثر در انتخاب متغیر می باشند. بعنوان مثال چنانچه لایه اول عایق یک کوره عملیات حرارتی با قابلیت کوئنچ از آجر عایق سبک استفاده گردد ، میزان مقاومت به شوک حرارتی بسیار مهم بوده و در صورت عدم تحمل شوک های حرارتی ناشی از باز شدن درب کوره در دماهای بالا ، آجر ترک خورده و به مرور تخریب می گردد. اما این ویژگی برای آجر عایق که در پشت لایه آجر نسوز یا الیاف سرامیکی استفاده می گردد خیلی مهم و مؤثر نمی باشد.
در آجرهای عایق هر چه دانسیته آجر کمتر باشد به همان میزان استحکام آجر کمتر و هدایت حرارتی کم تری خواهند داشت. به‌طور مثال در کف واگن کوره ها از آجرهای با دانسیته بیشتر و استحکام فشاری بالاتر استفاده می گردد.
از دیگر نکات مهم در انتخاب آجر عایق ، کلاس دمایی آجر می باشد. اصولاً می بایست دمای پخت اولیه آجر حداقل ۱۰۰ الی ۱۵۰ درجه سانتی گراد بالاتر از دمای کارکرد آجر باشد تا شاهد کمترین میزان انقباض ابعادی در حین مصرف آجر باشیم.
با توجه به روش های متفاوت تولید آجر عایق ، خواص مکانیکی آجرها متفاوت می باشند. روش های تولید آجرهای عایق عبارتند از :
۱- روش تولید با پرس
۲- روش تولید دوغابی
۳- روش اکسترودری
بهترین کیفیت آجر عایق متعلق به روش تولید دوغابی می باشد. در این روش میزان دانسیته آجر بسیار کم بوده و به همان نسبت کیفیت عایقی آجر (هدایت حرارتی) مطلوب می باشد ولی استحکام آجر نیز پایین می باشد. روش دوم اکسترودری می باشد که مواد اولیه داخل اکسترودر ریخته و از انتهای اکسترودر بیرون آمده و پس از خشک شدن بر اساس ابعاد مورد نیاز برش خورده و سپس پخت انجام می گردد.
ابعاد آجرهای عایق دارای چندین استاندارد می باشد که معروفترین آنها ابعاد ۶۴×۱۱۴×۲۳۰ میلیمتر معروف به NF1 و ۷۶×۱۲۴×۲۵۰ معروف به NF2 می باشند. البته استاندارد NF1 را در ابعاد ۷۶×۱۱۴×۲۳۰ نیز تولید می نمایند. لازم به توضیح است که استانداردهای دیگری برای ابعاد آجرها موجود می باشد.
رنج دمایی آجرهای عایق را به کلاسه های دمایی مختلفی تقسیم بندی نموده اند که عبارتند از :
گرید دمایی ۱۲۶۰ درجه سانتی گراد یا ۲۳۰۰ درجه فارنهایت با کد NB2 (معادل GM23)
گرید دمایی ۱۳۵۰ درجه سانتی گراد یا ۲۵۰۰ درجه فارنهایت با کد NB3 (معادل GM25)
گرید دمایی ۱۴۳۰ درجه سانتی گراد یا ۲۶۰۰ درجه فارنهایت با کد NB4 (معادل GM26)
گرید دمایی ۱۵۴۰ درجه سانتی گراد یا ۲۸۰۰ درجه فارنهایت با کد NB5 (معادل GM28)
گرید دمایی ۱۶۵۰ درجه سانتی گراد یا ۳۰۰۰ درجه فارنهایت (معادل GM30)
گرید دمایی ۱۷۶۰ درجه سانتی گراد یا ۳۲۰۰۰ درجه فارنهایت (معادل GM32)
اخیرا گرید GM34 نیز به استانداردهای دمایی آجر عایق افزوده شده است.
آخرین موضوع قابل ذکر درخصوص آجرهای عایق میزان عناصر تشکیل دهنده آنها می باشد که مربوط به میزان اکسید آلومینیوم (Al2O3) و اکسید سیلیس (SiO2) می باشد.
هر چه رنج دمایی آجر عایق بالاتر باشد به همان میزان رنج اکسید آلومینیوم در آجر بیشتر می باشد و به همان نسبت دانسیته آجر افزایش خواهد یافت.
در زیر جدولی از میزان تقریبی این عناصر بر اساس گریدهای دمایی آجر نشان داده شده است.
