Які шість найбільш часто використовуваних сировинних матеріалів для вогнетривів?
Вогнетривка сировина - це матеріали, необхідні для виробництва вогнетривких виробів. Він є основою для виробництва вогнетривких матеріалів. Основну частину вогнетривкої сировини складають природні мінерали (такі як вогнетривка глина, високоякісні боксити, кремнезем, хромова руда, магнезит, доломіт, магнієвий олівін, цирконіт, кіаніт, силіманіт, андалузит та ін.). З постійним удосконаленням комплексних вимог до характеристик вогнетривких матеріалів, у виробництві вогнетривких матеріалів також все частіше використовуються промислова сировина та синтетична сировина (наприклад, промисловий глинозем, синтетичний муліт, штучні вогнетривкі волокна, штучні вогнетривкі порожнисті кулі тощо). .). Від правильного вибору і раціонального використання сировини значною мірою залежить якість і вартість вогнетривів.
Вогнетривку сировину за хімічними властивостями можна розділити на кислотну вогнетривку сировину, лужну вогнетривку сировину та нейтральну вогнетривку сировину; За походженням можна розділити на природну мінеральну сировину і синтетичну сировину; За звичайних обставин сировина для виробництва вогнетривких матеріалів поділяється на основну сировину та допоміжну сировину.
Сировина для виробництва вогнетривів, будь то природна мінеральна сировина або синтетична сировина, повинна мати досить високу вогнетривкість з мінералогічної точки зору для виробництва виробів; З точки зору технології, вона повинна відповідати основним вимогам техніки; З точки зору продуктивності виробу, виготовленого з ним, він повинен відповідати характеристикам продукту, особливо вимогам високотемпературної продуктивності.
Вогнетривку сировину зазвичай поділяють на алюмінієво-кремнієву вогнетривку сировину (кременисту, глинисту, високоалюміністу тощо), лужну вогнетривку сировину, теплоізоляційну вогнетривку сировину та іншу вогнетривку сировину.
По-перше, кремениста сировина
Завдяки об’ємному ефекту кварцових варіантів силікатну цеглу також виготовляють безпосередньо з кремнезему, що є загальним терміном для пустого кварцу, кварциту, кременю та пісковику. Основним компонентом кремнезему є SiO2, а інші – домішки. Кремнеземистою сировиною, що використовується у вогнетривах, є кристалічний щебінь і цементований кремнезем.
По-друге, глиняна сировина
Шамот є основною сировиною для виробництва алюмінієво-силікатних вогнетривів, і його вимоги до вогнетривкості вище 1580 градусів C для всіх видів твердої глини, м’якої (напівм’якої) глини та глинистого сланцю, які спільно називаються шамотом.
Природний шамот зазвичай є глиняною рудою, головним чином каолінітом (Al2O3 2SiO2 2H2O) як основним компонентом, тобто водовмісним силікатом як основною масою, і змішаним з вільним кварцом, піритом, рутилом і органічні сполуки, що складаються із суміші. Більшість цих неоднорідних мінералів є дисперсіями, що складаються з частинок діаметром менше 1,2 мкм.
Відповідно до різного утворення глини, можна розділити на: первинну глину та вторинну глину. Первинна глина відноситься до утворення глини після вивітрювання материнської породи (наприклад, польового шпату), яка все ще залишається на місці. Вторинна глина, також відома як дрейфова глина, — це глина, перенесена в інші місця, а потім відкладена вихідною глиною в природних динамічних умовах, з дрібним розміром частинок, великою дисперсністю та високою пластичністю.
Вогнетривка глина, яка використовується у вогнетривкій промисловості, в основному має наступні дві категорії.
① Тверда глина характеризується щільною тканиною, великою твердістю, надзвичайно дрібними частинками, воду важко диспергувати, а пластичність дуже низька. Такі глини зазвичай світло-сірі, брудно-білі або сірі на вигляд. Злам, подібний до раковини, деяка поверхня має відчуття гладкості, легко розбивається на частини.
② М’яка (напівм’яка) глина часто буває блоковою, м’якою тканиною та хорошою пластичністю. Колір цієї глини дуже різний через різний тип і вміст домішок. Від сірого до темно-сірого до чорного; Деякі з них фіолетові, блідо-червоні або білі.
По-третє, сировина з високим вмістом алюмінію
(1) Боксит
Основною сировиною для виробництва коричневого корунду є боксити, а основною сировиною для отримання підбілого корунду є високоалюмінієвий клінкер із вмістом Al2O3 88%90%. Виробництво білого корунду, щільного корунду та іншого глинозему як сировини. Боксит також відомий як високий боксит або боксит, основними мінералами є діаспор (Al2O3 H2O) і тригідрат (Al2O33H2O).
