Mitkä ovat kuusi yleisimmin käytettyä tulenkestävien materiaalien raaka-ainetta?

Tulenkestävät raaka-aineet ovat tulenkestävien tuotteiden valmistukseen tarvittavia materiaaleja. Se on tulenkestävien materiaalien tuotannon perusta. Suurin osa tulenkestävistä raaka-aineista on luonnonmineraaleja (kuten tulenkestävä savi, korkea bauksiitti, piidioksidi, kromimalmi, magnesiitti, dolomiitti, magnesiumoliviini, zirkoniitti, kyaniitti, sillimaniitti, andalusiitti jne.). Tulenkestävien materiaalien kokonaisvaltaisten suorituskykyvaatimusten jatkuvan parantamisen myötä tulenkestävien materiaalien tuotannossa käytetään yhä enemmän teollisia raaka-aineita ja synteettisiä raaka-aineita (kuten teollinen alumiinioksidi, synteettinen mulliitti, keinotekoiset tulenkestävät kuidut, keinotekoiset tulenkestävät ontot pallot jne. .). Tulenkestävien tuotteiden laatu ja hinta riippuvat suurelta osin oikeasta raaka-aineiden valinnasta ja järkevästä käytöstä.
Tulenkestävät raaka-aineet kemiallisten ominaisuuksien mukaan voidaan jakaa happamiin tulenkestäviin raaka-aineisiin, emäksisiin tulenkestäviin raaka-aineisiin ja neutraaleihin tulenkestäviin raaka-aineisiin; Lähteen mukaan voidaan jakaa luonnollisiin mineraaliraaka-aineisiin ja synteettisiin raaka-aineisiin; Tulenkestävien materiaalien valmistuksen raaka-aineet jaetaan normaalioloissa pääraaka-aineisiin ja apuraaka-aineisiin.
Tulenkestävien tuotteiden valmistukseen käytettävillä raaka-aineilla, olivatpa ne sitten luonnollisia mineraaliraaka-aineita tai synteettisiä raaka-aineita, tulee olla mineralogisesti riittävän korkea tulenkestävyys tuotteiden valmistukseen; Teknologian näkökulmasta sen pitäisi kyetä täyttämään tekniikan perusvaatimukset; Sillä valmistetun tuotteen suorituskyvyn näkökulmasta sen pitäisi pystyä täyttämään tuotteen suorituskyky, erityisesti korkean lämpötilan suorituskyvyn vaatimukset.
Tulenkestävät raaka-aineet jaetaan yleensä alumiini-pii tulenkestäviin raaka-aineisiin (piipitoinen, savi, korkea alumiini jne.), emäksiset tulenkestävät raaka-aineet, lämmöneristys tulenkestävät raaka-aineet ja muut tulenkestävät raaka-aineet.
Ensinnäkin piipitoiset raaka-aineet
Kvartsimuunnelmien tilavuusvaikutuksesta johtuen piidioksiditiilet valmistetaan myös suoraan piidioksidista, joka on yleinen termi kvartsikvartsille, kvartsiitille, piikiville ja hiekkakivelle. Piidioksidin pääkomponentti on SiO2, ja muut ovat epäpuhtauksia. Tulenkestävissä materiaaleissa piipitoisia raaka-aineita ovat kiteinen kivimurska ja sementoitu piidioksidi.

