Phân loại nguyên liệu chịu lửa

Với sự phát triển của công nghệ nhiệt độ cao. Các yêu cầu đối với vật liệu chịu lửa không ngừng tăng lên và cần phải phát triển các vật liệu chịu lửa mới để đáp ứng yêu cầu sử dụng. Ngoài việc khám phá các nguyên liệu thô tự nhiên, các nguyên liệu thô chịu lửa tổng hợp, chẳng hạn như cacbua, nitrua và borua, cũng đã được phát triển thành công. Ngoài ra, nguyên liệu sợi vô cơ và bóng rỗng (xem vật liệu chịu lửa cách điện) cũng đã được phát triển; Có nhiều loại chất kết dính hữu cơ và vô cơ trong nguyên liệu phụ trợ. Việc phân loại nguyên liệu chịu lửa không hoàn toàn thống nhất trên thế giới. Theo tính chất hóa học, nó được chia thành nguyên liệu chịu lửa có tính axit, nguyên liệu chịu lửa cơ bản và nguyên liệu chịu lửa trung tính. Tuy nhiên, nguyên liệu chịu lửa thường được chia thành nguyên liệu chịu lửa sê-ri Al2O3-SiO2, nguyên liệu chịu lửa cơ bản, nguyên liệu chịu lửa cách nhiệt, chất kết dính chịu lửa và các nguyên liệu chịu lửa khác.
Al2O3-Các nguyên liệu thô chịu lửa SiO2 bao gồm silica, đất sét bán silic (bao gồm cả pyrophyllite), đất sét chịu lửa (bao gồm kaolinite) và clinker của nó, bauxite (bao gồm các khoáng chất nhóm sillimanite, bauxite, mullite) và clinker của nó, corundum và công nghiệp alumin, v.v.
Nguyên liệu bán axit (chủ yếu là đất sét chịu lửa)
Trong phân loại trước đây, đất sét được liệt kê trong các nguyên liệu thô có tính axit, không phù hợp. Cơ sở axit của nguyên liệu chịu lửa dựa trên silica tự do (SiO2), bởi vì theo thành phần hóa học của đất sét chịu lửa và nguyên liệu silic, silic tự do trong đất sét chịu lửa ít hơn nhiều so với nguyên liệu silic. Bởi vì có 30% ~ 45% alumina trong đất sét chịu lửa nói chung và alumina hiếm khi ở trạng thái tự do, nên nó nhất định kết hợp với silica để tạo thành kaolinite (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). Ngay cả khi có một lượng nhỏ silica dư thừa thì tác dụng của nó cũng rất nhỏ. Do đó, tính chất axit của đất sét chịu lửa yếu hơn nhiều so với tính chất axit của nguyên liệu silic. [2]
Một số người cho rằng đất sét chịu nhiệt ở nhiệt độ cao sẽ phân hủy thành axit silicic tự do và alumina tự do, nhưng nó không giữ nguyên như cũ. Khi nó tiếp tục được nung nóng, axit silicic tự do và alumina tự do sẽ kết hợp với nhau để tạo thành Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2). Đá Yinglai có khả năng kháng axit tốt đối với xỉ kiềm. Đồng thời, do hàm lượng alumina trong đất sét chịu lửa tăng lên, các chất axit của nó dần trở nên yếu hơn. Khi alumin đạt tới 50 phần trăm, nó sẽ xuất hiện các đặc tính kiềm hoặc trung tính. Đặc biệt, gạch đất sét nung dưới áp suất cực cao có mật độ cao, độ nén mịn, độ xốp thấp và khả năng chống xỉ kiềm dưới nhiệt độ cao mạnh hơn silica. Về khả năng ăn mòn, đá Yinglai cũng rất chậm, vì vậy chúng tôi nghĩ rằng việc liệt kê đất sét chịu lửa làm nguyên liệu thô bán axit là phù hợp. Đất sét chịu lửa là nguyên liệu cơ bản nhất và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vật liệu chịu lửa. [2]
nguyên liệu trung tính
Nguyên liệu thô trung tính chủ yếu là cromit, than chì và cacbua silic (được sản xuất thủ công), sẽ không phản ứng với xỉ có tính axit hoặc kiềm ở bất kỳ nhiệt độ nào. Hiện nay, có hai nguyên liệu như vậy trong tự nhiên, đó là cromit và than chì. Ngoài than chì tự nhiên, còn có than chì nhân tạo. Những nguyên liệu thô trung tính này có khả năng chống xỉ đáng kể và phù hợp nhất để sử dụng làm lớp xen kẽ của vật liệu chịu lửa kiềm và vật liệu chịu lửa axit. [2]
Vật liệu chịu lửa cơ bản
Chúng chủ yếu là magnesit (magnesit), đôlômit, vôi, olivin, serpentin, nguyên liệu thô có hàm lượng nhôm cao (đôi khi trung tính). Những nguyên liệu thô này có khả năng chống xỉ kiềm mạnh và chủ yếu được sử dụng để xây dựng lò kiềm, nhưng chúng đặc biệt dễ phản ứng với xỉ axit để tạo thành muối.
Vật liệu chịu lửa đặc biệt: chủ yếu là zirconia, oxit titan, oxit berili, oxit xeri, oxit thori, oxit yttrium, v.v. Những vật liệu thô này có mức độ kháng xỉ khác nhau. Tuy nhiên, do nguồn nguyên liệu hạn chế, chúng không thể được sử dụng rộng rãi trong ngành vật liệu chịu lửa và chỉ có thể được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt. Do đó, chúng thường được gọi là nguyên liệu chịu lửa đặc biệt. [2]
nguyên liệu silic
Ví dụ, thạch anh, tridymite, cristobalite, chalcedony, đá lửa, opal, quartzit, silica trắng, diatomite, những nguyên liệu thô silic này chứa ít nhất 90% oxit silic (SiO2) và nguyên liệu thô tinh khiết chứa hơn 99% oxit silic. Nguyên liệu silic có tính axit trong động lực học hóa học ở nhiệt độ cao. Khi các oxit kim loại tồn tại hoặc tiếp xúc với chúng, chúng sẽ phản ứng hóa học và kết hợp với nhau để tạo thành silicat dễ nóng chảy. Do đó, nếu một lượng nhỏ oxit kim loại được chứa trong nguyên liệu thô silic, khả năng chịu nhiệt của nó sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. [2]
Al2O3-Các nguyên liệu thô chịu lửa SiO2 bao gồm silica, đất sét bán silic (bao gồm cả pyrophyllite), đất sét chịu lửa (bao gồm kaolinite) và clinker của nó, bauxite (bao gồm các khoáng chất nhóm sillimanite, bauxite, mullite) và clinker của nó, corundum và công nghiệp alumin, v.v.
Nguyên liệu chịu lửa cơ bản: các vật liệu nung hoặc nung chảy như đá vôi, đôlômit, magnesit, bruxit, forsterit, spinel magnesia-alumina, cát spinel magnesia-chrom, v.v.
Các vật liệu chịu lửa khác: zircon (kể cả zirconia), cromit, cacbua, than chì, nitrit và borua.
Vật liệu cách nhiệt và vật liệu chịu lửa: đá trân châu, vermiculite, diatomite, bông khoáng, hạt nổi, sợi chịu lửa và bóng rỗng.