Китай має величезні запаси бокситів: їх видобувають від Шаньсі, Хебей і Шаньдун на північ від Хуанхе, через Хенань і Гуансі в центральному Китаї, до Гуйчжоу і Юньнань на південному заході. В даний час основними районами виробництва клінкеру з високим вмістом бокситів є Шаньсі, Хенань і Гуйчжоу. У Хунані також розробляються менші шахти. Основними мінералами бокситів у Китаї є гідробоксити, беміти, каолініти та пірофіліти, які за мінеральним складом можна розділити на три типи: гідробоксито-каолінітовий тип (DK); Бемстон-каолінітовий тип (БК); Гідробоксито-пірофілітовий тип (ГП). В даний час найбільш широко використовується боксит типу DK, бокситовий клінкер типу DK поділяється на S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, 3 і так далі відповідно до вмісту Al2O3.
(2) спечений корунд і плавлений корунд
Штучне виробництво корунду полягає у використанні промислового глинозему або високоякісних бокситів як основної сировини, що плавиться в дуговій печі для виробництва. Крім того, глиноземний корунд можна отримати методом спікання. Цей метод все ще базується на промисловому порошку оксиду алюмінію як основної сировини, шляхом прожарювання, тонкого помелу, формування кульок і випалу. Цей метод складний у виробництві, але виріб має високу міцність, стійкість до корозії та хорошу стійкість до термічного удару. Так званий «підбілий корунд» насправді є щільним електричним плавленим корундом на основі високого бокситу, вміст Al2O3 перевищує 98%, видима пористість менше 4%; Виготовляється з бокситів шляхом електроплавлення у відновній атмосфері та контрольованих умовах. Кристал корунду зернистий, зазвичай 115 мм; Основними домішками є рутил, титанат алюмінію та його твердий розчин.
(3) Муліт
Муліт — вогнетривкий матеріал, основним компонентом якого є кристалічна фаза 3Al2O32SiO2. Муліт поділяється на природний муліт і синтетичний муліт. Природний муліт зустрічається рідко і зазвичай синтетичний. Муліт хімічно стійкий і нерозчинний у плавиковій кислоті. Він має хороші високотемпературні механічні та високотемпературні термічні властивості, тому синтетичний муліт та його продукти мають переваги високої щільності та чистоти, високотемпературної структурної міцності, низької високотемпературної повзучості, низької швидкості теплового розширення, сильної стійкості до хімічної ерозії, термічної стійкості. ударостійкість і так далі.
4) мінерали групи силіманіту
Мінерали групи силіманіту включають ціаніт, андалузит, силіманіт, широко відомий як «три камені». Хімічний склад трьох каменів однаковий, але кристалічна структура різна, і це однорідний кристал. Нагріті до високої температури, перетворюються на муліт, утворюючи невелику кількість розплавленого SiO2, супроводжуючись розширенням об’єму.
Через різний розмір розширення трьох каменів нагрівання його пряме використання неоднакове. Завдяки невеликій зміні об’єму андалузиту, незалежно від того, чи використовується він для виготовлення цегли чи як добавка, він безпосередньо використовується як сировина. Силліманіт і кіаніт часто додають до інгредієнтів у вигляді розширювачів, особливо для аморфних вогнетривких матеріалів. І використовується для виготовлення цегли повинен бути прожарений клінкер, особливо кіаніт повинен бути прожареним зрілим матеріалом.
По-четверте, лужна вогнетривка сировина
4.1 Магнієва сировина
(1) магнезит
У Китаї існує два основних види магнезиту: кристалічний магнезит і аморфний магнезит. Магнезит Китаю в основному поширений у провінціях Ляонін і Шаньдун, основною домішкою магнезиту є тальк, також є деякі магнезити, що містять високий вміст CaO, а потім мінерал доломіт, магнезит Китаю за хімічним складом можна класифікувати як S, I, II , III, IV п'ять марок, для випалу магнезитової цегли використовують тільки S і I марку.
Магнезію високої чистоти отримують шляхом двоетапної флотації та двоетапної кальцинації. Магнезію високої чистоти, отриману цим методом, можна використовувати як сировину для розробки різноманітних високоефективних вогнетривких виробів.
(2) Інші мінерали, що містять магній
Основним мінеральним складом магнієвих олівінових продуктів у магнієвих вогнетривких матеріалах є магнієвий олівін (2MgO·SiO2) і кубічний магнезит (MgO). Цей продукт характеризується високою стійкістю до розплавленого оксиду заліза та кращою стійкістю до термічного удару, ніж звичайна магнезіальна цегла. Основною сировиною для виробництва цього продукту є перидотит і серпентин.
4.2 Доломітова сировина
Доломіт — це вогнетривка сировина, яка в основному складається з подвійних солей карбонату магнію (MgCO3) і карбонату кальцію (CaCO3). Його хімічна формула CaMg(CO3)2 або MgCO3 CaCO3, а його теоретичний склад CaO3 0.41%, MgO2 1.87% і CO2 47.72%. CaO/MgO=1.39, твердість 3,54.