Toiseksi saven raaka-aineet
Fireclay on pääraaka-aine alumiinisilikaattitulenkestävien materiaalien valmistuksessa, ja sen tulenkestävyysvaatimukset ovat yli 1580 astetta kaikenlaisille koville savelle, pehmeälle (puolipehmeälle) savelle ja saviliuskeeksi, joita kutsutaan yhteisesti fireclayksi.
Luonnon šamotti on yleensä savimalmi, pääkomponenttinaan pääasiassa kaoliniitti (Al2O3 2SiO2 2H2O), eli pääosana vettä sisältävä silikaatti, johon on sekoitettu vapaata kvartsia, rikkikiisua, rutiilia. ja orgaaniset yhdisteet, jotka koostuvat seoksesta. Suurin osa näistä epähomogeenisista mineraaleista on dispersioita, jotka koostuvat halkaisijaltaan alle 1,2 μm:n hiukkasista.
Mukaan erilaisen muodostumisen savea, voidaan jakaa: primaarinen save ja toissijainen save. Primaarisavella tarkoitetaan saven muodostumista peruskiven (kuten maasälpä) rapautumisesta, joka edelleen pysyy paikallaan. Sekundäärisavi, joka tunnetaan myös ajelehtisavina, on savea, joka siirretään muihin paikkoihin ja jonka alkuperäinen savi kerrostaa luonnollisissa dynaamisissa olosuhteissa. Sen hiukkaskoko on hieno, dispersio on suuri ja plastisuus on korkea.
Tulenkestävässä teollisuudessa käytettävällä tulenkestävällä savella on pääasiassa seuraavat kaksi luokkaa.
① Kovalle savelle on ominaista tiheä kudos, suuri kovuus, erittäin hienot hiukkaset, vettä ei ole helppo hajottaa ja plastisuus on erittäin alhainen. Tällaiset savet ovat yleensä vaaleanharmaita, luonnonvalkoisia tai harmaita. Kuorimainen murtuma, jossain pinnassa on sileyden tunne, helppo murtaa palasiksi.
② Pehmeä (puolipehmeä) savi on usein lohkeilevaa, pehmytkudosta ja hyvä plastisuus. Tämän saven väri vaihtelee suuresti erityyppisten ja epäpuhtauksien pitoisuuksien vuoksi. Harmasta tummanharmaasta mustaan; Jotkut ovat violetteja, vaaleanpunaisia ​​tai valkoisia.
Kolmanneksi korkea alumiinin raaka-aineet
(1) Bauksiitti
Bauksiitti on pääraaka-aine ruskean korundin valmistuksessa, ja korkea alumiiniklinkkeri, jonka Al2O3-pitoisuus on 88 % 90 %, on subvalkokorundin pääraaka-aine. Valkoisen korundin, tiheän korundin ja muun alumiinioksidin valmistus raaka-aineina. Bauksiitti tunnetaan myös korkea-bauksiittina tai bauksiittina, tärkeimmät mineraalit ovat diaspori (Al2O3 H2O) ja trihydraatti (Al2O33H2O).

Kiinalla on valtavat bauksiittivarat: sitä tuotetaan Shanxista, Hebeistä ja Shandongista Keltaisen joen pohjoispuolella Keski-Kiinan Henanin ja Guangxin kautta Guizhouhun ja Yunnaniin lounaaseen. Tällä hetkellä korkean bauksiittiklinkkerin tärkeimmät tuotantoalueet ovat Shanxi, Henan ja Guizhou. Hunanissa on myös kehitteillä joitain pienempiä kaivoksia. Bauksiitin päämineraalit Kiinassa ovat hydrobauksiitti, böhmiitti, kaoliniitti ja pyrofylliitti, jotka voidaan jakaa kolmeen tyyppiin sen mineraalikoostumuksen mukaan: hydrobauksiitti-kaoliniittityyppi (DK); Boehmstone-kaoliniittityyppi (BK); Hydrobauksiitti-pyrofylliittityyppi (DP). Tällä hetkellä DK-tyyppinen bauksiitti on laajimmin käytetty, DK-tyypin bauksiittiklinkkeri jaetaan S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ ja niin edelleen sen Al2O3-pitoisuuden mukaan.
(2) sintrattu korundi ja sulatettu korundi
Korundin keinotekoinen tuotanto on teollisen alumiinioksidin tai korkean bauksiitin käyttöä pääraaka-aineena, joka sulaa valokaariuunissa tuottaakseen. Lisäksi korundilevyalumiinioksidia voidaan saada sintrausmenetelmällä. Tämä menetelmä perustuu edelleen teolliseen alumiinioksidijauheeseen pääraaka-aineena kalsinoinnin, hienojauhatuksen, pallonmuodostuksen ja polton kautta. Tämä menetelmä on vaikea tuottaa tekniikkaa, mutta tuotteella on korkea lujuus, vahva korroosionkestävyys ja hyvä lämpöshokkikestävyys. Niin kutsuttu "sub-valkoinen korundi" on itse asiassa tiheä sähkösulatettu korundi, joka perustuu korkeaan bauksiittiin, Al2O3-pitoisuus on yli 98 %, näennäinen huokoisuus on alle 4 %; Se on valmistettu korkeasta bauksiitista sähkösulattamalla pelkistävässä ilmakehässä ja valvotuissa olosuhteissa. Korundikide on rakeista, yleensä 115 mm; Tärkeimmät epäpuhtaudet ovat rutiili, alumiinititanaatti ja sen kiinteä liuos.

