جنس وسایل قفسه بندی کوره چیست؟

جنس وسایل قفسه بندی کوره

وسایل قفسه بندی کوره در شرایط متفاوتی مانند درجه حرارت، فشار، فرسودگی شیمیایی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

بنابراین ممکن است این سوال مطرح گردد که اصولا وسایل قفسه بندی کوره از چه نوع بدنه هایی ساخته شده و در هر شرایط مشخص چه نوعی از آنها مورد استفاده قرار می گیرد؟

بطور کلی عمده ترین خواصی که بدنه وسایل قفسه بندی کوره باید دارا باشند عبارتنداز: دیرگدازی، مقاومت در برابر شوک های حرارتی، استحکام در حرارتهای بالا و پایداری ابعاد، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر محیط اکسیدکننده و احیا کننده، هدایت حرارتی، که در ادامه بصورت جداگانه به توضیح هرکدام می پردازیم.

بیشتر بدانید: کوره های پخت سرامیک و انواع سوخت آن

↵ جهت مشاهده محصولات شهر سفال اینجا کلیک کنید  

۱_ دیرگدازی: وسایل قفسه بندی کوره، بخصوص انواعی که در تولید پرسلانها مورد استفاده قرار می گیرند باید به راحتی قادر به تحمل درجه حرارتهای بالا باشند.

باید توجه داشت که درجه حرارتی که عملا به عنوان مثال ساگارها، در معرض آن قرار می گیرند بیشتر از درجه حرارت پخت فراورده های داخل آنهاست. همچنان که گفته شد ساگارها عملا در برابر شعله مستقیم مشعل قرار می گیرند.

۲_ مقاومت در برابر شوکهای حرارتی: بطور معمول یک مصرف کننده وسایل قفسه بندی کوره انتظار دارد که این وسایل و بخصوص ساگارها با توجه به قیمت بالای آنها، حداقل برای ۱۰۰ بار و یا بیشتر مورد استفاده قرار گیرند.

بنابراین لازم است که وسایل قفسه بندی کوره به راحتی قادر به تحمل شوکهای حرارتی باشند. در نتیجه پیشرفت هایی که در دهه های اخیر در مورد طراحی کوره ها انجام شده، زمان پخت فراورده ها به مقدار زیادی کاهش یافته است.

این مطلب به این معنی است که وسایل قفسه بندی کوره امروزه باید مقاومت باز هم بیشتری را در برابر شوک های حرارتی دارا باشند.

به همین دلیل بدنه های این وسایل علاوه بر اینکه ماهیتا” باید دارای مقاومت خوبی در برابر شوکهای حرارتی باشند لازم است تا حدودی نیز متخلخل بوده تا مقاومت آنها در برابر شوکهای حرارتی افزایش یابد.

۳_ استحکام در حرارتهای بالا و پایداری ابعاد: باتوجه به اینکه بسیاری از وسایل قفسه بندی کوره به عنوان مثال ساگارها، در هنگام استفاده نه تنها در معرض حرارت بالا بوده بلکه فشار زیادی نیز به آنها وارد می شود (وزن قطعات روی آنها) بنابراین لازم است که در حرارتهای بالا دارای استحکام زیادی باشند.

این مطلب به این معنی است که در بدنه وسایل قفسه بندی کوره باید حتی المقدور فاز شیشه ای کم بوده و نیز ویسکوزیته فاز مایع زیاد باشد.

۴_ مقاومت شیمیایی: بسیاری از لعاب ها دارای مواد فرّاری در درجه حرارتهای بالا می باشند. این مواد فرّار می توانند در سطح وسایل قفسه بندی کوره متراکم شده و باعث خوردگی شیمیایی و ذوب آنها گردند.

همینطور در بسیاری موارد ممکن است لعاب سطح فراورده ها، در درجه حرارتهای بالا اصطلاحا “شُره نموده” و روی وسایل قفسه بندی کوره بریزد. بنابراین لازم است وسایل قفسه بندی کوره دارای مقاومت شیمیایی خوبی باشند.

۵_ مقاومت در برابر محیط اکسیدکننده و احیا کننده: با توجه به اینکه بسیاری از انواع بدنه ها مثل پرسلانها و بعضی از انواع استون ورها نهایتا در محیط احیاء پخته می شوند لازم است که وسایل قفسه بندی کوره در برابر محیط های احیاء کننده و نیز اکسید کننده به اندازه کافی مقاوم باشند.

۶_ هدایت حرارتی: هدایت حرارتی خوب بخصوص در ارتباط با ساگارها بسیار مهم می باشد. بدیهی است که چنانچه بدنه ساگار دارای هدایت حرارتی خوبی  باشد، صرفه جویی قابل ملاحظه ای در سوخت و زمان پخت به عمل می آید.

با توجه به خواص مذکور، بدنه هایی که امروزه بطور عمده و در بعد صنعتی برای ساخت وسایل قفسه بندی کوره مورد استفاده قرار می گیرند عبارتنداز: بدنه های کوردیریتی، آلومینو سیلیکات، آلومین، سیلیکون کاربید و بالاخره زیرکن.

۱_ بدنه های کوردیریتی در تولید وسایل قفسه بندی کوره عمدتا” بخاطر مقاومت عالی آنها در برابر شوکهای حرارتی و نیز پایداری ابعاد آنها مورد توجه می باشند.

