“แผ่นอลูมินา” หมายถึงวัตถุดิบตั้งต้น ส่วน “วัสดุทนไฟแบบแผ่น” หมายถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น อิฐ วัสดุหล่อ พลาสติก หรือรูปทรงอื่นๆ ที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งใช้แผ่นอลูมินาเป็นส่วนประกอบหลัก
วัสดุทนไฟแบบแผ่นคืออะไร?
วัสดุทนไฟแบบแผ่น (Tabular refractories) เป็นวัสดุทนไฟชนิดหนึ่งที่มีอลูมินาสูง โดยมีส่วนประกอบหลักคือ อลูมินาแบบแผ่นเป้าหมายคือการถ่ายทอดคุณสมบัติที่เหนือกว่าของเม็ดอลูมินาแบบแผ่นไปสู่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่แข็งแรงทนทาน ซึ่งสามารถทนต่อสภาวะความร้อน สารเคมี และแรงทางกลที่รุนแรงได้
วัสดุเหล่านี้ใช้สำหรับบุผนังเตาเผา เตาอบ เครื่องปฏิกรณ์ และหน่วยประมวลผลอุณหภูมิสูงอื่นๆ
คุณสมบัติหลักของวัสดุทนไฟแบบแผ่น
เนื่องจากวัสดุทนไฟเหล่านี้มีส่วนประกอบหลักเป็นอะลูมินาแบบแผ่น จึงมีคุณสมบัติและลักษณะดังต่อไปนี้:
ทนความร้อนสูงมาก: วัสดุเหล่านี้สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงมาก ซึ่งมักจะเกิน 1800 องศาเซลเซียส โดยไม่อ่อนตัวลง
ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม: นี่คือคุณสมบัติที่สำคัญอย่างยิ่ง โครงสร้างผลึกแบบแผ่นที่ประสานกันและความสามารถของวัสดุในการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่แตกหัก ทำให้วัสดุนี้มีคุณค่าอย่างมากในกระบวนการแบบวัฏจักร
ความแข็งแรงเชิงกลสูงและความต้านทานการสึกหรอ: วัสดุเหล่านี้รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและทนทานต่อการสึกหรอจากวัสดุแข็ง (เช่น วัตถุดิบในเตาหลอม) ที่อุณหภูมิสูง
ความเฉื่อยทางเคมีที่เหนือกว่า: ทนทานต่อการกัดกร่อนจากตะกรัน สารช่วยหลอม และด่างได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะในบรรยากาศที่เป็นกลางและมีออกซิเจนสูง
ความพรุนต่ำ: โครงสร้างที่หนาแน่นและผ่านกระบวนการเผาผนึกของเม็ดผงรูปทรงแผ่น ทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีความพรุนที่มองเห็นได้ต่ำ ช่วยลดการแทรกซึมของตะกรันและการซึมผ่านของก๊าซ
ความคงตัวของปริมาตร: วัสดุเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นถาวร (PLC) น้อยมากเมื่อได้รับความร้อนซ้ำ ซึ่งหมายความว่าวัสดุจะไม่หดตัวหรือขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการใช้งาน ซึ่งจะช่วยป้องกันการเปิดของรอยต่อและรอยแตก
ประเภทและรูปแบบทั่วไปของวัสดุทนไฟแบบแผ่น
สามารถนำสารประกอบอลูมินาแบบแผ่นมาขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟได้หลายวิธี:
| รูปร่าง | คำอธิบาย | กรณีการใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| อิฐ (รูปทรงต่างๆ) | อิฐเผาสำเร็จรูป ผลิตโดยการอัดส่วนผสมของเม็ดอลูมินาแบบแผ่นและสารยึดเกาะ (มักเป็นซีเมนต์อลูมินาละเอียดหรือดินเหนียว) | การบุผนังเตาเผาปูนซีเมนต์แบบหมุน (บริเวณการเผาไหม้), กระบวยเหล็ก, เตาเผาเซรามิก และเครื่องปฏิกรณ์เคมี |
| วัสดุหล่อขึ้นรูป (โมโนลิธิก) | ส่วนผสมแห้งของเม็ดอลูมินาแบบแผ่น ฟิลเลอร์ละเอียด และสารยึดเกาะไฮดรอลิกหรือเคมี นำมาผสมกับน้ำในสถานที่ก่อสร้าง แล้วเท พ่น หรือใช้เครื่องสั่นอัดลงไปในตำแหน่งที่ต้องการ | ใช้งานได้หลากหลายสำหรับการบุผนังรูปทรงซับซ้อน หลังคาเตาเผา บล็อกหัวเผา และการซ่อมแซม วัสดุหล่อขึ้นรูปที่มีซีเมนต์ต่ำและต่ำมาก (LCC/ULCC) ให้ประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น |
| พลาสติกและวัสดุรีไซเคิล | ส่วนผสมดินเหนียวที่ขึ้นรูปได้ง่ายและมีความยืดหยุ่นสูง สามารถอัดหรือตอกลงไปในตำแหน่งที่ต้องการเพื่อสร้างพื้นผิวที่ไร้รอยต่อ | พื้นที่ที่ต้องการการบุผนังแบบไร้รอยต่อ หรือสำหรับงานซ่อมแซมในเตาเผาที่มีอยู่เดิม |
| สเปรย์ | คล้ายกับวัสดุหล่อขึ้นรูป แต่ได้รับการออกแบบให้ฉีดพ่นลงบนพื้นผิวโดยใช้ปืนฉีดพ่น มักใช้สำหรับการบุผิวหรือซ่อมแซมอย่างรวดเร็ว | การปรับปรุงและซ่อมแซมวัสดุบุผนังเตาเผาโดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วนทั้งหมด |
การใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรม
วัสดุทนไฟแบบแผ่นเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมหนักทุกแห่งที่มีสภาพแวดล้อมสุดขั้ว:
อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า:
กระบวยเหล็ก: การบุผนังและก้นกระบวย เนื่องจากทนทานต่อตะกรันและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม
เตาหลอมแบบกระบวย: มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับหลังคาและผนังด้านข้างที่มีอุณหภูมิสูงหรือต่ำมาก
รถตอร์ปิโด: วัสดุบุภายในสำหรับขนส่งเหล็กหลอมเหลว
อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และปูนขาว:
เตาเผาแบบหมุน: บริเวณ การเผาไหม้ ของเตาเผาปูนซีเมนต์เป็นพื้นที่ที่ต้องการความทนทานสูงที่สุด เนื่องจากต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูง การกัดกร่อนทางเคมีจากคลินเกอร์ และการเสียดสีทางกล อิฐอลูมินาแบบแผ่นเป็นวัสดุมาตรฐานที่ใช้ในบริเวณนี้
อุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมี:
เครื่องแยกไอระเหยด้วยไอน้ำและเครื่องปฏิรูป: ใช้เป็นวัสดุบุภายในส่วนให้ความร้อน และเป็นลูกบอลรองรับสำหรับท่อตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งอุณหภูมิสูงและความเสถียรทางความร้อนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
เครื่องปฏิกรณ์เคมี: สำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงและบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
เซรามิกและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก:
เตาเผาและเตาหลอม: ใช้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงที่สุดในเตาเผาเซรามิกและเตาหลอมสำหรับหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น ทองแดงและอะลูมิเนียม
