Klasifikace žáruvzdorných surovin

S rozvojem vysokoteplotní technologie. Požadavky na žáruvzdorné materiály se neustále zvyšují a je nutné vyvíjet nové žáruvzdorné materiály, které splňují požadavky na použití. Kromě zkoumání přírodních surovin byly úspěšně vyvinuty také syntetické žáruvzdorné suroviny, jako jsou karbidy, nitridy a boridy. Kromě toho byly vyvinuty také suroviny z anorganických vláken a dutých kuliček (viz izolační žáruvzdorné materiály); V pomocných surovinách je mnoho druhů organických a anorganických pojiv. Klasifikace žáruvzdorných surovin není ve světě zcela jednotná. Podle chemických vlastností se dělí na kyselé žáruvzdorné suroviny, základní žáruvzdorné suroviny a neutrální žáruvzdorné suroviny. Žáruvzdorné suroviny se však obecně dělí na žáruvzdorné suroviny řady Al2O3-SiO2, základní žáruvzdorné suroviny, tepelně izolační žáruvzdorné suroviny, žáruvzdorné pojivo a další žáruvzdorné suroviny.
Žáruvzdorné suroviny Al2O3-SiO2 zahrnují oxid křemičitý, polokřemičitý jíl (včetně pyrofylitu), žáruvzdorný jíl (včetně kaolinitu) a jeho slínek, bauxit (včetně minerálů skupiny sillimanitu, bauxitu, mullitu) a jeho slínek, korund a průmyslové oxid hlinitý atd.
Polokyselá surovina (hlavně žáruvzdorná hlína)
V minulém zařazení byl jíl uváděn v kyselých surovinách, což nebylo vhodné. Kyselý základ žáruvzdorných surovin je založen na volném oxidu křemičitém (SiO2), protože podle chemického složení žáruvzdorných jílů a křemičitých surovin je volného oxidu křemičitého v žáruvzdorném jílu mnohem méně než v křemičitých surovinách. Protože v obecném žáruvzdorném jílu je 30 % ~ 45 % oxidu hlinitého a oxid hlinitý je zřídka ve volném stavu, je vázán slučováním s oxidem křemičitým za vzniku kaolinitu (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). I když je oxidu křemičitého málo, jeho účinek je velmi malý. Proto je kyselost žáruvzdorné hlíny mnohem slabší než vlastnost křemičité suroviny. [2]
Někteří lidé věří, že žáruvzdorný jíl se při vysoké teplotě rozkládá na volnou kyselinu křemičitou a volný oxid hlinitý, ale nezůstává stejný. Když pokračuje v zahřívání, volná kyselina křemičitá a volný oxid hlinitý se spojí za vzniku Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2). Kámen Yinglai má dobrou odolnost vůči kyselinám vůči alkalické strusce. Zároveň v důsledku zvýšení obsahu oxidu hlinitého v žáruvzdorné hlíně postupně slábnou její kyselé látky. Když oxid hlinitý dosáhne 50 procent, bude mít alkalické nebo neutrální vlastnosti. Zejména hliněné cihly vyrobené pod ultra vysokým tlakem mají vysokou hustotu, jemnou kompaktnost, nízkou pórovitost a silnější odolnost vůči alkalické strusce za vysokých teplot než oxid křemičitý. Z hlediska své korozivnosti je kámen Yinglai také velmi pomalý, proto považujeme za vhodné uvádět žáruvzdornou hlínu jako polokyselou surovinu. Žáruvzdorný jíl je nejzákladnější a nejrozšířenější surovinou v žáruvzdorném průmyslu. [2]
Neutrální suroviny
Neutrálními surovinami jsou především chromit, grafit a karbid křemíku (vyráběné ručně), které při žádné teplotě nereagují s kyselou ani zásaditou struskou. V současnosti se v přírodě vyskytují dvě takové suroviny, a to chromit a grafit. Kromě přírodního grafitu existuje i umělý grafit. Tyto neutrální suroviny mají významnou odolnost vůči strusce a jsou nejvhodnější pro použití jako mezivrstva alkalického žáruvzdorného a kyselého žáruvzdorného materiálu. [2]
Základní žáruvzdorné suroviny
Jsou to především magnezit (magnezit), dolomit, vápno, olivín, hadec, vysokohlinité suroviny (někdy neutrální). Tyto suroviny mají silnou odolnost vůči alkalické strusce a většinou se používají pro stavbu alkalických pecí, ale obzvláště snadno reagují s kyselou struskou za vzniku solí.
Speciální žáruvzdorné materiály: hlavně oxid zirkoničitý, oxid titaničitý, oxid berylnatý, oxid ceru, oxid thoria, oxid yttrium atd. Tyto suroviny mají různý stupeň odolnosti vůči různým struskám. Vzhledem k omezenému zdroji surovin však nemohou být široce používány v průmyslu žáruvzdorných materiálů a mohou být použity pouze za zvláštních okolností. Proto se běžně označují jako speciální žáruvzdorné suroviny. [2]
Křemičitá surovina
Například křemen, tridymit, cristobalit, chalcedon, pazourek, opál, křemenec, bílý oxid křemičitý, diatomit, tyto křemičité suroviny obsahují minimálně 90 procent oxidu křemičitého (SiO2) a čisté suroviny obsahují více než 99 procent oxidu křemičitého. Křemičité suroviny jsou při vysoké teplotě chemické dynamiky kyselé. Když oxidy kovů existují nebo jsou s nimi v kontaktu, reagují chemicky a spojují se za vzniku tavitelných silikátů. Pokud je tedy v křemičité surovině obsaženo malé množství oxidu kovu, bude vážně ovlivněna její tepelná odolnost. [2]
Žáruvzdorné suroviny Al2O3-SiO2 zahrnují oxid křemičitý, polokřemičitý jíl (včetně pyrofylitu), žáruvzdorný jíl (včetně kaolinitu) a jeho slínek, bauxit (včetně minerálů skupiny sillimanitu, bauxitu, mullitu) a jeho slínek, korund a průmyslové oxid hlinitý atd.
Základní žáruvzdorné suroviny: kalcinované nebo tavené materiály jako vápenec, dolomit, magnezit, brucit, forsterit, hořečnato-hlinitý spinel, hořečnato-chromový spinelový písek atd.
Ostatní žáruvzdorné materiály: zirkon (včetně oxidu zirkoničitého), chromit, karbid, grafit, nitrid a borid.
Izolační a žáruvzdorné suroviny: perlit, vermikulit, diatomit, minerální vlna, plovoucí kuličky, žáruvzdorná vlákna a duté kuličky.