فلزات خارج شده از معادن برای خالص‌سازی و جداسازی از همدیگر نیازمند رسیدن به دمایی بالاتر از هزار درجه سانتی‌گراد هستند. دمای که امکان تحمل آن توسط کمتر دیگر فلزی وجود دارد و به همین خاطر باید به سراغ قطعات سرامیکی رفت که به آجر نسوز مشهور هستند. این آجرها صرفا به صورت قطعات مربعی شکل موجود نیستند، بلکه می‌توان اشکال مختلف و حتی شکل کامل فضای داخلی دیگ‌های ذوب را داشته باشند.
انواع آجر نسوز
همانطور که در ابتدا اشاره شد به طور کلی می‌توان آجرهای نسوز را به دو دسته اصلی شکل داده شده و بی‌شکل تقسیم‌بندی شوند. آجرهایی که به صورت پیش ساخته برای استفاده تجاری (برای کاهش هزینه‌ها) و با شکل‌هایی که ابعاد استاندارد خاص هستند.
آجرهای نسوز بی‌شکل
شرکت‌های بزرگ صنعتی همچون معادن، سیمان و فولاد به دلیل حساسیت کار و افزایش مدت زمان کارایی دیگ‌های ذوب خود ترجیح می‌دهند که از آجرهای نسوز اختصاصی استفاده کنند که به شکل فضای داخلی ارائه می‌شوند. البته به غیر از شکل ظاهری قابل شخصی‌سازی این نوع از آجرها مزایای دیگری نیز دارند که از جمله آنها می‌توان به حذف فرآیند پخت و دمای بالا اشاره کرد.
در مرحله بعد می‌توان به کاهش اتلاف انرژی اشاره کرد که به خاطر حذف درزهای بین آجرها اتفاق می‌افتد. در نتیجه سوخت استفاده شده برای افزایش حرارت کوره نیز کمتر خواهد بود. از آنجایی که سوخت مصرف شده در این صنایع همگی آلوده کننده محیط زیست هستند، بنابراین با استفاده از این نوع آجر نسوز، زیان وارد شده به طبیعت نیز کاهش پیدا می‌کند.
برای شرکت‌هایی که صرفا اقدام به تولید آجرهای نسوز بی‌شکل می‌کنند در سطح یکسان قیمت کمتری را درنظر می‌گیرند و به همین خاطر مشتری ثابت آنها شرکت‌های فولاد، سیمان و معادن هستند. البته در سال‌های اخیر برخی از همین شرکت‌ها به جهت تامین نیاز خود بخش جداگانه‌ای برای تولید آجرهای نسوز بی‌شکل نیز تاسیس کرده‌اند که در برخی از موارد با اضافه شد خط تولید آجر نسوز شکل داده شده، سودآوری کارخانه از منابع جدیدی تامین شده که هدف اصلی فاصله دارد.
عمده کارخانه‌هایی که تصمیم به احداث واحد سرامیک یا آجرسازی اختصاصی خود می‌کنند، به منابع تامین مواد اولیه آجرها نزدیک هستند و یا حجم بسیاری بالای نیاز آنها باعث شده به سمت احداث واحد پشتیبانی از کوره‌ها بروند.
استانداردهای آجر نسوز شکل داده شده
به طور کلی بحث ابعاد بیشتر در آجرهای نسوزی اهمیت پیدا می‌کند که قرار است جلوه ظاهری داشته باشد و به عنوان مثال در نمای ساختمان‌ها مورد استفاده قرار گیرد. از جمله این ابعاد ۱۰ در ۴۰، ۲۷ در ۵۵ و سایز استاندارد AP29 یا N33 اشاره کرد که ابعاد کوچکتری «مثالا ۷ در ۳۱ » دارند.
طبقه‌بندی آجرهای نسوز
باتوجه به مصارف مختلفی که آجرهای نسوز دارند، می‌بایست از مواد اولیه مختلفی استفاده کرد که روی کارایی این مواد تاثیر مستقیم می‌گذارد. به طور مشخص می‌توان به سیلیس، الومینا و زیکن به عنوان مواد اولیه مهم در تولید آجرهای نسوز اشاره کرد، اما مواد دیگری نیز وجود دارد که با افزوده شدن به ترکیب مواد اولیه می‌توانند خواص جدیدی را ایجاد کنند.
