تمام مواد نسوز بر پایه‌ی خاک نسوز و محتوای آن یعنی آلومینا و سیلیس هستند. در واقع آجر نسوز صنعتی مقاوم در برابر حرارت از خاک نسوز ساخته میشود. همانند ملات‌های مقاوم در برابر حرارت، عایق‌ها، ظروف سفالی، سرامیک‌ها، پتوهای سرامیکی یا کاشی‌های سرامیکی روی شاتل فضایی نیز از خاک نسوز نشأت می‌گیرند که نقطه ذوب این خاک از ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۹۱۲درجه فارنهایت شروع میشود. فقط فناوری‌های خاصِ تولید این مواد گران قیمت می‌توانند خصوصیات و کاربردهای آنها را تغییر دهند. دراین مقاله به بررسی کامل خاک نسوز و مکان هایی که می توان آن را یافت می پردازیم.
اصطلاح خاک نسوز چیست؟ را برای خاک هایی استفاده می کنند که خاصیت دیرگدازی دارند. این ماده که به آن گل آتش خوار نیز گفته می شود، نوعی از خاک های رسوبی است که به شکل دانه های پلاستیکی ریزی وجود دارند. این خاک قابلیت انعطاف پذیری دارد و می تواند دماهای بالایی در حد 1515 درجه را تحمل کند. این مقاومت بالا باعث می شود که از این ماده در ساخت سفال استفاده شود؛ چرا که در فرایند ساخت سفال سفید؛ آن را در کوره هایی با دماهای بسیار بالا می گذارند. بنابراین باید مقاومت کافی در برابر حرارت بالا را داشته باشد. خاک نسوز رنگ روشنی دارد.
خاک نسوز پایه همه مواد نسوز است. آلومینا(اکسید آلومینیم) و سیلیس دو ماده ای هستند که در ترکیب خاک نسوز وجود دارند. از دیگر مواد موجود در ترکیبات این خاک می توان به مونوترمیت، هالوزیت، کوارتز، فلدسپات، هیدروسل و کائولینیت اشاره کرد. درصد مواد مختلفی که در ترکیب خاک نسوزی که در ترکیب خاک دیرگداز وجود دارند، عبارتند از:
اکسید آلومینیم: 23 الی 34 درصد وزنی
سیلیس: 50 الی 60 درصد وزنی
ناخالصی های دیگر: 10 الی 12 درصد وزنی
اگر در ترکیبات خاک نسوز مواد معدنی بوکسیت استفاده شده باشد، بنابراین خاصیت آلومینا یا همان اکسید آلومینیم آن بیشتر است. این خاصیت باعث می شود خاصیت آرین بودن خاک نسوز بیشتر شود. در حالی که اگر در ترکیبات خاک نسوز از آهن و تیتانیوم استفاده شده باشد، باعث کاهش نقطه خمیری خاک نسوز خواهد شد.
خاک نسوز نه تنها در ساخت و تولید آجر نسوز صنعتی استفاده میشود، بلکه کاربردهای متنوع دیگری نیز دارد. میزان اکسیدهایی مانند آهن، کلسیم، سیلیسیم و تیتانیوم کاربردهای مختلفی برای این نوع خاک ایجاد می‌کند. چنین ترکیباتی تاثیر مستقیمی در مقاومت، زجاجی شدن و ترک نخوردن محصول نهایی دارد.
مهم‌ترین کاربردهای خاک نسوز چند مورد مشخص است که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:
· تعمیر کوره‌های حرارتی
· ساخت باربیکیو و شومینه
· ساخت کوره‌های الکتریکی
· ساخت دیگ بخار
· ساخت انواع کاشی و سرامیک
· ساخت مخازن و کوره‌های شیشه‌ای
· صنایع ذوب فلزات
بعنوان ملات
بدلیل مقاومت حرارتی زیاد خاک نسوز و همچنین چسبندگی خوب آن در بسیاری از کوره های صنعتی بعنوان ملات از آن استفاده میشود. همچنین از خاک نسوز بعنوان لایه کاری و آسترکاری کوره های صنعتی نیز استفاده میشود.