با این همه بدنه های کوردیریتی به دلیل دیرگدازی کم آنها معمولا در بالاتر از حدود ۱۲۵۰ درجه و یا ندرتا ۱۳۰۰ درجه مورد استفاده قرار نمی گیرند.

بدنه های کوردیریتی بخصوص برای تولید آن دسته از وسایل قفسه بندی کوره که در تولید کاشی ها مورد استفاده قرار می گیرند بسیار مناسب است.

۲_ بدنه های آلومینو سیلیکات در مقایسه با کوردیریت دارای دیرگدازی بالاتری بوده و اگرچه مقاومت خوبی در برابر شوکهای حرارتی دارند ولی به هر حال از این نظر قابل رقابت با کوردیریت نیستند.

در عمل جهت تولید این بدنه ها مقادیر کمی تالک به عنوان مواد اولیه مصرف می شود. این عمل به منظور ایجاد بلورهای کو ردیریت و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر شوکهای حرارتی انجام می شود.

بدنه های آلومینوسیلیکات دارای استحکام و پایداری ابعاد خوبی در درجه حرارتهای بالا هستند.

۳_ بدنه های آلومینی حاوی سیلیس نبوده و یا به مقدار کمی دارای سیلیس می باشند. آن دسته از وسایل قفسه بندی کوره که از این نوع بدنه ها ساخته می شوند دارای استحکام و دیرگدازی بسیار خوبی می باشند.

این نوع وسایل قفسه بندی معمولا دارای تخلخل می باشند. در غیر این صورت مقاومت آنها در برابر شوک های حرارتی کاهش می یابد. مقاومت شیمیایی بدنه های آلومینی نیز بسیار خوب است.

۴_ سیلیکون کاربید بخصوص در تولید ساگارهای پخت پرسلان وسیعا” مورد استفاده قرار می گیرد. علت این موضوع هدایت حرارتی فوق العاده عالی این نوع بدنه هاست.

بدنه های سیلیکون کاربیدی دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر شوکهای حرارتی نیز می باشند ولی متاسفانه دارای دو نقطه ضعف می باشند. این نوع بدنه ها اولا” در مقایسه بسیار گرانتر بوده و ثانیا” دارای مقاومت کمی در محیط اکسید کننده می باشند.

۵_ بدین معنی که در چنین محیط هایی به مرور اکسید شده و با آزاد نمودن گاز منواکسید کربن به سیلیس تبدیل می گردند.

این عمل باعث فرسودگی و افزایش ابعاد قطعات می گردد. برای مقابله با این مشکل، سطح آن دسته از وسایل قفسه بندی کوره که از این نوع بدنه ها ساخته شده اند معمولا” به وسیله لایه ای از آلومینا پوشانده می شوند.

این عمل اگرچه کاملا مشکل اکسیده شدن سلیکون کاربید را حل نمی نماید ولی در افزایش عمر قطعات بسیار موءثر می باشد.

۶_ زیرکن و یا سیلیکات زیرکنیم معمولا در مواردی استفاده می شود که مقاومت شیمیایی بسیار خوبی مورد نیاز می باشد.

به عنوان مثال در پخت لعابهایی که دارای مقادیر زیادی مواد فرار می باشند وسایل قفسه بندی کوره از جنس زیرکن مورد استفاده قرار می گیرند. 

چگونگی تولید وسایل قفسه بندی کوره

بسیاری از کارخانجات تولیدکننده فراورده های ظریف وسایل قفسه بندی موردنیاز خود و بخصوص ساگارهای مصرفی خود را تولید می نمایند.

بسیاری دیگر از تولیدکنندگان نیز ترجیح می دهند که این وسایل را ساخته شده خریداری نمایند. به هرحال لازم است در اینجا بطور خلاصه به روند تولید وسایل قفسه بندی کوره اشاره گردد.

مواد اولیه عمده ای که در تولید این قطعات مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: کائولن، بال کلی، خاک نسوز، مواد پخته شده، بوکسیت، سیلیمانیت، کیانیت، آندالوزیت، تالک، ساگارهای شکسته و مستعمل و بالاخره سیلیکون کاربید.

روند تولید بدین ترتیب است که مواد پخته شده و نیز ساگارهای شکسته، خرد شده و در دانه بندیهای متفاوت تفکیک می گردند.

بقیه مواد و عمدتا رس ها نیز بصورت مرطوب آسیاب شده و سپس به همراه مواد غیرپلاستیک خمیرشده و از دستگاه ورزدهنده عبور داده می شوند.

روشهای شکل دادن وسایل قفسه بندی کوره برحسب شکل آنها متفاوت است. ولی به هر حال هر سه روش (پلاستیک، ریخته گری، پرس پودر) مورد استفاده قرار می گیرند.

درجه حرارت پخت این فراورده ها نیز برحسب نوع بدنه آنها متفاوت است. کارخانجاتی که خود ساگارهای مصرفی خودشان را تولید می نمایند معمولا ساگارها را در همان درجه حرارتی که باید مورد استفاده قرار گیرند و حتی در همان کوره پخت فراورده ها، می پزند. ولی بطور ایده آل وسایل قفسه بندی کوره باید در درجه حرارتی بالاتر از درجه حرارت مصرف پخته شوند.