میزان اکسید آلومینا در آجرهای گرید دمایی ۱۲۶۰ درجه سانتی گراد حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد ، در آجرهای ۱۳۵۰ درجه سانتی گراد حدود ۳۸ تا ۴۰ درصد ، در آجرهای ۱۴۳۰ درجه سانتی گراد حدود ۵۲ تا ۵۵ درصد و در آجرهای ۱۵۴۰ درجه سانتی گراد حدود ۶۵ الی ۶۸ درصد می باشد که البته متناسب با شرکت تولید کننده آجر این میزان متفاوت و متغیر می باشد.
(جدول مشخصات آجرهای ارائه شده با نام تجاری نگار تامین با کد اختصاری NB)
| ۱۵۴۰ | ۱۴۳۰ | ۱۳۵۰ | ۱۲۶۰ | Nominal Temperature classification | |
| NB-5 | NB-4 | NB-3 | NB-2 | ||
| ۶۵ | ۵۲ | ۳۸ | ۳۰ | Al۲O۳ | Chemical Analysis(%): |
| ۳۱ | ۴۳ | ۵۷ | ۶۵ | SiO۲ | |
| ≤۰.۹ | ≤۰.۹ | ≤۰.۹ | ≤۱ | Fe۲O۳ | |
| <0.75 | <0.75 | <0.2 | <0.2 | Reheat Change(%)(۲۴ hrs under Temp.) | |
| ۲۵.۰ | ۲۰.۰ | ۱۸.۰ | ۱۶.۰ | Cold Crushing Strength (kg.cm2) | |
| ۰.۳۴ | ۰.۲۸ | ۰.۲۷ | ۰.۲۰ | ۶۰۰ | Thermal Conductivity (w/m.k) |
| ۰.۳۷ | ۰.۳۱ | ۰.۳۱ | ۰.۲۳ | ۸۰۰ | |
| ۰.۳۹ | ۰.۳۳ | ۰.۳۳ | ۰.۲۵ | ۱۰۰۰ | |
از دیگر نکات مورد توجه در انتخاب یک آجر عایق ، میزان اکسید آهن موجود می باشد که برای یک آجر خوب می بایست زیر نیم درصد باشد و گاهی تا سقف یک درصد قابل اغماض و چشم پوشی می باشد.
آخرین نکته در انتخاب یک آجر عایق ، میزان تحمل شوک پذیری آجر می باشد. استاندارد DIN 51068-1 نحوه تست شوک پذیری آجر عایق را معرفی نموده است.
البته این آزمایش بسیار دشوار و زمان بر می باشد. ساده‌ترین روش تست شوک پذیری یک آجر عایق خوب این است که بتواند حداقل ۲۰ بار در دمای ۹۵۰ درجه سانتی گراد قرار گیرد و در همان دما آجر بیرون آورده شود و دوباره پس از ۱۵ دقیقه داخل دمای ۹۵۰ درجه سانتی گراد قرار گیرد. چنانچه یک آجر بتواند حداقل ۲۰ بار این آزمایش را بدون ترک و شکستن پشت سر بگذارد به یقین از لحاظ مقاومت به شوک حرارتی یک آجر مطلوب می باشد.
شرکت نگار تامین، آمادگی دارد تا آجر عایق سبک با کیفیت ممتاز را با برند تجاری Negar Brick (NB) تقدیم عزیزان مصرف کننده نماید. آجرهای ارائه شده توسط جمع زیادی از شرکت های سازنده کوره مورد استقبال قرار گرفته است. لطفا برای دریافت اطلاعات بیشتر با واحد فروش ما تماس حاصل فرمایید.
آجرهای معلق آویز قلاب دار
یکی از انواع کاربرد آجر عایق سبک ، استفاده از آجرهای عایق معلق قلاب دار می باشد. طراحی و ساختار این نوع آجر به گونه ای می باشد که یک ورق فلزی از جنس فولاد نسوز در داخل یک شیار تعبیه شده در درون آجر قرار می گیرد و از طریق سوراخ موجود در مرکز آنکر به یک میلگرد از جنس فولاد نسوز قلاب می گردد.
جنس ورق فولاد نسوز استفاده شده برای قلاب بستگی به دمای کاری کوره داشته و اکثرا از فولاد ۳۱۰ ، ۳۰۹ و ۳۲۱ استفاده می گردد.
ابعاد آجرهای آویز قلاب دار بر اساس سفارش مشتری تولید می گردد و این نوع از آجر به‌صورت موجود در انبار نمی باشد.
استفاده از این نوع آجر موجب سهولت در نصب عایق سقف کوره می گردد. همچنین سرعت تعمیر آجرهای سقف بسیار بیشتر از روش های سنتی و مرسوم می باشد.