Доломіт у Китаї багатий на сировину, широко поширений і відносно чистий. У районі Дашіцяо провінції Ляонін є великі запаси. Шаньдун, Хубей, Шеньсі, Гуансі, Ганьсу, Цзянсі, Аньхой, Сичуань, Юньнань, Хунань та інші провінції багаті на мінеральні ресурси. Рудне тіло часто пов'язане з вапняком і магнезитом.
5. Сировина для цирконієвих виробів
(1) Камінь циркон
Циркон (ZrO2·SiO2 або ZrSiO4) є основною сировиною для виробництва виробів з циркону та виробів з циркону, а походженням циркону в Китаї є провінція Хайнань. Він зустрічається в провінції Гуандун, Гуансі-Чжуанському автономному районі, провінції Шаньдун, провінції Фуцзянь і провінції Тайвань.
Теоретичний склад циркону: ZrO2 67.01% і SiO2 32.99%. Він часто містить TiCfe та інші сліди рідкоземельних оксидів, які через присутність цих елементів роблять його різним ступенем радіоактивності. Тому при використанні цієї сировини для виробництва продукції повинні бути необхідні заходи захисту.
Циркон має низьку теплопровідність 3,72 Вт/(мК) при 201000 градусів. Коефіцієнт розширення циркону також низький порівняно з іншими кристалами, 4,6X10-6 градуса при 1000 градусах, а коефіцієнт розширення його монокристала в двох напрямках вертикальної та паралельної головної осі (вісь С) має велика різниця. Циркон має високу хімічну інертність і важко реагує з кислотою. Меншою мірою реагує з розплавом скла, часто використовується в металургії та скляній промисловості для вогнетривів.
(2) плагіоциркон
Природний циркон (ZrO2) часто має неправильну форму грудок, чорний, коричневий, жовтий або безбарвний. Природних похилих рудних тіл циркону в Китаї небагато. ZrO2, який використовується в промисловості, є хімічною сировиною, яка являє собою білий або жовтуватий порошок, отриманий хімічним способом з циркону (ZrO2·SiO2).
Чистий ZrO2 має три кристалічні форми при атмосферному тиску: моноклінну, тетрагональну та кубічну фази від низької до високої температури.
Стабільний ZrO2, відповідно до його ступеня стабільності, є частково стабільний ZrO2 і повністю стабільний ZrO2, оскільки повністю стабільний коефіцієнт теплового розширення ZrO2 більший, його стійкість до термічного удару не така хороша, як частково стабільний, тому останній зазвичай є використовується для виготовлення кераміки та вогнетривких матеріалів для зміцнення.
(3) десиліконізований цирконій
При виробництві вогнетривів з плавленого литого цирконієвого корунду (AZS) за кордоном, на додаток до використання цирконового концентрату, додається певна кількість сировини «десиліконізованого цирконію», метою якого є: по-перше, налаштувати та стабілізувати формулу ; По-друге, це покращення та оптимізація продуктивності продукту.
(4) цирконієвий корунд муліт
Вихідною сировиною є промисловий оксид алюмінію, каолін і цирконіт, які дрібно подрібнюють і змішують рівномірно, напівсуху кульку під тиском і кальцинують при 300-1700 градусах для отримання цього матеріалу. Результати показують, що збільшення вмісту циркону призводить до підвищення температури спікання, зменшення загальної усадки та збільшення закритої пористості. Завдяки цим реакціям муліт спеченого цирконового корунду має вищу щільність і міцність і кращу стійкість до термічного удару.
6. Сировина для хромових виробів
Однією з основних сировинних матеріалів для виробництва хромових (хромової цегли, хромомагнезитної цегли, хромомагнезіальної цегли) вогнетривів є хромова руда або хроміт. Хроміт є сумішшю різноманітних мінералів, оскільки його мінеральний склад сильно коливається, з точки зору хімічного складу та змін фізичних властивостей також великі. Зазвичай він складається з мінералів пустої породи з хромовими зернами. Ці жильні мінерали зазвичай являють собою силікати магнію, такі як серпентин, олівін магнію та олівін. На додаток до Cr2O3 в хроміті також є Al2O3, Fe2O3 і MgO, загальний хроміт, через присутність магнію та заліза, часто виражається як (Mg, Fe) Cr2O3.
Вищезазначене є широко використовуваною вогнетривкою сировиною, з інноваціями вогнетривкої технології типи сировини стали більш різноманітними, особливо в останні роки, через екологічні проблеми та низку причин, таких як сировинні рудні ресурси, і продовжують розвиватися краще продуктивність штучних синтетичних матеріалів і більш екологічно чистих ресурсів відновлюваної сировини (таких як нітрид феросиліцію, терон та ін.).
