তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি বলতে উচ্চ ছিদ্রযুক্ততা, কম স্থূল ঘনত্ব এবং কম তাপ পরিবাহিতা সম্পন্ন রিফ্র্যাক্টরিকে বোঝায়, যা হালকা ওজনের রিফ্র্যাক্টরি নামেও পরিচিত। এর মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য, রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার এবং রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার পণ্য। ব্যবহারের তাপমাত্রা অনুসারে: নিম্ন-তাপমাত্রার নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি উপকরণ, যার ব্যবহারের তাপমাত্রা ৯০০℃-এর কম, যেমন ডায়াটোমাইট নিরোধক ইট, প্রসারিত সিলিকা পণ্য, সিলিকা ক্যালসিয়াম বোর্ড, প্রসারিত পার্লাইট পণ্য ইত্যাদি; মাঝারি-তাপমাত্রার নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি, যার ব্যবহারের তাপমাত্রা ৯০০~১২০০℃, যেমন কাদামাটির তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট, অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার ইত্যাদি; উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি উপকরণ, যেগুলোর ব্যবহার তাপমাত্রা ১২০০℃-এর বেশি, যেমন উচ্চ অ্যালুমিনিয়াম তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট, অ্যালুমিনা তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট, সিলিসিয়াস ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি ইট, অ্যালুমিনা হলো বল ইট, জিরকোনিয়া হলো বল ইট, উচ্চ অ্যালুমিনা রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার, পলিক্রিস্টালাইন রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার (পলিক্রিস্টালাইন অ্যালুমিনা ফাইবার, পলিক্রিস্টালাইন জিরকোনিয়া ফাইবার, পলিক্রিস্টালাইন মুল্লাইট ফাইবার) ইত্যাদি।
তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য উৎপাদনের জন্য প্রধানত সেইসব প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি অবলম্বন করা হয় যা একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করতে পারে, যেমন হালকা কাঁচামাল পদ্ধতি, বার্ন-আউট পদ্ধতি, ফোম পদ্ধতি এবং রাসায়নিক পদ্ধতি। অ্যামরফাস রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার, যেমন অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার, হাই অ্যালুমিনা রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার ইত্যাদি, সাধারণত গলানোর মাধ্যমে উৎপাদিত হয়। পলিক্রিস্টালাইন রিফ্র্যাক্টরি ফাইবার, যেমন মুল্লাইট ফাইবার, অ্যালুমিনা ফাইবার ইত্যাদি, কলয়েড পদ্ধতির মাধ্যমে উৎপাদিত হয়।
তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরিগুলির প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হলো: উচ্চ ছিদ্রতা, যা সাধারণত ৪৫% এর উপরে; কম স্থূল ঘনত্ব, যা সাধারণত ১.৫ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটারের বেশি হয় না; এবং কম তাপ পরিবাহিতা, যা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ১.০ ওয়াট/(মিটার·কেলভিন) এর চেয়ে কম। এটি প্রধানত শিল্প চুল্লির তাপ নিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি কেবল চুল্লির তাপের অপচয়ই কমায় না, বরং চুল্লির তাপ সঞ্চয়ও হ্রাস করে, যার ফলে সর্বোত্তম শক্তি-সাশ্রয়ী প্রভাব পাওয়া যায় এবং তাপীয় সরঞ্জামের ওজনও কমে। সাধারণ রিফ্র্যাক্টরি ইটের তুলনায়, তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরিগুলির স্ল্যাগ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, যান্ত্রিক শক্তি এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা দুর্বল। তাই, এটি চুল্লির ভারবাহী কাঠামো এবং স্ল্যাগ, চার্জ, গলিত ধাতু ইত্যাদির সাথে সরাসরি সংস্পর্শে থাকা অংশগুলির জন্য উপযুক্ত নয়।
ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি পণ্যের শ্রেণিবিন্যাস পদ্ধতি
তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য বলতে সেইসব রিফ্র্যাক্টরি পণ্যকে বোঝায়, যেগুলোর ছিদ্রতা কমপক্ষে ৪৫%। তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্যের প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো উচ্চ ছিদ্রতা এবং কম আয়তন ঘনত্ব। এর তাপ পরিবাহিতা কম, তাপ ধারণ ক্ষমতা কম এবং তাপ নিরোধক কার্যকারিতা ভালো। এটি তাপ সংরক্ষণকারী এবং তাপ-প্রতিরোধী। এটি বিভিন্ন তাপীয় যন্ত্রপাতির জন্য তাপ নিরোধক স্তর হিসেবে ব্যবহার করা যায় এবং কিছু ক্ষেত্রে এটি কার্যকারী স্তর হিসেবেও ব্যবহৃত হতে পারে। এটি বিভিন্ন চুল্লি নির্মাণের জন্য একটি শক্তি-সাশ্রয়ী উপাদান। চুল্লি নির্মাণ সামগ্রী হিসেবে সাধারণ ঘন রিফ্র্যাক্টরি পণ্যের পরিবর্তে তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য ব্যবহার করলে তাপ সঞ্চয় এবং তাপ অপচয়ের ক্ষতি ৪০% থেকে ৫০% পর্যন্ত কমানো যায়, বিশেষ করে বিচ্ছিন্ন তাপীয় যন্ত্রপাতির ক্ষেত্রে।
বিভিন্ন ধরণের ইনসুলেশন এবং রিফ্র্যাক্টরি পণ্য রয়েছে, যেগুলোকে সাধারণত ব্যবহারের তাপমাত্রা, স্থূল ঘনত্ব এবং পণ্যের আকৃতি অনুসারে তিনটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়।
(1) ঘনত্ব অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। যেগুলোর স্থূল ঘনত্ব 0.4~1.3 গ্রাম/সেমি³ সেগুলোকে হালকা ওজনের ইট বলা হয়; যেগুলোর স্থূল ঘনত্ব 0.4 গ্রাম/সেমি³ এর কম সেগুলোকে অতি-হালকা ওজনের ইট বলা হয়।
(2) কার্যকরী তাপমাত্রা অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। নিম্ন-তাপমাত্রার ইনসুলেশন উপাদানের জন্য 600~900℃ তাপমাত্রা; মাঝারি-তাপমাত্রার ইনসুলেশন উপাদানের জন্য 900~120℃; এবং উচ্চ-তাপমাত্রার ইনসুলেশন উপাদানের জন্য 1200℃-এর বেশি তাপমাত্রা ব্যবহার করুন।
(3) পণ্যের আকৃতি অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ: একটি হল আকৃতিযুক্ত হালকা ওজনের রিফ্র্যাক্টরি ইট, যার মধ্যে রয়েছে কাদামাটি, উচ্চ-অ্যালুমিনা, সিলিকন এবং কিছু বিশুদ্ধ অক্সাইড হালকা ওজনের ইট; অন্যটি হল আকৃতিবিহীন হালকা ওজনের রিফ্র্যাক্টরি ইট, যেমন হালকা ওজনের রিফ্র্যাক্টরি কংক্রিট।
তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য উৎপাদনের পদ্ধতি সাধারণ ঘন পদার্থের উৎপাদন পদ্ধতি থেকে ভিন্ন। এর অনেকগুলো পদ্ধতি রয়েছে, যার মধ্যে প্রধান হলো দহন পদ্ধতি, ফোম পদ্ধতি, রাসায়নিক পদ্ধতি এবং ছিদ্রযুক্ত পদার্থ পদ্ধতি।
১) দহন ও উপাদান সংযোজন পদ্ধতি। একে দাহ্য পদার্থ সংযোজন পদ্ধতিও বলা হয়। ইট তৈরির কাদামাটিতে কাঠকয়লা, কাঠের গুঁড়া ইত্যাদির মতো সহজে দাহ্য পদার্থ যোগ করা হয়, যাতে পোড়ানোর পর উৎপাদিত পণ্যে নির্দিষ্ট ছিদ্র তৈরি হয়।
২) ভিজিয়ে রাখার পদ্ধতি। ইট তৈরির কাদামাটির সাথে রজন সাবান ইত্যাদির মতো ফেনা সৃষ্টিকারী পদার্থ যোগ করে যান্ত্রিক পদ্ধতিতে ফেনা তৈরি করা হয়। পোড়ানোর পর একটি ছিদ্রযুক্ত পণ্য পাওয়া যায়।
৩) রাসায়নিক পদ্ধতি। যথাযথভাবে গ্যাস উৎপন্ন করতে পারে এমন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যবহার করে ইট তৈরির প্রক্রিয়ায় একটি ছিদ্রযুক্ত পণ্য পাওয়া যায়, যা সাধারণত ডলোমাইট বা পেরিক্লেজ ও জিপসামের সাথে ফেনা সৃষ্টিকারী উপাদান হিসেবে সালফিউরিক অ্যাসিড ব্যবহার করে তৈরি হয়।
৪) ছিদ্রযুক্ত উপাদান পদ্ধতি। হালকা ওজনের তাপ-প্রতিরোধী ইট তৈরি করতে প্রাকৃতিক ডায়াটোমেশিয়াস আর্থ বা কৃত্রিম ক্লে ফোম ক্লিঙ্কার, অ্যালুমিনা বা জিরকোনিয়া হলো স্ফিয়ার এবং অন্যান্য ছিদ্রযুক্ত কাঁচামাল ব্যবহার করা হয়।
