ما هي الكتلة الحرارية؟
الكتلة المقاومة للحرارة هي مادة ذات مقاومة عالية جدًا للحرارة. لا تتدهور هذه المادة من خلال نقل الحرارة بين الهياكل الأخرى. ومن ناحية أخرى، يمكن استخدامه لصنع الأجزاء التي تتطلب مقاومة عالية للحرارة. استخدام آخر لهذه المواد هو تغطية الأفران. بشكل عام، يمكن تقسيم المواد المقاومة للحرارة إلى 3 فئات رئيسية بناءً على تركيبها الكيميائي وبنيتها. تشمل هذه الفئة الكتل الرملية والحمضية المقاومة للحرارة والكتل المقاومة للحرارة ذات التطبيقات المحددة والخاصة (الكتل الحرارية الكهربائية وغيرها).
ما هي فوائد وخصائص الكتلة الحرارية؟
تتمتع الكتلة المقاومة للحرارة بمميزات وفوائد رائعة من المهم جدًا معرفتها. ومن أهم مميزاتها وخصائصها يمكن ذكر ما يلي:
تعد قوة الضغط العالية للغاية وقوة الانحناء المثالية من أهم الخصائص الأساسية للمواد المقاومة للحرارة.
ومن بين الخصائص الأخرى للمواد المقاومة للحرارة، يمكننا أن نذكر مقاومة التآكل وسهولة التنفيذ.
ومن بين الخصائص الأخرى لهذه المادة، مقاومة التآكل والخصائص الجيولوجية.
تتمتع الكتل المقاومة للحرارة بسعر معقول ومناسب بسبب عدم وجود عملية الخبز والتشكيل الإنتاجية.
من ناحية أخرى، تتمتع هذه الكتل بأنظمة دعم مختلفة، ولهذا السبب يمكن استخدامها لصنع طبقات أقوى وأكبر.
تعد الميكانيكا الحرارية المثالية والمقاومة العالية للصدمات الحرارية من بين خصائص الكتلة المقاومة للحرارة.
تعتبر الكتل المقاومة للحرارة أسهل في التركيب من الطوب الحراري في الأفران المصنوعة من الهياكل الهندسية المعقدة.
يمكن تركيب الكتل القابلة للاشتعال بطريقة متكاملة. ولهذا السبب، يمكن اعتبارها بمثابة عزل مثالي ضد تغلغل الغاز والحرارة داخل الفرن أو خارجه.
الطبقات المصنوعة باستخدام الكتلة الحرارية تكون أكثر مقاومة من الطوب الحراري. (وهذا صحيح حتى عندما تكون الطبقات المبنية أرق.)
تحتفظ الكتل المقاومة للحرارة بخصائصها الكيميائية والفيزيائية حتى في درجات الحرارة المرتفعة للغاية.
أدت المقاومة العالية للكتلة المقاومة للحرارة ضد الظروف الحمضية والحرارة إلى تقليل الأضرار الناجمة عن زيادة الحرارة بشكل كبير.
⚫ لماذا يستخدم الكتلة الحرارية في مختلف الصناعات؟
كما ذكرنا سابقًا، تتمتع الكتلة الحرارية بمقاومة عالية جدًا ضد المواد الحمضية والحرارة. هذه المشكلة تجعله غير قابل للاشتعال في ظروف مختلفة ويقلل بشكل كبير من الضرر الناتج عن الحرارة. واللافت في الأمر أنه لا يمكن إيجاد بديل مناسب لهذه المادة في مختلف الصناعات مثل الأسمنت والصلب والبنزين والسيراميك والحديد وغيرها. ولهذا السبب، من الضروري استخدامه في الصناعات المختلفة للحفاظ على أدائها. يمكن استخدام الكتل الحرارية في عملية تزيد عن 1000 درجة مئوية. ولذلك، وفقا للاحتياجات الكيميائية والميكانيكية والحرارية، فإنها تحتاج إلى استعدادات خاصة.
تسمح الكتلة المقاومة للحرارة لجميع المواد المتفاعلة بالعمل بفعالية في العمليات التي تحتوي على طاقة حرارية عالية. ومن ناحية أخرى، تساعد هذه المادة على منع فقدان الحرارة في جميع الصناعات المختلفة. وبسبب هذه المشكلة، فإنه يقلل أيضًا من احتمالية نشوب حريق إلى حد كبير. ولهذا السبب يتم استخدام الكتل الحرارية في تحضير الأفران. بشكل عام، في أي نوع من الصناعات التي تتعرض للحرارة العالية، يعد استخدام المواد المقاومة للحرارة أمرًا إلزاميًا.
⚫ مقدمة لأهم تطبيقات الكتلة الحرارية
⚫ فئات شائعة من الكتلة الحرارية
يمكن تصنيف الكتلة المقاومة للحرارة وفقًا لمعايير مختلفة مقسمة إلى عدة فئات:
تصنيف الكتلة المقاومة للحرارة على أساس المركبات المكونة لها:تنقسم أنواع المواد المقاومة للحرارة إلى 5 فئات حسب تركيبها. تعتبر كتل الزركونيا والسيراميك والسيليكات والكروم والألومينا المقاومة للحرارة من بين الأنواع الأكثر شيوعًا بناءً على تركيبها. ولكل من هذه الجرائم سمة خاصة يتم بموجبها استخدامها في صناعات مختلفة.
