Klasifikacija vatrostalnih sirovina

S razvojem visokotemperaturne tehnologije. Zahtjevi za vatrostalnim materijalima stalno rastu, te je potrebno razvijati nove vatrostalne materijale kako bi se zadovoljili zahtjevi upotrebe. Uz istraživanje prirodnih sirovina, uspješno su razvijene i sintetičke vatrostalne sirovine, poput karbida, nitrida i borida. Osim toga, razvijene su i sirovine od anorganskih vlakana i šupljih kuglica (vidi izolacijski vatrostalni materijali); Postoji mnogo vrsta organskih i anorganskih veziva u pomoćnim sirovinama. Klasifikacija vatrostalnih sirovina u svijetu nije potpuno dosljedna. Prema kemijskim svojstvima dijeli se na kisele vatrostalne sirovine, bazične vatrostalne sirovine i neutralne vatrostalne sirovine. Međutim, vatrostalne sirovine općenito se dijele na Al2O3-SiO2 seriju vatrostalnih sirovina, osnovne vatrostalne sirovine, termoizolacijske vatrostalne sirovine, vatrostalna veziva i druge vatrostalne sirovine.
Al2O3-SiO2 vatrostalne sirovine uključuju silicijev dioksid, polusilikatnu glinu (uključujući pirofilit), vatrostalnu glinu (uključujući kaolinit) i njezin klinker, boksit (uključujući minerale skupine silimanita, boksit, mulit) i njegov klinker, korund i industrijske glinica, itd.
Polu-kisela sirovina (uglavnom vatrostalna glina)
U prošloj klasifikaciji glina je navedena u kiselim sirovinama, što nije bilo prikladno. Kisela baza vatrostalnih sirovina temelji se na slobodnom silicijevu dioksidu (SiO2), jer prema kemijskom sastavu vatrostalne gline i silikatnih sirovina slobodni silicij u vatrostalnoj glini je mnogo manji nego u silikatnim sirovinama. Budući da u općoj vatrostalnoj glini postoji 30 ~ 45 posto glinice, a glinica je rijetko u slobodnom stanju, vezana je za spajanje sa silicijevim dioksidom u obliku kaolinita (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). Čak i ako ima malo viška silicijevog dioksida, njegov učinak je vrlo mali. Stoga je kiselo svojstvo vatrostalne gline mnogo slabije od svojstva silikatne sirovine. [2]
Neki ljudi vjeruju da se vatrostalna glina na visokoj temperaturi raspada na slobodnu silicijevu kiselinu i slobodni aluminijev oksid, ali to ne ostaje isto. Kada se nastavi zagrijavati, slobodna silicijeva kiselina i slobodni aluminijev oksid spojit će se u Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2). Yinglai kamen ima dobru kiselinsku otpornost na alkalnu trosku. Istodobno, zbog povećanja sadržaja glinice u vatrostalnoj glini, njezine kisele tvari postupno slabe. Kada glinica dosegne 50 posto, postat će alkalna ili neutralna svojstva. Posebno, glinena opeka izrađena pod ultra-visokim tlakom ima visoku gustoću, finu zbijenost, nisku poroznost i veću otpornost na alkalnu trosku pod visokom temperaturom od silicijevog dioksida. Što se tiče njegove korozivnosti, Yinglai kamen je također vrlo spor, pa smatramo da je prikladno navesti vatrostalnu glinu kao polukiselu sirovinu. Vatrostalna glina je najosnovnija i široko korištena sirovina u vatrostalnoj industriji. [2]
Neutralne sirovine
Neutralne sirovine su uglavnom kromit, grafit i silicijev karbid (proizveden ručno), koji neće reagirati s kiselom ili lužnatom troskom ni na kojoj temperaturi. Trenutno u prirodi postoje dvije takve sirovine, a to su kromit i grafit. Osim prirodnog grafita, postoje i umjetni grafit. Ove neutralne sirovine imaju značajnu otpornost na trosku, te su najprikladnije za upotrebu kao međusloj alkalnih vatrostalnih i kiselinskih vatrostalnih materijala. [2]
Osnovne vatrostalne sirovine
To su uglavnom magnezit (magnezit), dolomit, vapno, olivin, serpentin, sirovine s visokim udjelom glinice (ponekad neutralne). Ove sirovine imaju jaku otpornost na alkalnu trosku i uglavnom se koriste za izgradnju alkalnih peći, ali posebno lako reagiraju s kiselom troskom i stvaraju soli.
Posebni vatrostalni materijali: uglavnom cirkonijev oksid, titanijev oksid, berilijev oksid, cerijev oksid, torijev oksid, itrijev oksid itd. Ove sirovine imaju različite stupnjeve otpornosti na različite troske. Međutim, zbog ograničenog izvora sirovina, oni se ne mogu široko koristiti u vatrostalnoj industriji i mogu se koristiti samo u posebnim okolnostima. Stoga se obično nazivaju specijalnim vatrostalnim sirovinama. [2]
Silikatna sirovina
Na primjer, kvarc, tridimit, kristobalit, kalcedon, kremen, opal, kvarcit, bijeli silicij, dijatomit, te silikatne sirovine sadrže najmanje 90 posto silicijevog oksida (SiO2), a čiste sirovine sadrže više od 99 posto silicijevog oksida. Silikatne sirovine su kisele u kemijskoj dinamici visokih temperatura. Kada metalni oksidi postoje ili su u kontaktu s njima, oni kemijski reagiraju i spajaju se u topljive silikate. Stoga, ako je mala količina metalnog oksida sadržana u silicijskoj sirovini, to će ozbiljno utjecati na njegovu otpornost na toplinu. [2]
Al2O3-SiO2 vatrostalne sirovine uključuju silicijev dioksid, polusilikatnu glinu (uključujući pirofilit), vatrostalnu glinu (uključujući kaolinit) i njezin klinker, boksit (uključujući minerale skupine silimanita, boksit, mulit) i njegov klinker, korund i industrijske glinica, itd.
Osnovne vatrostalne sirovine: kalcinirani ili taljeni materijali kao što su vapnenac, dolomit, magnezit, brucit, forsterit, magnezij-alumina spinel, magnezij-krom spinel pijesak, itd.
Ostali vatrostalni materijali: cirkon (uključujući cirkonij), kromit, karbid, grafit, nitrid i borid.
Izolacijske i vatrostalne sirovine: perlit, vermikulit, dijatomit, mineralna vuna, plutajuće kuglice, vatrostalna vlakna i šuplje kuglice.