چکیده:
ایران با داشتن پیشینه تاریخی و آثار تمدن بشری به لحاظ موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی یکی از نادرترین کشورهای جهان می باشد. ذخائر ارزشمند و گوناگون مواد معدن از جمله مواهب الهی است که به این سرزمین ارزانی گردیده است.
گذر ایران از دوران مختلف زمین شناسی با کوه زایی ها، آتشفشان ها، پیشروی و پس روی دریاها حکایت از وخور انواع متفاوت مواد معدنی در جای جای این خاک پرگهر دارد.
همزمان با گسترش روز افزون صنایع، در نتیجه نیاز صنعت به مواد خام لزوم توسعه فعالیتهای زمین شناسی و اکتشافات معدنی و تجهیز و بهره برداری از معادن بیش از پیش احساس می گردد. توسعه صنعت نسوز در گرو اهتمام ویژه به شناسایی مواد معدنی و توسعه معدنکاری است.
آنچه در مجموعه زیر آمده است مختصری در مورد خاک های نسوز علل الخصوص خاک نسوز سمیرم اصفهان و کاربردهای صنعتی آنها می باشد.
مقدمه:
تاریخ توسعه مواد و فرآورده های نسوز اجبارا به تاریخ بسوا و توسعه صنایع ذوب و سرامیک ارتباط پیدا می کند از زمان های قدیم، اطلاعات کمی در دست است ولی از تاریخ ذوب فلزات و آثار آن، می توان گفت که از ده هزار سال پیش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخیر، بسط و توسعه بسیار یافته اند.
به خصوص در قرن حاضر که تکنیک های پیشرفته و مواد اولیه پیش ساخته به کار گرفته می شود مصری ها در پنج هزار سال پیش از مواد نسوز استفاده می کردند. در 2500 سال پیش برای ساختن قصر داریوش در ایران از آجرهای پخته شده سیلیس استفاده شده است تاریخ تولید انواع فرآورده های نسوز در جدول زیر آمده است. تاریخ توسعه مواد و فرآورده های نسوز اجبارا به تاریخ بسوا و توسعه صنایع ذوب و سرامیک ارتباط پیدا می کند از زمان های قدیم، اطلاعات کمی در دست است ولی از تاریخ ذوب فلزات و آثار آن، می توان گفت که از ده هزار سال پیش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخیر، بسط و توسعه بسیار یافته اند.
به خصوص در قرن حاضر که تکنیک های پیشرفته و مواد اولیه پیش ساخته به کار گرفته می شود مصری ها در پنج هزار سال پیش از مواد نسوز استفاده می کردند. در 2500 سال پیش برای ساختن قصر داریوش در ایران از آجرهای پخته شده سیلیس استفاده شده است تاریخ تولید انواع فرآورده های نسوز در جدول زیر آمده است.
انواع فرآورده های نسوز
تاریخ تولید
فرآورده های نسوز سیلیس
1840
فرآورده های نسوز کروسیتی
1896
فرآورده های نسوز منیزیتی
1888
فرآورده های نسوز آلومینی
1917
فرآورده های نسوز عایق
1920
فرآوده های نسوز پیش ذوب
1930
رشته های نسوز و سرامیکی
1930
صنعت نسوز در ایران به احتمال قومی همراه با صنعت سیمان تولید یافته است. که شروع این صنعت در کشور با بسیاری از کشورهای دیگر همزمان بوده است
معدن خاک نسوز سمیرم در سال 1345 بوسیله سازمان زمین شناسی تکنولوژیکی این معدن توسط جورج آلتن فرانسوی کارشناس سازمان ملل در سازمان زمین شناسی مورد مطالعه قرار گرفت و گزارشی در مورد تغلیظ آن منتشر شد که بر پایه تکلیس خاک بود. در سال 1349 نمونه تکنولوژیکی این معدن به انیستیتو مواد نسوزلنینگراد ارسال شد که قبلا سنگجوری دستی شده بود و گزارش مطالعات تنها مربوط به کاربرد این خاک در تکنولوژی فولاد بود و روی تغلیظ پذیری خاک کار نشده بود. در سال 1366 مهندسین مشاور معدن کاوروی تغلیظ این خاک مطالعه نموده و روش جداکننده های مغناطیسی را برای تغلیظ خاک پیشنهاد نمودند. جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی شریف نیز روی این خاک مطالعه کرده و اساس کار را بر آزمایشات باجیک قرار داده و نتیجه ای نگرفتند. نمونه های متعددی از این خاک در جعبه های 50 کیلوئی تهیه و به کشورهای مختلف جهت امکان پذیری تغلیظ خاک ارسال گردید. شرکت ایران منیزیا نیز که در کنار شرکت ملی فولاد از بخشی از این معدن بهره برداری میکند مطالعات زیادی برای امکان پذیری تغلیظ این خاک انجام داده است.
