في قطاع صناعة الصلب، يُشكّل اختيار مواد البناء المقاومة للحرارة تحديًا جوهريًا ينعكس بشكل مباشر على كفاءة التشغيل وعمر المعدات. تُظهر هذه الدراسة مقارنة متعمقة بين آجر الروزيت (Red Spinel Refractory Bricks) والآجر المقاوم للحرارة عالي الألومينا التقليدي، مع التركيز على أدائهما في ظروف التغيّر الحراري السريع ضمن أفران الصلب.
تعاني الأفران التقليدية من مشاكل متعددة تتمثل في تلف الطوب المقاوم للحرارة بسبب التشقق الحراري والذبول الناتج عن التغيرات السريعة والمفاجئة في درجات الحرارة، وهو ما يعرف بظاهرة الصدمة الحرارية (Thermal Shock)، مما يسبب انكماش المواد وفقدان قوتها الميكانيكية ويقلل من عمر البطانة المقاومة للحرارة.
| المؤشر | آجر الروزيت | آجر عالي الألومينا |
|---|---|---|
| مقاومة البرودة (MPa) | ≥ 20 | حوالي 12 |
| درجة حرارة تليين التحميل (°C) | ≥ 1550 | 1300 - 1450 |
| مقاومة الزحف (%/100h عند 1500°C) | 0.02 | 0.05 |
| الثبات الحراري | عالي جدًا مع عدم وجود تشققات | اعتدال مع وجود احتمالية التشققات |
توضح البيانات أعلاه أن آجر الروزيت يتفوق بوضوح في مقاومة الصدمات الحرارية والقوة عند درجات الحرارة العالية، وهو الأمر الحاسم في أفران الصلب التي تواجه ظروفًا حرارية متطرفة ومتغيرة.
تُعزى مميزات آجر الروزيت إلى تركيبته البلورية الفريدة والتي تتكون من امتحان الكروم ألومونايت العالي النقاء وتركيز متوازن من أكسيد الألومنيوم والكروم، حيث تؤدي هذه البنية إلى تقليل التمدد الحراري وتحسين التماسك الداخلي الذي يقلل من تأثر المادة بالصدمة الحرارية.
طبق مصنع شركة الصلب الوطنية السعودية تركيبات آجر الروزيت في بطانة أفرانه التي تخضع لتغيرات حرارية سريعة تكررت فيها أعطال بطانية الطوب عالية الألومينا مما أدى إلى توقفات متكررة. بعد اعتماد آجر الروزيت تم ملاحظة ما يلي خلال سنة واحدة:
هذا يعكس جدوى استبدال الطوب المقاوم للحرارة عالي الألومينا بتقنية آجر الروزيت في بيئات العمل التي تتطلب مقاومة للصدمات الحرارية وتحمل درجات الحرارة العالية باستمرار.