تولید خاک شومینه
خاک نسوز به دلیل مقاومت بالایی که در برابر حرارت کوره ها دارد، می توان از آن برای تولید خاک شومینه استفاده کرد. از جمله مواردی که از خاک نسوز نشأت می گیرند، می توان به عایق ها، سرامیک ها، ظروف سفالی، کاشی های سرامیکی و .... اشاره کرد
ساخت آجر دیرگداز
آجرهای دیرگداز آجرهایی هستند که در ساخت آنها از خاک نسوز استفاده شده است. از این آجرها برای موارد زیر استفاده می شود:
عایق
کوره های بلند
کوره های شیشه ای
آسترکاری بویلرها
کوره های خاک نسوز و ...
از آنجایی که بین آجر دیرگداز و مواد مذاب موجود در کوره واکنشی رخ نمی دهد، بنابراین برای آسترکاری کوره ها مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین استفاده از این خاک می تواند در کارایی کوره ها و به این ترتیب در بهره وری کارخانه سهم بسزایی داشته باشد.
خاک نسوز دیرگداز را می توان به دو شکل اکسیدی و غیراکسیدی دسته بندی کرد. نوع اکسیدی آن استفاده گسترده تری در صنعت دارد و شامل موارد زیر است:
آلومینا (اکسید آلومینیم)
سیلیکا (اکسید سیلیکون)
منیزیت (اکسید منیزیم)
عملکرد آسترهای دیرگدار در دیواره کوره
آسترهای دیرگداز در برابر دما مقاوم بوده و در برابر نوسانات دمایی مقاومت نشان می دهند، از نفوذ مذاب جلوگیری می کنند، از بروز سایش، ایروژن و تخریب به وسیله ی مواد مذاب موجود در کوره پیشگیری می کنند
بزرگترین معادن روباز خاک نسوز کشور و خاورمیانه در استان ارس قرار گرفته است. معدن خاک نسوز در استقلال آباده بزرگترین معدن خاک نسوز در ایران و خاورمیانه می باشد. شرکت عنوان شده در حال حاضر با بیشتر از ۹۰ کارخانه با تولیدات صنعتی مثل تولید کاشی، تولید چینی های بهداشتی و آزمایشگاهی، سرامیک، عایق های الکتریکی، لعاب سازی، مقره سازی، آجر و فراورده های نسوز قرارداد تجاری دارد.
با توجه به میزان مواد اولیه به کار رفته در خاک نسوز می‌توان میزان مرغوبیت آن را تشخیص داد و برای خرید آن اقدام نمود. خاک نسوز مرغوب قابلیت تحمل حرارت ۱۵۰۰درجه سانتیگراد را دارا است؛ دمایی که بعد از پخت روی محصول نهایی هیچ ترکی مشاهده نشود.
آلومینیوم و سیلیس به کار رفته در خاک نسوز مرغوب باید به اندازه‌ای باشد که روی خاصیت اسیدی، پلاستیکی و شکل پذیری محصول نهایی تاثیر منفی نداشته باشد. میزان کائولینیت، آب و سایر ترکیبات شیمیایی فرّار نقش حیاتی در کیفیت خاک نسوز دارد. میزان آب و ترکیبات فرّار حدود ۱۲ درصد در نظر گرفته میشود که مقدار مناسبی است.
میزان مرغوبیت خاک نسوز به طور مستقیم در قیمت آن تاثیرگذار است؛ به عنوان مثال نوع کورهای که آجر در آن پخته میشود، به دلیل تاثیر روی کیفیت و ویژگی‌های ظاهری و فیزیکی آجر مستقیما روی قیمت نهایی محصول تاثیر خواهد داشت.