فصل اول: مواد نسوز
مواد معدنی نسوز:
به طور دقیق نمی توان گفت که نخستین بار درجه دورانی و توسط چه کسانی مواد نسوز ساخته شد. ولی برخی شواهد دال برساخت و مصرف این مواد توسط چینی ها می باشد. پیدایش و رشد این صنعت با صنعت ذوب فلزات رابطه ای تنگاتنگ دارد که بدین ترتیب می توان گفت بشر از ده هزار سال قبل از مواد نسوز استفاده می کرده است. نمونه آن مربوط به کوره ای با قدمت بیش از 6000 سال در کشور کره می باشد.
تا قبل از قرن نوزدهم مصرف کنندگان اصلی مواد نسوز، کوره های ذوب فلزات، شیشه و امثال آنها بوده اند که حجم چندانی را در بر نمی گرفت. اما با وقوع انقلاب صنعتی که از قرن هیجدهم آغاز شد صنایعی رشد کرد که در فرآیندهای تولید خود به درجه حرارت بالا نیاز داشتند و از این رو نیاز به مواد نسوز به سرعت گسترش یافت و راه برای شکوفایی این صنعت همدار گردید.
نقش مواد نسوز:
نقش این مواد محافظت از محفظه هائیست که در آنها واکنش ها یا عملیات 5 پی درجه حرارت بالا انجام می گیرد. به طور عمده می توان نقش مواد دیرگداز را در کوره ها به سه صورت زیر تقسیم کرد:
الف) حفاظت بدنه کوره ها، مجاره تصفیه ای، مخازن شیشه ای، از تأثیر شعله یا مواد مذاب گداخته.
ب) کاهش میزان و مقدار انتقال حرارت از داخل کوره به خارج.
ج) جذب حرارت و انتقال آن به مواد گداخته داخل کوره.
خواص مواد نسوز:
به طور کلی مهمترین ویژگی های مواد نسوز به قرار زیر است:
الف) دیر گدازی: مقاومت حرارتی مواد نسوز تابع ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین آنهاست.
ب) مقاومت شیمیایی: این ویژگی تابع ترکیب شیمیایی مواد اولیه، تخلخل، ساختمان بلوری آنهاست. در کوره های سیمان در قسمت پخت به دلیل شرایط قلیایی از آجرهای منیزیت استفاده می کنند.
ج) مقاومت در برابر شوک حرارتی: مواد نسوز در برابر تغییرات ناگهانی و سریع دمای داخل کوره مقاومت می کنند.
د) مقاومت سایش: معمولا بدنه داخلی کوره های دوار از مواد دیرگداز پوشیده شده است و گاها بار داخل کوره موجب سائیدگی پوشش داخلی کوره می شود. در این حالت بایستی از موادی که مقاومت سایشی بالایی دارند استفاده نمود.
انواع مواد نسوز:
مواد شکل دار (آجرهای نسوز)
رسی: شاموتی – نیم سیلیسی – آلومینی عایق
غیر رسی: سیلیس – قلیایی- مولیتی- زیرکنی- آلومین بالا- آسمیه کرم- فرآورده کربن و گرافیتی
مواد بی شکل (مواد ویژه)
انواع ملاتها
انواع جرمهای نسوز