চুল্লির কাঠামোগত উপাদান হিসেবে কম তাপ পরিবাহিতা এবং স্বল্প তাপ ধারণ ক্ষমতা সম্পন্ন ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি পণ্য ব্যবহার করলে জ্বালানি সাশ্রয় হয়; যন্ত্রপাতির উৎপাদন দক্ষতা বৃদ্ধি পায়; এছাড়াও এটি চুল্লির ওজন কমাতে, চুল্লির কাঠামোকে সরল করতে, পণ্যের গুণমান উন্নত করতে এবং পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা কমিয়ে কাজের পরিবেশ উন্নত করতে পারে। ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি পণ্যগুলো প্রধানত চুল্লির তাপ নিরোধক স্তর, আস্তরণ বা নিরোধক স্তর হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
১. অ্যালুমিনা ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি ইট
অ্যালুমিনা তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট তৈরিতে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ফিউজড করান্ডাম, সিন্টার্ড অ্যালুমিনা এবং ইন্ডাস্ট্রিয়াল অ্যালুমিনা ব্যবহার করা হয়। এই ইটগুলো শক্তিশালী অ্যাসিড ও ক্ষারীয় পরিবেশে প্রতিরোধ ক্ষমতা, তাপ হ্রাস প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভালো তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন। এটি ১৭০০℃-এর নিচে দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহার করা যায়। এর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় ফোম পদ্ধতি এবং দহন সংযোজন পদ্ধতি—এই দুই ধরনের পদ্ধতি অবলম্বন করা হয়। ফোম পদ্ধতিতে উৎপাদিত পণ্যগুলোর বৈশিষ্ট্য হলো সুষম গঠন, কম তাপ পরিবাহিতা এবং ভালো তাপ নিরোধক কার্যকারিতা।
অ্যালুমিনা তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট হালকা, উচ্চ সংকোচন শক্তি সম্পন্ন, কম তাপ পরিবাহিতাযুক্ত, পুনঃদহনের পর এর আয়তন সংকোচন কম এবং তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো। এগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার তাপীয় সরঞ্জাম বা চুল্লির তাপ নিরোধক স্তর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা সরাসরি শিখার সংস্পর্শে আসে। এছাড়াও, সূক্ষ্ম তাপীয় সরঞ্জামের কার্যকারী আস্তরণ হিসাবেও এটি ব্যবহৃত হয়, কিন্তু চুল্লির তরল এবং গলিত স্ল্যাগের সরাসরি সংস্পর্শে থাকা ক্ষয়কারী স্থানের জন্য এটি উপযুক্ত নয়। বিজারক পরিবেশে ব্যবহার করলে এর স্থায়িত্বও বেশি থাকে। ব্যবহারের তাপমাত্রা পণ্যের বিশুদ্ধতার উপর নির্ভর করে, যা সাধারণত ১৬৫০~১৮০০°C পর্যন্ত হয়ে থাকে। এই ধরনের পণ্যের সাধারণ ভৌত ও রাসায়নিক সূচকগুলির জন্য সারণি ৩-১০৫ দেখুন।
২. উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট
উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট হলো এমন এক প্রকার তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য যা প্রধান কাঁচামাল থেকে তৈরি হয় এবং এতে কমপক্ষে ৪৮% অ্যালুমিনিয়াম থাকে। উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট প্রধানত বক্সাইটকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, যা কাদামাটির সাথে মিশ্রিত করে বাইন্ডার এবং কাঠের গুঁড়োর সাথে মেশানো হয়। পণ্যের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য, এতে শিল্পজাত অ্যালুমিনা, করান্ডাম, সিলিম্যানাইট, কায়ানাইট এবং সিলিকা যোগ করা হয়। এই সূক্ষ্ম গুঁড়ো থেকে বিভিন্ন ঘনত্ব এবং বিভিন্ন সর্বোচ্চ ব্যবহার তাপমাত্রার পণ্য তৈরি করা যায়। সাধারণত, এর ব্যবহার তাপমাত্রা ১২৫০~১৩৫০℃ হয়ে থাকে এবং কিছু ক্ষেত্রে তা ১৫৫০℃ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক ইট প্রধানত ফোম পদ্ধতিতে উৎপাদিত হয় এবং এই পণ্যের আয়তন ঘনত্ব ০.৪~১.০ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটারের মধ্যে থাকে। এটি দহন সংযোজনী পদ্ধতির মাধ্যমেও তৈরি করা যেতে পারে। উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের ভৌত ও রাসায়নিক সূচকসমূহ সারণি ৩-১০৬-এ দেখানো হয়েছে।
উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট ব্যবহার করে এমন তাপ-নিরোধক স্তর এবং অংশ তৈরি করা যায় যা তীব্র উচ্চ-তাপমাত্রার গলিত পদার্থের দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত বা জীর্ণ হয় না। সরাসরি শিখার সংস্পর্শে এলে, সাধারণ উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের পৃষ্ঠের সংস্পর্শ তাপমাত্রা ১৩৫০℃-এর বেশি হওয়া উচিত নয়। মুলাইট তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট সরাসরি শিখার সংস্পর্শে আসতে পারে এবং এর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ শক্তি এবং উল্লেখযোগ্য শক্তি-সাশ্রয়ী প্রভাবের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি পাইরোলাইসিস ফার্নেস, হট এয়ার ফার্নেস, সিরামিক রোলার কিলন, ইলেকট্রিক পোর্সেলিন ড্রয়ার কিলন এবং বিভিন্ন রেজিস্ট্যান্স ফার্নেসের আস্তরণের জন্য উপযুক্ত। ৮২.৪% Al2O3 যুক্ত করান্ডাম-মুলাইট তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট ১৫৫০°C তাপমাত্রায় ফার্নেসের আস্তরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
৩. কাদামাটি-ভিত্তিক তাপ-প্রতিরোধী ইট
কাদামাটি-ভিত্তিক তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট হলো ৩০%-৪৮% Al2O3 উপাদানযুক্ত এক প্রকার তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য, যা প্রধান কাঁচামাল হিসেবে রিফ্র্যাক্টরি কাদামাটি, ফ্লোটিং বিডস এবং রিফ্র্যাক্টরি ক্লে ক্লিঙ্কার ব্যবহার করে তৈরি করা হয় এবং এর সাথে বাইন্ডার ও কাঠের গুঁড়া যোগ করা হয়। মিশ্রণ, গঠন, শুকানো এবং পোড়ানোর প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ০.৩~১.৫ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার ঘনত্ববিশিষ্ট পণ্য পাওয়া যায় এবং এর উৎপাদন পরিমাণ মোট তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের অর্ধেকেরও বেশি।
কাদামাটির তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের প্রচলিত উৎপাদন প্রক্রিয়া হলো ভাসমান দানা সহ দহন সংযোজন পদ্ধতি, এবং ফোম পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে। কাদামাটি-ভিত্তিক তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের ভৌত সূচকগুলোর জন্য সারণি ৩-১০৭ দেখুন।
কাদামাটি-ভিত্তিক তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে। এগুলি প্রধানত তাপীয় সরঞ্জাম এবং শিল্প চুল্লিতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি এমন অংশে ব্যবহার করা যেতে পারে যা তীব্র উচ্চ-তাপমাত্রার গলিত পদার্থ দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত বা ধৌত হয় না। শিখার সরাসরি সংস্পর্শে থাকা কিছু পৃষ্ঠে একটি রিফ্র্যাক্টরি আবরণের স্তর দেওয়া হয়, যা স্ল্যাগ এবং চুল্লির গ্যাসের ধূলিকণার দ্বারা সৃষ্ট ক্ষয় কমাতে এবং ক্ষতি হ্রাস করতে পারে। পণ্যটির কার্যকরী তাপমাত্রা রিটার্নিং লাইনের পরীক্ষার তাপমাত্রা অতিক্রম করে না। কাদামাটির ইনসুলেশন ইট বহু-ছিদ্রযুক্ত এক ধরনের হালকা ইনসুলেশন উপাদান। এই উপাদানটির ছিদ্রতা ৩০% থেকে ৫০%, এবং এর তাপ নিরোধক ক্ষমতা দুর্বল, কিন্তু এর যান্ত্রিক শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো।
৪. সিলিকন ইনসুলেশন রিফ্র্যাক্টরি ইট
সিলিকনযুক্ত তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট প্রধান কাঁচামাল হিসেবে সিলিকা দিয়ে তৈরি হয় এবং এই তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্যটিতে SiO2-এর পরিমাণ ৯১%-এর কম থাকে। তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য ছাড়াও, সিলিকন রিফ্র্যাক্টরি ইটগুলো অনেকাংশে সিলিকন ইটের বৈশিষ্ট্যও বজায় রাখে। এর লোড সফটনিং শুরু হওয়ার তাপমাত্রা বেশি এবং উত্তাপন প্রক্রিয়ার সময় এর আয়তন সামান্য প্রসারিত হয়, যা চুল্লির অখণ্ডতা বৃদ্ধি করে।
