Ugniai atsparių žaliavų klasifikacija

Tobulėjant aukštos temperatūros technologijoms. Reikalavimai ugniai atsparioms medžiagoms nuolat didėja, todėl būtina kurti naujas ugniai atsparias medžiagas, kurios atitiktų naudojimo reikalavimus. Be natūralių žaliavų tyrinėjimo, sėkmingai buvo kuriamos ir sintetinės ugniai atsparios žaliavos, tokios kaip karbidai, nitridai ir boridai. Be to, buvo sukurtos neorganinių pluoštų ir tuščiavidurių rutuliukų žaliavos (žr. izoliacines ugniai atsparias medžiagas); Pagalbinėse žaliavose yra daug įvairių organinių ir neorganinių rišiklių. Ugniai atsparių žaliavų klasifikacija pasaulyje nėra visiškai nuosekli. Pagal chemines savybes jis skirstomas į rūgštines ugniai atsparias žaliavas, pagrindines ugniai atsparias žaliavas ir neutralias ugniai atsparias žaliavas. Tačiau ugniai atsparios žaliavos paprastai skirstomos į Al2O3-SiO2 serijos ugniai atsparias žaliavas, pagrindines ugniai atsparias žaliavas, termoizoliacines ugniai atsparias žaliavas, ugniai atsparias rišiklius ir kitas ugniai atsparias žaliavas.
Al2O3-SiO2 ugniai atsparios žaliavos yra silicio dioksidas, pusiau silikatinis molis (įskaitant pirofilitą), ugniai atsparus molis (įskaitant kaolinitą) ir jo klinkeris, boksitas (įskaitant silimanito grupės mineralus, boksitą, mulitą) ir jo klinkeris, korundas ir pramoninis aliuminio oksidas ir kt.
Pusiau rūgštinė žaliava (daugiausia ugniai atsparus molis)
Ankstesnėje klasifikacijoje molis buvo įtrauktas į rūgštines žaliavas, o tai nebuvo tinkama. Ugniai atsparių žaliavų rūgštinis pagrindas yra laisvasis silicio dioksidas (SiO2), nes pagal ugniai atsparaus molio ir silicio žaliavų cheminę sudėtį laisvo silicio dioksido ugniai atspariame molyje yra daug mažiau nei silicio dioksido. Kadangi bendrame ugniai atspariame molyje yra 30–45 procentai aliuminio oksido, o aliuminio oksidas retai būna laisvos būsenos, jis susijungia su silicio dioksidu, kad susidarytų kaolinitas (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). Net jei silicio dioksido perteklius yra nedidelis, jo poveikis yra labai mažas. Todėl ugniai atsparaus molio rūgštinė savybė yra daug silpnesnė nei silikatinės žaliavos. [2]
Kai kurie žmonės mano, kad ugniai atsparus molis aukštoje temperatūroje skyla į laisvą silicio rūgštį ir laisvą aliuminio oksidą, tačiau jis nelieka toks pat. Kai ir toliau kaitinama, laisva silicio rūgštis ir laisvasis aliuminio oksidas susijungs ir sudarys Yinglaitę (3Al2O3 · 2SiO2). Yinglai akmuo turi gerą atsparumą rūgštims šarminiam šlakui. Tuo pačiu metu dėl padidėjusio aliuminio oksido kiekio ugniai atspariame molyje jo rūgštinės medžiagos palaipsniui silpnėja. Kai aliuminio oksidas pasieks 50 procentų, jis atrodys šarminių arba neutralių savybių. Ypač aukšto slėgio molio plyta turi didelį tankį, smulkų kompaktiškumą, mažą poringumą ir stipresnį atsparumą šarminiam šlakui aukštoje temperatūroje nei silicio dioksidas. Pagal savo koroziškumą Yinglai akmuo taip pat yra labai lėtas, todėl, mūsų manymu, ugniai atsparų molį tikslinga įtraukti į pusiau rūgštinę žaliavą. Ugniai atsparus molis yra pati pagrindinė ir plačiausiai naudojama žaliava ugniai atsparių medžiagų pramonėje. [2]
Neutralios žaliavos
Neutralios žaliavos daugiausia yra chromitas, grafitas ir silicio karbidas (gaminamas rankiniu būdu), kurie bet kokioje temperatūroje nereaguos su rūgštiniu ar šarminiu šlaku. Šiuo metu gamtoje yra dvi tokios žaliavos – chromitas ir grafitas. Be natūralaus grafito, yra ir dirbtinio grafito. Šios neutralios žaliavos pasižymi dideliu atsparumu šlakui ir yra tinkamiausios naudoti kaip šarminių ir rūgščių ugniai atsparių medžiagų tarpsluoksnis. [2]

Tai daugiausia magnezitas (magnezitas), dolomitas, kalkės, olivinas, serpentinas, daug aliuminio oksido turinčios žaliavos (kartais neutralios). Šios žaliavos pasižymi dideliu atsparumu šarminiam šlakui ir dažniausiai naudojamos šarminėms krosnims statyti, tačiau ypač lengvai reaguoja su rūgštiniu šlaku ir susidaro druskos.
Specialios ugniai atsparios medžiagos: daugiausia cirkonis, titano oksidas, berilio oksidas, cerio oksidas, torio oksidas, itrio oksidas ir kt. Šios žaliavos turi skirtingą atsparumo įvairiems šlakams laipsnius. Tačiau dėl riboto žaliavų šaltinio jie negali būti plačiai naudojami ugniai atsparių medžiagų pramonėje ir gali būti naudojami tik ypatingomis aplinkybėmis. Todėl jos dažniausiai vadinamos specialiomis ugniai atspariomis žaliavomis. [2]
Silicio žaliava
Pavyzdžiui, kvarcas, tridimitas, kristobalitas, chalcedonas, titnagas, opalas, kvarcitas, baltas silicio dioksidas, diatomitas, šiose silicinėse žaliavose yra ne mažiau kaip 90 procentų silicio oksido (SiO2), o grynose žaliavose yra daugiau nei 99 procentai silicio oksido. Silicinės žaliavos yra rūgštinės aukštos temperatūros cheminėje dinamikoje. Kai yra metalų oksidų arba su jais liečiasi, jie reaguoja chemiškai ir susijungia sudarydami lydančius silikatus. Todėl, jei silicio žaliavoje yra nedidelis metalo oksido kiekis, jos atsparumas karščiui bus rimtai paveiktas. [2]
Al2O3-SiO2 ugniai atsparios žaliavos yra silicio dioksidas, pusiau silikatinis molis (įskaitant pirofilitą), ugniai atsparus molis (įskaitant kaolinitą) ir jo klinkeris, boksitas (įskaitant silimanito grupės mineralus, boksitą, mulitą) ir jo klinkeris, korundas ir pramoninis aliuminio oksidas ir kt.
Pagrindinės ugniai atsparios žaliavos: degintos arba lydytos medžiagos, tokios kaip kalkakmenis, dolomitas, magnezitas, brucitas, forsteritas, magnio-aliuminio oksido špinelis, magnio-chromo špinelio smėlis ir kt.
Kitos ugniai atsparios medžiagos: cirkonis (įskaitant cirkonį), chromitas, karbidas, grafitas, nitridas ir boridas.
Izoliacinės ir ugniai atsparios žaliavos: perlitas, vermikulitas, diatomitas, mineralinė vata, plaukiojantys karoliukai, ugniai atsparūs pluoštai ir tuščiaviduriai rutuliukai.