امروزه فرآورده‌های نسوز کاربردهای گسترده‌ای در صنایع فولاد، کوره‌ها و نیروگاه های تولید توان دارند. این مواد مقاومت بی نظیری در برابر تجزیه و تخریب دارند و می تواند در برابر گرما، فشار و انواع حملات شیمیایی مقاومت کنند، با این حال، استحکام و همچنین فرم خود را حفظ کنند.
1- مقدمه
مواد نسوز یا دیر گداز به عنوان مواد معدنی غیر فلزی شناخته می‌شوند که از خاک نسوز به دست می‌آیند. این ماده معدنی در مقابل حرارت، فشار و همچنین خوردگی ناشی از حملات شیمیایی مقاوم بوده و تجزیه نمی‌شود. از این رو به عنوان پوشش محافظ سطوح در کوره‌های دما بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. خصوصیات ذکر شده در دیرگدازها موجب شده است تا صنایع تولید فلزات از جمله صنعت فولاد، به عنوان مهمترین صنایع مصرف کننده مواد نسوز شناخته شوند. علاوه بر این، به دلیل استحکام بالا در پیوندهای شیمیایی مواد نسوز، صنایعی مانند متالورژی، شیشه سازی، آلومینیوم، پتروشیمی و سیمان از دیگر صنایع مصرف کننده مواد نسوز به شمار می‌روند. بر اساس آخرین تراز انرژی منتشر شده در کشور، حداکثر ظرفیت اسمی تولید همزمان توان در سال 1400 برابر با 87 مگاوات ساعت گزارش شده است که در آن 28% سهم توربین¬های گازی، 36.5% سهم نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، 18.6% سیکل رانکین، 14.3% برقابی و 2.6% آن را نیروگاه‌های اتمی و تجدیدپذیر تشکیل می‌دهد. با توجه به این آمار و نقش پر رنگ نیروگاه‌های گازی و ترکیبی در آن اهمیت استفاده از این فراورده‌های نسوز استراتژیک می‌باشد.
شکل (1) نمایی از کاربرد این محصولات را در صنعت نشان می‌دهد.
شکل1. کاربرد فراورده و سرامیک‌های نسوز در بدنه بیرونی و محفظه احتراق توربین
2. فناوری و ویژگی‌ها
1 .2 انواع فرآورده‌های نسوز
بطور کلی محصولات و فرآورده‌های این حوزه را می‌توان شامل سرامیک‌های نسوز دیواره کوره ( شامل سرامیک‌های محفظه احتراق توربین‌های گاز)، محصولات صنعتی نسوز (شامل راهگاه‌ها و بلوک‌های نسوز خروجی مذاب) و اجرام نسوز کوره می‌باشد. بهره‌گیری از این محصولات مزایای متعددی دارد که از آن می‌توان به هدایت جریان گازهای احتراق به صورت یکنواخت و بدون تلاطم، مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت استفاده در محیط‌های اسیدی، شوک‌های حرارتی متعدد، استحکام خمشی گرم بالا و مقاومت در برابر سایش ناشی از گازهای داغ عبوری اشاره کرد. جدول (1) خواص و کاربرد هریک از این مواد را نشان می‌دهد.
آجر نسوز به عنوان یک بلوک از مواد سرامیکی که به طور ویژه برای استفاده در کوره‌ها، کیلن‌ها، آستر، جعبه های آتش و شومینه طراحی شده است، تعریف می شود. علاوه بر این، می تواند دمای بسیار بالا را تا 1649 درجه سانتیگراد با هدایت حرارتی پایین برای بهره وری بیشتر انرژی تحمل کند. علاوه بر این، آجرهای نسوز پایه از آجر منیزیت (شامل 85٪ اکسید منیزیم + 35٪ اکسید آهن) و آجرهای نسوز دولومیت (که می توانند در دمای 1400 تا 1600 درجه سانتیگراد مقاومت کنند) تشکیل شده اند.
شکل (2) نمایی دیگر از کاربرد این سرامیک¬ها و آجرهای نسوز را در صنعت نشان می‌دهد.