চায়না মেটালার্জিক্যাল ইন্ডাস্ট্রি স্ট্যান্ডার্ড YB386-1994-এ উল্লেখিত শিল্প চুল্লির জন্য GGR-1.20 গ্রেডের সিলিকাময় তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের কার্যকারিতা নিম্নরূপ: এর বাল্ক ডেনসিটি ১.২ গ্রাম/সেমি³-এর বেশি নয়, কক্ষ তাপমাত্রায় কম্প্রেসিভ স্ট্রেংথ ৫ মেগাপ্যাসকেলের কম নয়, ০.১ মেগাপ্যাসকেল লোডের অধীনে নরম হতে শুরু করার তাপমাত্রা ১৫২০℃-এর কম নয় এবং SiO2-এর পরিমাণ ৯১%-এর কম নয়।
এই পণ্যটি শিল্প চুল্লির আস্তরণ বা তাপ নিরোধক স্তর হিসাবে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত, যা উচ্চ-তাপমাত্রার গলিত পদার্থের সাথে সরাসরি সংস্পর্শে আসে না এবং ক্ষয়কারী গ্যাসের সরাসরি সংস্পর্শে আসে না। গাঁথুনির কার্যকরী তাপমাত্রা ১৫৫০°C অতিক্রম করে না।
সিলিকা ধূলিকণার কারণে সিলিকা-ভিত্তিক তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট মানবদেহের জন্য বেশি ক্ষতিকর, এবং এর উৎপাদন প্রক্রিয়া মাটি ও উচ্চ-অ্যালুমিনিয়ামযুক্ত তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইটের তুলনায় অধিক জটিল, এবং তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি উপকরণের মোট উৎপাদনের একটি ক্ষুদ্র অংশই এর অন্তর্ভুক্ত।
৫. ডায়াটোমাইট নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট
ডায়াটোমাইট তাপ নিরোধক ইট হলো একটি তাপ নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য যা ডায়াটোমাইটকে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। ডায়াটোমাইট তাপ নিরোধক ইটের সূক্ষ্ম ও বদ্ধ ছিদ্র, উচ্চ ছিদ্রতা এবং ভালো তাপ নিরোধক কর্মক্ষমতা রয়েছে, কিন্তু এর যান্ত্রিক শক্তি কম; বিশেষ করে আর্দ্র হওয়ার পর এর শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। এর প্রধান রাসায়নিক উপাদান হলো SiO2, এরপরে Al2O3, এবং সেইসাথে লোহা ও পটাসিয়াম, সোডিয়াম, ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড এবং অন্যান্য অপদ্রব্য।
ডায়াটোমাইট ইনসুলেশন ইটের ভৌত সূচকগুলো সারণি ৩-১০৮-এ দেখানো হয়েছে। ডায়াটোমাইট ইনসুলেশন ইটের তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কম এবং এর তাপসহনশীলতা মাত্র প্রায় ১২৮০ ℃, তাই এর ব্যবহারের তাপমাত্রা বেশি নয়। এটি শুধুমাত্র ৯০০°C-এর নিচের ইনসুলেশন স্তরে ব্যবহার করা যেতে পারে।
৬. বর্ধিত পার্লাইট পণ্য
এক্সপান্ডেড পার্লাইট পণ্য হলো পার্লাইটকে প্রধান উপাদান হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি এক প্রকার তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য। এই নিরোধক পণ্যগুলো অ্যাগ্রিগেট হিসেবে এক্সপান্ডেড পার্লাইট এবং উপযুক্ত সিমেন্ট, ওয়াটার গ্লাস, ফসফেট ইত্যাদি দিয়ে নাড়ানো, মেশানো, আকার দেওয়া, শুকানো, পোড়ানো বা কিউরিং করার পর তৈরি হয়। এক্সপান্ডেড পার্লাইটের ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে কম, সাধারণত মাত্র ৪০~১২০ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার; এর তাপ-সহনশীলতা বেশি নয়, সাধারণত ১২৮০~১৩৬০° সেলসিয়াস। বিভিন্ন বাইন্ডারযুক্ত পণ্যের সর্বোচ্চ ব্যবহার তাপমাত্রা ভিন্ন ভিন্ন হয়, যা সাধারণত ১০০০° সেলসিয়াসের নিচে থাকে।
জাতীয় মান অনুযায়ী পণ্যের স্থূল ঘনত্ব অনুসারে প্রসারিত পার্লাইট পণ্যগুলিকে ২০০, ২৫০, ৩০০ এবং ৩৫০ কেজি/মি³⁴ শ্রেণিতে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়। ব্যবহৃত সিমেন্টের প্রকারভেদ অনুসারে, এটিকে সিমেন্ট-আবদ্ধ প্রসারিত পার্লাইট পণ্য, ওয়াটার গ্লাস-আবদ্ধ প্রসারিত পার্লাইট পণ্য, ফসফেট-আবদ্ধ প্রসারিত পার্লাইট পণ্য এবং অ্যাসফল্ট-আবদ্ধ প্রসারিত পার্লাইট পণ্যে বিভক্ত করা হয়।
৭. প্রসারিত ভার্মিকুলাইট পণ্য
এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইট পণ্য হলো এক প্রকার তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য, যার প্রধান কাঁচামাল হিসেবে এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইট ব্যবহৃত হয়। এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইট পণ্যের উৎপাদন প্রক্রিয়াটি একটি নির্দিষ্ট আকারের এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটকে অ্যাগ্রিগেট হিসেবে ব্যবহার করে, এর সাথে অ্যাডিটিভ ও বাইন্ডার যোগ করে, একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে জলের সাথে মিশিয়ে, এবং তাপ নিরোধক পণ্য তৈরির জন্য আকার দেওয়া, শুকানো, রোস্টিং বা কিউরিং করার উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়। বিভিন্ন বাল্ক ডেনসিটি, অ্যাডিটিভ এবং বাইন্ডারযুক্ত পণ্যগুলির সর্বোচ্চ ব্যবহারযোগ্য তাপমাত্রা ভিন্ন ভিন্ন হয়, এবং সাধারণত ১০০০°C-এর নিচের তাপ নিরোধক স্তরগুলি ব্যবহৃত হয়। এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইট পণ্যের অনেক প্রকারভেদ রয়েছে, যেগুলিকে সাধারণত ব্যবহৃত বাইন্ডারের ধরন এবং ব্যবহৃত অ্যাগ্রিগেটের ধরন অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। বাইন্ডিং এজেন্টের উপর ভিত্তি করে, এটিকে জৈব বাইন্ডিং এজেন্ট পণ্য, অজৈব বাইন্ডিং এজেন্ট পণ্য এবং জৈব ও অজৈব যৌগিক বাইন্ডিং এজেন্ট পণ্যে ভাগ করা যায়। ব্যবহৃত অ্যাগ্রিগেটের ধরন অনুসারে, এটিকে একক অ্যাগ্রিগেট পণ্য, একাধিক অ্যাগ্রিগেট এবং অ্যাডিটিভ পণ্যে ভাগ করা যায়।
এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটের তাপ পরিবাহিতা কম, শক্তি কম এবং এটি জলরোধী নয়, তাই এর প্রয়োগ ব্যাপকভাবে সীমাবদ্ধ। যখন উচ্চ-শক্তির সিমেন্টিং উপাদান ব্যবহার করে এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটকে একটি সমাপ্ত পণ্যে সংযুক্ত করা হয়, তখন এটি এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটের চেয়ে বেশি শক্তিশালী হয় এবং অধিক ভার সহ্য করতে পারে; যখন জলরোধী সিমেন্টিং উপাদান ব্যবহার করে এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটকে একসাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন ফলস্বরূপ পণ্যটি জলরোধী কার্যকারিতা লাভ করে এবং যেখানে জল আছে সেখানে ব্যবহার করা যেতে পারে। বাইন্ডারের তাপ পরিবাহিতা সাধারণত এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটের চেয়ে বেশি হয়, তাই বাইন্ডার যোগ করার ফলে এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটের নতুন ব্যবহার তৈরি হয়, কিন্তু এটি এক্সপান্ডেড ভার্মিকিউলাইটের তাপ নিরোধক প্রভাবও হ্রাস করে।
৮. ক্যালসিয়াম সিলিকন বোর্ড
ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড ডায়াটোমেশিয়াস আর্থ এবং চুনকে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, এবং রিইনফোর্সিং ফাইবার যোগ করে তৈরি তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্যগুলোকেও ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড এবং মাইক্রোপোরাস ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড বলা হয়। ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ডকে এর গঠন অনুসারে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: একটি হলো সাধারণ ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড, যার CaO/SiO2-এর রাসায়নিক গঠন প্রায় ০.৮ এবং খনিজ গঠন হলো টোবারমোরাইট (টোবারমোরাইট, 5CaO·6SiO2·5H2O); অন্যটি হলো ক্যালসিয়াম হার্ড সিলিকেট, যার CaO/SiO2-এর রাসায়নিক গঠন প্রায় ১.০ এবং খনিজ গঠন হলো ক্যালসিয়াম হার্ড সিলিকেট।
