Klasyfikacja surowców ogniotrwałych

Wraz z rozwojem technologii wysokotemperaturowych. Wymagania dotyczące materiałów ogniotrwałych stale rosną i konieczne jest opracowanie nowych materiałów ogniotrwałych, aby sprostać wymaganiom użytkowym. Oprócz eksploracji surowców naturalnych z powodzeniem opracowano również syntetyczne surowce ogniotrwałe, takie jak węgliki, azotki i borki. Ponadto opracowano również surowce z włókien nieorganicznych i pustych kulek (patrz izolacyjne materiały ogniotrwałe); W surowcach pomocniczych występuje wiele rodzajów spoiw organicznych i nieorganicznych. Klasyfikacja surowców ogniotrwałych nie jest w pełni spójna na świecie. Zgodnie z właściwościami chemicznymi dzieli się na kwaśne surowce ogniotrwałe, podstawowe surowce ogniotrwałe i neutralne surowce ogniotrwałe. Jednak surowce ogniotrwałe są ogólnie podzielone na surowce ogniotrwałe serii Al2O{2}}SiO2, podstawowe surowce ogniotrwałe, surowce ogniotrwałe do izolacji termicznej, spoiwa ogniotrwałe i inne surowce ogniotrwałe.
Surowce ogniotrwałe Al2O{1}}SiO2 obejmują krzemionkę, glinkę półkrzemianową (w tym pirofilit), glinę ogniotrwałą (w tym kaolinit) i jego klinkier, boksyt (w tym minerały z grupy sylimanitu, boksyt, mulit) i jego klinkier, korund i przemysłowy tlenek glinu itp.
Surowiec półkwaśny (głównie glina ogniotrwała)
W poprzedniej klasyfikacji glina była zaliczana do surowców kwaśnych, co nie było odpowiednie. Kwaśna podstawa surowców ogniotrwałych oparta jest na wolnej krzemionce (SiO2), ponieważ zgodnie ze składem chemicznym gliny ogniotrwałej i surowców krzemionkowych, wolna krzemionka w glinie ogniotrwałej jest znacznie mniejsza niż w surowcach krzemionkowych. Ponieważ ogólnie glina ogniotrwała zawiera 30-45% tlenku glinu, a tlenek glinu rzadko występuje w stanie wolnym, wiąże się on z krzemionką, tworząc kaolinit (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). Nawet jeśli jest niewielki nadmiar krzemionki, jej działanie jest bardzo małe. Dlatego właściwości kwaśne gliny ogniotrwałej są znacznie słabsze niż właściwości krzemionkowego surowca. [2]
Niektórzy uważają, że glina ogniotrwała rozkłada się w wysokiej temperaturze na wolny kwas krzemowy i wolny tlenek glinu, ale nie pozostaje taka sama. Podczas dalszego ogrzewania wolny kwas krzemowy i wolny tlenek glinu połączą się, tworząc Yinglait (3Al2O3 · 2SiO2). Kamień Yinglai ma dobrą odporność na kwasy na żużel alkaliczny. Jednocześnie ze względu na wzrost zawartości tlenku glinu w glinie ogniotrwałej stopniowo słabną jej kwasowe substancje. Gdy tlenek glinu osiągnie 50 procent, pojawi się właściwości alkaliczne lub neutralne. Zwłaszcza cegła gliniana wytwarzana pod bardzo wysokim ciśnieniem ma wysoką gęstość, drobną zwartość, niską porowatość i większą odporność na żużel alkaliczny w wysokiej temperaturze niż krzemionka. Pod względem korozyjności kamień Yinglai jest również bardzo powolny, dlatego uważamy, że właściwe jest wymienienie gliny ogniotrwałej jako surowca półkwaśnego. Glina ogniotrwała jest najbardziej podstawowym i szeroko stosowanym surowcem w przemyśle materiałów ogniotrwałych. [2]
Surowce neutralne
Surowce neutralne to głównie chromit, grafit i węglik krzemu (wytwarzany ręcznie), który w żadnej temperaturze nie będzie reagował z żużlem o odczynie kwaśnym lub zasadowym. Obecnie w przyrodzie występują dwa takie surowce, a mianowicie chromit i grafit. Oprócz grafitu naturalnego występuje również grafit sztuczny. Te neutralne surowce mają znaczną odporność na żużel i są najbardziej odpowiednie do stosowania jako warstwa pośrednia alkalicznych i kwaśnych materiałów ogniotrwałych. [2]
Podstawowe surowce ogniotrwałe
Są to głównie magnezyt (magnezyt), dolomit, wapno, oliwin, serpentyna, surowce wysokoglinowe (czasem obojętne). Surowce te mają dużą odporność na żużel alkaliczny i są najczęściej stosowane do budowy pieców alkalicznych, ale szczególnie łatwo wchodzą w reakcję z żużlem kwaśnym, tworząc sole.
Specjalne materiały ogniotrwałe: głównie tlenek cyrkonu, tlenek tytanu, tlenek berylu, tlenek ceru, tlenek toru, tlenek itru itp. Surowce te mają różne stopnie odporności na różne żużle. Jednak ze względu na ograniczone źródło surowców nie mogą być szeroko stosowane w przemyśle materiałów ogniotrwałych i mogą być stosowane tylko w szczególnych okolicznościach. Dlatego są one powszechnie określane jako specjalne surowce ogniotrwałe. [2]
Surowiec krzemionkowy
Na przykład kwarc, trydymit, krystobalit, chalcedon, krzemień, opal, kwarcyt, biała krzemionka, diatomit, te krzemionkowe surowce zawierają co najmniej 90 procent tlenku krzemu (SiO2), a czyste surowce zawierają ponad 99 procent tlenku krzemu. Surowce krzemionkowe są kwaśne w dynamice chemicznej w wysokich temperaturach. Kiedy tlenki metali istnieją lub stykają się z nimi, reagują chemicznie i łączą się, tworząc topliwe krzemiany. Dlatego też, jeśli w surowcu krzemionkowym zawarta jest niewielka ilość tlenku metalu, jego odporność na ciepło zostanie poważnie naruszona. [2]
Surowce ogniotrwałe Al2O{1}}SiO2 obejmują krzemionkę, glinkę półkrzemianową (w tym pirofilit), glinę ogniotrwałą (w tym kaolinit) i jego klinkier, boksyt (w tym minerały z grupy sylimanitu, boksyt, mulit) i jego klinkier, korund i przemysłowy tlenek glinu itp.
Podstawowe surowce ogniotrwałe: materiały kalcynowane lub stapiane, takie jak wapień, dolomit, magnezyt, brucyt, forsteryt, spinel magnezowo-glinowy, piasek spinelowy magnezowo-chromowy itp.
Inne materiały ogniotrwałe: cyrkon (w tym tlenek cyrkonu), chromit, węglik, grafit, azotek i borek.
Surowce izolacyjne i ogniotrwałe: perlit, wermikulit, ziemia okrzemkowa, wełna mineralna, kulki pływające, włókna ogniotrwałe i kule drążone.