انواع سیلسی آجرهای نسوز
عمده کوره‌های فولادسازی برای تفکیک آلیاژهای مختلف و خالص‌سازی از آجرهای سیلسی برای ایجاد مقاومت در کوره استفاده می‌کنند. برای ساخت این آجرها از خاک کوارتزیت که از مواد سیلسی تشکیل شده است. مواد کوارتزیت خود از سیلیس دو اکسید با درجه خلوق ۹۵ درصد و مقداری از فلزات دیگر همچون اکسید سه‌گانه آهن «Fe2O3» و آلومینیوم سه اکسید «Al2O3» تشکیل می‌شوند، اما نمونه‌هایی از K2O، TiO2 و Na2O نیز یافت می‌شود.
البته با پیشرفت فناوری مشخص شد که برای عملیات افزایش خلوص فولاد بهتر است از آجرهای دیگری استفاده شود. اما باوجود رسانایی گرمایی زیاد و نفوذپذیری در مقابل گازها، در حال حاضر بیشتر از این آجرها برای جداره خارجی کوره‌های کک‌سازی گازسوز و کوره‌های سرامیکی استفاده می‌شود.
آجرهایی برای شیشه‌سازی
کوره‌های آلومینیومی از درصد بالاتری از آلومین «Al2O3» بهره می‌برند. در واقع این میزان تا ۴۵ یا ۹۹ درصد هم می‌رسد. به غیر از آلومین برای افزایش کیفیت این کوره‌ها از مواد کائولن، بوکسیت و کروندوم نیز استفاده می‌شود. این ترکیب باعث می‌شود کوره‌های شیشه‌سازی تحمل دمای ۱۲۰۰ الی ۱۸۰۰ درجه سانتی‌گراد را داشته باشد. علت اصلی استفاده از این نوع آجر در کوره‌های شیشه به خاطر خواص قلیایی است که ترکیبات ایجاد می‌کنند.
آجرهای قلیایی
برخی از کوره‌ها نیاز به خواص قلیایی بسیار بیشتری هستند. برای ایجاد این خواص از اکسید منیزیوم «MgO» و اکسید سیلیس «Si2O» استفاده کرد. در روند ساخت این آجرها کربنات منیزیم (ماگنزیت) و دولومیت به دمای ۵۵۰ می‌رسند و سپس برای شکل یافتن آجرها دما تا ۱۸۰۰ درجه افزایش پیدا می‌کند. در نهایت با اضاف شدن اکسید سه کروم « Cr2O3» و اکسید سه آهن «Fe2O3» مقاومت گرمایی آجرهای قلیایی به حداکثر می‌رسد.
آجرهایی برای کاربری‌های ویژه
عمده صنایع مختلف از سه نوع آجری که در بالا آورده شدن استفاده می‌کنند، اما در برخی از مصارف بسیاری خاص نیاز به ساخت آجرهایی با استفاده از فلزات واسطه وجود دارد که کاربری‌های ویژه‌ای پیدا می‌کنند.
آجر زیرکونیوم
برای ساخت کوره ذوب آلومینیوم و بالابردن حرارت سیلسی برای ساخت مخازن شیشه‌ای لازم است به دمایی بالاتر از دو هزار درجه دست یافت، تنها راه برای چنین مصارفی استفاده از سولفات زیرکونیوم طبیعی است و کوارتز است. برای جداسازی سولفات زیرکونیوم از آهک ناخالص استفاده می‌شود تا به اکسید زیرکونیوم «ZrO2» برسیم.
افزودن ۵ درصد اکسید منگنز و اکسید کلسیم باعث ایجاد بلورهای مکعب شکلی می‌شود که مقاومت گرمایی بسیار بالایی دارند. این خواص باعث شده که استفاده از این آجرها در راکتورهای اتمی به عنوان بازتاب دهنده نوترون استفاده شود.
آجر کوروندوم
بخش داخلی کوره‌های بلند ذوب آهن را با استفاده از آجرهایی می‌سازند که دارای ۵ الی ۱۰ درصد کروم دو اکسید و تا ۹۵ درصد از آلومین «Al2O3» است. مهم‌ترین خاصیت این آجرها مقاومت در برابر مواد قلیایی است.
آجر اکسید کروم
با افزایش میزان کروم سه اکسید تا ۹۵ درست می‌توان به خواصی رسید که امکان ساخت کوره ذوب خمیر شیشه را فراهم می‌کند. البته کروم سه اکسید پیش از اضافه شدن باید سنتز و آماده‌سازی شود. برای صنعت شیشه‌سازی آجرهای اکسید کروم به عنوان لبه فناوری شناخته می‌شوند.