ক্যালসিয়াম সিলিকেটের চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যেমন কম ধারণক্ষমতা, শক্তিশালী পৃথকীকরণ ক্ষমতা, কম তাপ পরিবাহিতা, সুবিধাজনক নির্মাণ এবং কম ক্ষয় হার। বিশ্বে ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ডের ঘনত্ব বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ২২০ কেজি/মি³ এর বেশি নয় বলে নির্দিষ্ট করা হয়, এবং কিছু ক্ষেত্রে এটিকে আরও ৩৩ প্রকারে ভাগ করা হয়: ২২০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়, ১৭০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়, এবং ১৩০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়; চীনে এটিকে ২৪০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়, ২২০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়, ১৭০ কেজি/মি³ এর বেশি নয়—এই ৩৩ প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। এর সংকোচন শক্তি ০.৪ মেগাপ্যাসকেলের বেশি এবং নমন শক্তি ০.২ মেগাপ্যাসকেলের বেশি। তাপ পরিবাহিতা (৭০℃±৫℃) হলো ০.০৪৯～০.০৬৪ ওয়াট/(মিটার·কেলভিন), সর্বোচ্চ কার্যকরী তাপমাত্রা হলো টরবে মুল্লাইটের জন্য ৬৫০℃ এবং ক্যালসিয়াম সিলিকেট ধরনের জন্য ১০০০℃।
ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড করাত দিয়ে কাটা বা পেরেক দিয়ে আটকানো যায় এবং এটি দিয়ে বোর্ড, ব্লক বা কেসিং তৈরি করা যায়। এটি বিদ্যুৎ, রাসায়নিক শিল্প, ধাতুবিদ্যা, জাহাজ ইত্যাদিতে তাপীয় পাইপলাইন এবং শিল্প চুল্লির জন্য তাপ নিরোধক উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে; ভবন, যন্ত্রপাতি এবং সরঞ্জামের অগ্নি ও তাপ নিরোধক হিসেবেও এটি ব্যবহৃত হয়। এটি উচ্চ-তাপমাত্রার ড্রায়িং কিলন এবং টানেল কিলন কার প্ল্যাটফর্মের তাপ নিরোধক স্তর হিসেবেও ব্যবহার করা যায়; ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ডের উভয় পাশে প্লাস্টিক ভিনিয়ার, প্লাইউড, অ্যাসবেস্টস সিমেন্ট বোর্ড ইত্যাদি লাগিয়ে তাপ নিরোধক উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিশ্বের বেশিরভাগ তাপ নিরোধক প্রকৌশল সামগ্রীতে ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড ব্যবহৃত হয় এবং কিছু দেশে শিল্পক্ষেত্রে তাপ নিরোধকের জন্য এর ব্যবহার ৭০% থেকে ৮০% পর্যন্ত।
৯. ভাসমান কণা ইট (সেনোস্ফিয়ার ইট)
সেনোস্ফিয়ার ইট হলো সেনোস্ফিয়ারকে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি এক প্রকার তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য। ১৯৭০-এর দশকের শুরুতে, আমার দেশ কাদামাটি-ভিত্তিক তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি ইট উৎপাদনের জন্য ফ্লাই অ্যাশ সেনোস্ফিয়ার ব্যবহার শুরু করে। সহজ প্রক্রিয়া এবং প্রচুর সম্পদের সহজলভ্যতার কারণে, এই পণ্যের গুণমান ভালো। ১৯৮০-এর দশক থেকে, সেনোস্ফিয়ার ইট উৎপাদনের জন্য ছিদ্রযুক্ত ক্লিঙ্কার পদ্ধতি অথবা ফ্লাই অ্যাশ সেনোস্ফিয়ারের দহন-সংযোজন পদ্ধতি ব্যবহার করা হচ্ছে।
সেনোস্ফিয়ার ইট হলো তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের ফ্লাই অ্যাশ থেকে ভাসিয়ে তোলা অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট গ্লাসের ফাঁপা গোলক। এর হালকা ওজন, পাতলা দেয়াল, ফাঁপা গঠন, মসৃণ পৃষ্ঠ, কম তাপ পরিবাহিতা, ভালো তাপ নিরোধক ক্ষমতা, উচ্চ তাপ-সহনশীলতা এবং উচ্চ সংকোচন শক্তির মতো অন্যান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সেনোস্ফিয়ারের এই বৈশিষ্ট্যগুলো ব্যবহার করে চমৎকার তাপ সংরক্ষণ ক্ষমতা সম্পন্ন তাপ-নিরোধক তাপ-সহনশীল উপাদান তৈরি করা যায়। সেনোস্ফিয়ার ইটের উৎপাদন একটি আধা-শুষ্ক পদ্ধতিতে করা যেতে পারে, যার প্রক্রিয়াটি সহজ এবং কোনো ফিনিশিং প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয় না।
