5 أنواع من الطوب العازل خفيف الوزن المستخدمة عادةً في أفران صهر الزجاج

تُعد أفران صهر الزجاج من المعدات الأساسية في عملية إنتاج الزجاج، حيث تعمل في أعلى درجات الحرارة ولأطول فترات متواصلة. يتعرض الجزء الداخلي للفرن باستمرار لإشعاع عالي الحرارة وصدمات حرارية. لتقليل فقدان الحرارة من جسم الفرن، وخفض استهلاك الوقود، وإطالة عمر الفرن، يُستخدم عادةً نظام متعدد الطبقات من المواد المقاومة للحرارة في بطانة الفرن. يلعب الطوب العازل خفيف الوزن دورًا حاسمًا في العزل وتوفير الطاقة ضمن هذا النظام. مقارنةً بالطوب المقاوم للحرارة الكثيف، تقلل هذه المواد بشكل كبير من الموصلية الحرارية من خلال بنيتها المسامية الداخلية، مما يجعلها الخيار المفضل للطبقة العازلة لأفران صهر الزجاج في الظروف التي لا تتلامس فيها مباشرةً مع الزجاج المنصهر أو اللهب.

الخصائص الأساسية للطوب العازل خفيف الوزن

تشمل مؤشرات الأداء الأساسية للطوب العازل خفيف الوزن الكثافة الظاهرية، والمسامية الظاهرية، والموصلية الحرارية، ودرجة حرارة التشغيل، والقوة الميكانيكية. ينبع آلية عزلها بشكل أساسي من العدد الكبير من المسام المغلقة أو شبه المغلقة داخل جسم الطوب، والتي تمنع بشكل فعال توصيل الحرارة. بناءً على درجة حرارة التشغيل، يمكن تقسيمها إلى أنواع منخفضة الحرارة (<900 درجة مئوية)، ومتوسطة الحرارة (900-1200 درجة مئوية)، وعالية الحرارة (>1200 درجة مئوية)؛ وبناءً على نظام المواد الخام، يمكن تقسيمها إلى أنواع قائمة على الطين، وقائمة على السيليكا، وقائمة على الألومينا، وقائمة على الموليت. تجدر الإشارة إلى أن الطوب العازل خفيف الوزن يتميز عمومًا بقوة ضغط منخفضة ومقاومة محدودة للخبث ومقاومة للصدمات الحرارية، لذلك لا يُستخدم عادةً إلا في الطبقة الخلفية أو العازلة لأفران صهر الزجاج ولا يتلامس مباشرةً مع الزجاج المنصهر أو اللهب عالي الحرارة.

5 أنواع من الطوب العازل خفيف الوزن المستخدمة عادةً في أفران صهر الزجاج

1. طوب الطين العازل خفيف الوزن

يستخدم طوب الطين العازل خفيف الوزن الطين المقاوم للحرارة كمادة خام رئيسية، مع محتوى من Al₂O₃ يتراوح عادةً من 30% إلى 48%، ويتم تصنيعه باستخدام طريقة الحرق أو طريقة الرغوة. يمكن التحكم في كثافته الظاهرية بين 0.3 و 1.5 جم/سم³، ويتميز بأداء عزل جيد. إنها مناسبة لأجزاء العزل التي تقل درجة حرارتها عن 1200-1400 درجة مئوية والتي لا تتلامس مع المواد المنصهرة والأجواء المسببة للتآكل الشديد، وهي من أكثر مواد العزل استخدامًا واقتصادية في الأفران الصناعية.

2. طوب السيليكا العازل خفيف الوزن

يستخدم طوب السيليكا العازل خفيف الوزن السيليكا كمادة خام رئيسية، مع محتوى SiO₂ لا يقل عادةً عن 91%. يتميز هذا الطوب بكثافة ظاهرية تبلغ حوالي 0.9-1.1 جم/سم³، وموصلية حرارية لا تتجاوز نصف موصلية طوب السيليكا العادي، ودرجة حرارة بدء التليين تحت الحمل تصل إلى 1600 درجة مئوية، ودرجة حرارة تشغيل طويلة الأمد تتراوح بين 1500-1550 درجة مئوية. إن خاصية عدم انكماشه عند درجات الحرارة العالية، أو حتى تمدده قليلاً، تجعله مناسبًا جدًا للاستخدام كطبقة دعم عازلة في منطقة درجات الحرارة العالية لأفران صهر الزجاج.

3. طوب الألومينا العازل خفيف الوزن

يستخدم طوب الألومينا العازل خفيف الوزن الكوراندوم المنصهر كهربائيًا أو الألومينا الملبدة أو الألومينا الصناعية كمواد خام رئيسية، ويتم إنتاجه عادةً باستخدام طريقة الرغوة أو طريقة المواد المضافة القابلة للاحتراق. تتميز هذه المواد بمقاومة عالية للحرارة ومقاومة جيدة للصدمات الحرارية، مع درجة حرارة تشغيل نموذجية تتراوح بين 1350-1500 درجة مئوية. يمكن استخدام منتجات الألومينا عالية النقاء حتى عند 1650-1800 درجة مئوية، وغالبًا ما تستخدم كمواد طبقة عازلة عالية الأداء في مناطق درجات الحرارة العالية لأفران صهر الزجاج.

4. طوب الموليت العازل خفيف الوزن

يحتوي طوب الموليت العازل خفيف الوزن على الموليت كمرحلة بلورية رئيسية، ويجمع بين مزايا مقاومة الحرارة العالية والقوة الميكانيكية العالية والموصلية الحرارية المنخفضة. مقارنةً بأنواع الطوب خفيف الوزن الأخرى، يتميز باستقرار هيكلي أفضل عند درجات الحرارة العالية، ويمكن لبعض المنتجات أن تكون على اتصال مباشر باللهب، مما يجعلها مناسبة للبطانات الداخلية عالية الحرارة أو طبقات العزل عالية الجودة في أفران صهر الزجاج والأفران الصناعية الأخرى.

5. طوب العزل من تراب الدياتوم

يستخدم طوب العزل من تراب الدياتوم تراب الدياتوم الطبيعي كمادة خام، ويتميز ببنية مسامية دقيقة ومتجانسة للغاية. لذلك، في ظل نفس ظروف الكثافة الظاهرية، غالبًا ما تكون موصليته الحرارية أقل من أنواع الطوب العازل الأخرى. بشكل عام، تُستخدم طوب التربة الدياتومية في درجات حرارة أقل من 1000 درجة مئوية، وهي مناسبة لمناطق العزل الحراري ذات درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة. أما عيبها الرئيسي فهو أنها عرضة للانكماش والتغيرات الهيكلية عند درجات الحرارة العالية، لذا يجب مراعاة شروط صارمة فيما يتعلق بدرجة حرارة الحرق وظروف التشغيل.