تصنيف الكتلة المقاومة للحرارة بناءً على الخواص الكيميائية: يمكن تصنيف أنواع المواد المقاومة للحرارة وفقًا لخصائصها الكيميائية. بشكل عام، يتم استخدام الكتل الحرارية في ثلاثة أنواع بناءً على خواصها الكيميائية: الحمضية والقاعدية والمتعادلة. يتم هذا التصنيف مع الأخذ في الاعتبار تفاعلاتها وعملياتها ضد الحرارة العالية.
تصنيف الكتلة المقاومة للحرارة حسب طريقة الاستهلاك:يمكن تصنيف المواد المقاومة للحرارة إلى أنواع الصب والسحق والرش. يتم اختيار طريقة استهلاك الجرائم مع الأخذ في الاعتبار الصناعات المرغوبة. لاحظ أن البنية الأساسية لكل من هذه الكتل المقاومة للحرارة تختلف أيضًا عن بعضها البعض.
⚫ تصنيف أنواع الكتلة الحرارية على أساس الخصائص الكيميائية
الكتل الحمضية المقاومة للحرارة
تعتبر الكتلة الحمضية المقاومة للحرارة هي الخيار الأفضل عندما تكون الظروف المرغوبة حمضية. عادةً ما يحافظ هذا النوع من الكتل المقاومة للحرارة على بنيتها وشكلها في الظروف الحمضية. كما تستخدم في بنيتها السيليكا أو الطين، والتي لها خصائص حمضية. أحد أهم تطبيقات هذا النوع من الكتلة الحرارية هو بناء أفران الحث في صناعة الصلب.
جرائم قابلة للاشتعال في اللعبة
يتم وضع هذا النوع من الكتلة القابلة للاشتعال أيضًا في الفئة المفتوحة ويعتبر خيارًا مناسبًا للاستخدام في بيئات اللعب أو القلوية. من بين مركبات هذه الكتل المقاومة للحرارة المغنيسيوم والكالسيوم والدولوميت والفورستريت كروميت والدولوميت الكالسيوم والمغنيسيت الدولوميت. النقطة الجديرة بالملاحظة هي أن هذه المادة المقاومة للحرارة مقاومة للبيئات القلوية ولا تتضرر.
كتل محايدة قابلة للاشتعال
الحراريات المحايدة هي نوع آخر من الحراريات تعتمد على تركيبتها الكيميائية، والتي يمكنها الحفاظ على بنيتها ومقاومتها في البيئات القلوية والقلوية. ولهذا السبب يمكن استخدام أنواع مختلفة من الكتلة المحايدة في الصناعات المختلفة. تعد الألومينا وأكسيد الكروم والكربون المكونات الرئيسية لهذا النوع من الكتلة المقاومة للحرارة.
⚫ تصنيف أنواع الكتلة الحرارية بناءً على المركبات المكونة
كتلة الأسمنت المقاومة للحرارة: من أشهر أنواع الكتلة المقاومة للحرارة هو نوع الأسمنت الذي يتكون من أسمنت ألومنيوم الكالسيوم والأسمنت بأكسيد الحديد وغيرها، وهي تنقسم إلى فئتين أسمنت منخفض (5 إلى 10 بالمائة) يتم تقسيم الأسمنت) والأسمنت الناعم (30 إلى 40 بالمائة أسمنت) ولكل منهما خصائص خاصة. نظرًا لصلابته العالية جدًا، يتم استخدام نوع البرسيمان في أفران الصهر والهياكل المقاومة للحريق وخبز الأجزاء الفولاذية وكذلك العزل الحراري.
كتلة السيليكا المقاومة للحرارة: يُعرف هذا النوع من الكتلة المقاومة للحرارة أيضًا باسم السيليكات أو السيليكا لأن تركيبها يحتوي على مركبات السيليكا. كما تعتبر سيليكات الألومنيوم والمنغنيز من المواد الرئيسية الأخرى في هذه الجرائم. عادةً ما يكون نوع السيليكون مفيدًا جدًا في صناعة أفران السيراميك وكذلك صناعة الصلب. ومن ناحية أخرى، تستخدم هذه الكتل أيضًا في أفران الحث.
كتلة الألومينا المقاومة للحرارة: نوع آخر من الكتلة المقاومة للحرارة هو نوع الألومينا حسب تركيبها. يتكون هذا النوع من الكتلة الحرارية من الألومينا وكربيد السيليكون. إن السعر الرخيص جدًا بالإضافة إلى الوصول السريع إلى هذا المنتج جعله مشهورًا في صناعات الفولاذ والزجاج والصب وما إلى ذلك.
كتلة المغنسيت المقاومة للحرارة: نوع المغنسيت هو نوع آخر من الكتلة المقاومة للحرارة التي تتكون من مواد مقاومة للمغنسيت وتستخدم في الصناعات المختلفة. ومن أهم مميزات هذا النوع من الحراريات هو مقاومته للصدمات الحرارية والتآكل، فضلاً عن عمره الطويل. وعادة ما تستخدم هذه المادة في بناء أفران الصلب الكربوني وكذلك في إصلاح المنغنيز والفولاذ المقاوم للصدأ.