যান্ত্রিক শক্তি, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা, তাপ পরিবাহিতা এবং ব্যবহারিক কার্যকারিতার দিক থেকে সেনোস্ফিয়ার ইট প্রচলিত মিড-ব্লক তাপ নিরোধক উপকরণগুলোর চেয়ে উন্নত এবং সিলিকেট ফাইবারের সমতুল্য। তাপীয় দক্ষতা বৃদ্ধি এবং শক্তি খরচ কমানোর উদ্দেশ্যে এই উপাদানটি ১২০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার বিভিন্ন উচ্চ-তাপমাত্রার শিল্প চুল্লিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ধাতুবিদ্যা, যন্ত্রপাতি, রাসায়নিক, পেট্রোলিয়াম, নির্মাণ সামগ্রী, হালকা শিল্প, বিদ্যুৎ এবং অন্যান্য খাতে শিল্প চুল্লি ও উচ্চ-তাপমাত্রার সরঞ্জামগুলিতে সেনোস্ফিয়ার ইট ব্যবহৃত হয়। সাধারণত, এগুলি ১৫% থেকে ৪০% পর্যন্ত শক্তি সাশ্রয় করতে পারে। এটি একটি ভালো নতুন ধরনের হালকা পার্টিশন তাপ নিরোধক উপাদান।
১০. ফাঁপা গোলক ইট
একটি অ্যালুমিনা ফাঁপা গোলক ইট
অ্যালুমিনা হলো স্ফিয়ার ইট হলো একটি তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য, যার প্রধান কাঁচামাল হিসেবে অ্যালুমিনা হলো স্ফিয়ার ব্যবহৃত হয়। অ্যালুমিনা হলো স্ফিয়ার ইটের সাধারণ প্রযুক্তিগত সূচকগুলো হলো: Al2O3-এর পরিমাণ ৯৮%-এর কম নয়, SiO2-এর পরিমাণ ০.৫%-এর বেশি নয়, Fe2O3-এর পরিমাণ ০.২%-এর বেশি নয়, স্থূল ঘনত্ব ১.৩~১.৪ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার, আপাত ছিদ্রতা ৬০%~৮০%, সংকোচন শক্তি ৯.৮ মেগাপ্যাসকেলের কম নয়, ভারের (০.২ মেগাপ্যাসকেল) নরম হওয়ার তাপমাত্রা ১৭০০℃-এর কম নয়, এবং তাপ পরিবাহিতা ০.৭~০.৮ ওয়াট/(মিটার·কেলভিন)।
সাধারণ তাপ নিরোধক এবং রিফ্র্যাক্টরি পণ্যের তুলনায়, অ্যালুমিনা হলো স্ফিয়ার ব্রিক-এর একটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য হলো এর মধ্যে প্রচুর পরিমাণে বদ্ধ ছিদ্র থাকে। তাই, এর শক্তি বেশি এবং ছিদ্র কাঠামো স্থিতিশীল, এবং এর ঘনত্ব ও তাপ পরিবাহিতা কম। এটি প্রধানত ১৮০০℃-এর নিচের উচ্চ তাপমাত্রার শিল্প চুল্লির আস্তরণের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন রিফ্র্যাক্টরি, ইলেকট্রনিক্স এবং সিরামিক শিল্পে উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লির আস্তরণের ইট; এবং উচ্চ-তাপমাত্রার তাপীয় সরঞ্জামের জন্য তাপ নিরোধক স্তর হিসেবে, যেমন পেট্রোকেমিক্যাল শিল্পের গ্যাসিফিকেশন চুল্লি, গ্যাস চুল্লি, কয়লা শিল্প রিয়্যাক্টর, এবং ধাতুবিদ্যা শিল্পের ইন্ডাকশন চুল্লির জন্য নিরোধক ইট হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
বি জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক ইট
জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক ইট হলো একটি তাপ-নিরোধক অবাধ্য পণ্য, যা প্রধান কাঁচামাল হিসেবে জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক দিয়ে তৈরি। এই ইটের প্রধান স্ফটিক পর্যায় হলো কিউবিক জিরকোনিয়া (খনিজ গঠনের প্রায় ৭০% থেকে ৮০%), এবং এর সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলো হলো: তাপ সহনশীলতা ২৪০০℃-এর বেশি, আপাত ছিদ্রতা ৫৫%~৬০%, আয়তন ঘনত্ব ২.৫~৩.০ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার, সংকোচন শক্তি ৪.৯ মেগাপ্যাসকেলের কম নয়, এবং তাপ পরিবাহিতা ০.২৩~০.৩৫ ওয়াট/(মিটার·কেলভিন)।
জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক হলো চমৎকার কার্যক্ষমতা সম্পন্ন একটি তাপ-নিরোধক রিফ্র্যাক্টরি পণ্য। এর সর্বোচ্চ নিরাপদ ব্যবহার তাপমাত্রা হলো ২২০০℃। জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক ইটের উচ্চ-তাপমাত্রা সহনশীলতা তুলনামূলকভাবে বেশি এবং এর ছিদ্র কাঠামো স্থিতিশীল, তাই এগুলো ২২০০℃-এর মতো উচ্চ তাপমাত্রায়ও নিরাপদে ব্যবহার করা যায়। জিরকোনিয়া ফাঁপা গোলক ইটের ঘনত্ব ও তাপ পরিবাহিতা কম, যা কেবল তাপের অপচয়ই কমায় না, বরং তাপ সঞ্চয়ও হ্রাস করে। তাই, ধাতুবিদ্যা, পেট্রোলিয়াম, রাসায়নিক শিল্প, ইলেকট্রনিক্স ইত্যাদির মতো তাপীয় যন্ত্রপাতিতে সরাসরি শিখার সংস্পর্শে আসা একটি উচ্চ-তাপমাত্রার আস্তরণ উপাদান হিসেবে এটি শক্তি খরচ কমাতে এবং উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লির ওজন হ্রাস করতে পারে, এবং এর ব্যবহারিক কার্যকারিতাও ভালো।
পোস্ট করার সময়: ২৬ নভেম্বর, ২০২১