شکل2. کاربرد فراورده و سرامیک‌های نسوز در بدنه کوره‌های صنعتی
3 .2 کاربرد فناوری نانو
بهره گیری از فناوری نانو در این محصولات به کمک اضافه نمودن نانوذرات و افزودنی‌ها جهت افزایش خواص مکانیکی و حرارتی صورت می‌گیرد بطوریکه باعث بهبود مقاومت حرارتی، فشاری و سایشی این فراورده‌ها می‌شود.
3. بازار و چشم انداز آتی
با توجه به گزارش جهانی AcumenResearch منتشر شده در سال 2021، حجم بازار جهانی فرآورده‌های نسوز 20.5 میلیارد دلار در سال 2020 ارزیابی شده است که پیشبینی می‌شود که با تجربه یک نرخ رشد مرکب سالیانه 5.9% به 7.5 میلیارد دلار در سال 2032 برسد. شکل (3) روند کلی این بازار را طی دوره 2022 تا 2032 نشان می‌دهد.
شکل3. روند جهانی فرآورده های نسوز طی سال های 2028-2020
• بازار از منظر موقعیت جغرافیایی
بر اساس گزارش تحلیلی منتشر شده در این حوزه، اروپا بیشترین سهم را در بازار آجر نسوز به ثبت رساند. آسیا و اقیانوسیه سریعترین رشد CAGR را برای دوره تحلیلی 2021 تا 2028 ثبت کرده است.
در میان کشورهای اروپایی، آلمان با درآمد 1368.4 میلیون دلاری در سال 2020 بیشترین سهم را در بازار آجرهای نسوز دارد. گزارش دفتر انتشارات اتحادیه اروپا بیان می کند که بازیافت مواد نسوز مصرف شده یک منبع ثانویه جدید و مهم مواد خام نسوز را تشکیل می‌دهد. در اروپا، بازیافت مواد نسوز در طول سال ها به طور قابل توجهی افزایش یافته است. افزایش بازیافت همچنین هزینه مواد خام را کاهش می دهد و تولید مواد نسوز در اروپا را رقابتی تر و کارآمدتر می کند. از سوی دیگر، ارزیابی اقتصادی و زیست‌محیطی نشان می‌دهد که سیستم REFRASORT می‌تواند با کاهش اثرات زیست‌محیطی مرتبط با تولید نسوز در سطح اروپایی و جهانی، تقاضای بازار برای افزایش بازیافت نسوز را با ایجاد منافع اقتصادی برای بازیافت‌کنندگان و تولیدکنندگان نسوز برآورده کند. پتانسیل تکرار قابل توجهی در سطح اروپا و سراسر جهان، برای صنعت فولاد و همچنین تمام صنایع مصرف کننده نسوز امکان پذیر است.
آسیا و اقیانوسیه قرار است در سال های آینده سریع ترین رشد CAGR را برای بازار آجرهای نسوز ثبت کند. در میان استان های APAC، چین قطب آلومینا، بوکسیت، گرافیت و منیزیم است، زیرا بسیاری از کشورها به شدت به واردات مواد معدنی اصلی نسوز وابسته هستند. به عنوان مثال، صنعت نسوز اروپا کاملاً متکی به واردات مواد خام، به ویژه منیزیم، بوکسیت و گرافیت با عیار بالا است که عمدتاً از چین تهیه می شود. این یکی از عوامل کلیدی برای رشد آجرهای نسوز در سطح منطقه است. شکل (4) روند کلی صادرات در این بازار را طی دوره 2021 تا 2018 نشان می‌دهد.
شکل4. روند صادرات جهانی فرآورده های نسوز طی سال های 2021-2018
باتوجه آمار بدست آمده کل حجم صادرات این فراورده‌ها بیش از 4.3 میلیون تن در سال 2021 تخمین زده می‌شود که در آن کشور چین با دراختیار داشتن 41% بازار صادرات جهان، بزرگترین صادرکننده مواد نسوز می‌باشد. همچنین از دیگر بازیگران عمده این حوزه، کشورهای هند، آمریکا و آلمان می‌باشند.
• بازیگران اصلی این حوزه
در این خصوص تعدادی از شرکت های مطرح در حوزه تولید محصولات مرتبط با مواد نسوز در جدول (2) گزارش شد.