(3) Mulliitti
Mulliitti on tulenkestävä materiaali, jonka pääkomponenttina on 3Al2O32SiO2-kiteinen faasi. Mulliitti jaetaan luonnonmulliittiin ja synteettiseen mulliittiin. Luonnonmulliitti on harvinaista ja yleensä synteettistä. Mulliitti on kemiallisesti stabiilia ja liukenematon fluorivetyhappoon. Sillä on hyvät korkean lämpötilan mekaaniset ja korkean lämpötilan lämpöominaisuudet, joten synteettisellä mulliitilla ja sen tuotteilla on korkea tiheys ja puhtaus, korkean lämpötilan rakenteellinen lujuus, alhainen korkean lämpötilan virumisnopeus, alhainen lämpölaajenemisnopeus, vahva kemiallinen eroosionkestävyys, lämpö iskunkestävyys ja niin edelleen.
(4) sillimaniittiryhmän mineraalit
Sillimaniittiryhmän mineraaleja ovat syaniitti, andalusiitti, sillimaniitti, joka tunnetaan yleisesti nimellä "kolme kiveä". Kolmen kiven kemiallinen koostumus on sama, mutta kiderakenne on erilainen ja se on homogeeninen kide. Korkeaan lämpötilaan kuumennetut ne muuttuvat mulliitiksi, jolloin syntyy pieni määrä sulaa SiO2:ta, samalla kun tilavuus kasvaa.

Kolmen kiven lämmityslaajennuksen eri koosta johtuen sen suora käyttö ei ole sama. Andalusiitin pienestä tilavuusmuutoksesta johtuen, käytettiinpä sitä tiilen valmistukseen tai lisäaineena, sitä käytetään suoraan raaka-aineena. Sillimaniittia ja kyaniittia lisätään usein ainesosiin paisunta-aineina, erityisesti amorfisissa tulenkestävissä materiaaleissa. Ja tiilien valmistukseen käytetään kalsinoitua klinkkeriä, erityisesti kyaniitin on oltava kalsinoitua kypsää materiaalia.
Neljänneksi emäksinen tulenkestävät raaka-aineet
4.1 Magnesiumraaka-aine
(1) magnesiitti
Kiinassa on kahta päätyyppiä magnesiittia: kiteinen magnesiitti ja amorfinen magnesiitti. Kiinan magnesiittia levitetään pääasiassa Liaoningin ja Shandongin maakunnissa, magnesiitin pääepäpuhtaus on talkki, myös runsaasti CaO:ta sisältävää magnesiittia, jota seuraa mineraalidolomiitti, Kiinan magnesiitti voidaan kemiallisen koostumuksen mukaan luokitella S, I, II. , III, IV viisi laatua, vain S ja I luokkaa käytetään magnesiittitiilen kalsinointiin.
Erittäin puhdasta magnesiumoksidia valmistetaan kaksivaiheisella vaahdotuksella ja kaksivaiheisella kalsinaatiolla. Tällä menetelmällä valmistettua erittäin puhdasta magnesiumoksidia voidaan käyttää raaka-aineena kehitettäessä erilaisia ​​korkean suorituskyvyn tulenkestäviä tuotteita.
(2) Muut magnesiumia sisältävät mineraalit
Magnesium-oliviinituotteiden päämineraalikoostumus magnesiumin tulenkestävissä materiaaleissa on magnesiumoliviini (2MgO·SiO2) ja kuutiomagnesiitti (MgO). Tälle tuotteelle on ominaista vahva sulan rautaoksidin kestävyys ja parempi lämpöshokkikestävyys kuin tavallisella magnesiumoksiditiilellä. Tämän tuotteen valmistuksen pääraaka-aineet ovat peridotiitti ja serpentiini.
4.2 Dolomiittiset raaka-aineet
Dolomiitti on tulenkestävä raaka-aine, joka koostuu pääasiassa magnesiumkarbonaatin (MgCO3) ja kalsiumkarbonaatin (CaCO3) kaksoissuoloista. Sen kemiallinen kaava on CaMg(CO3)2 tai MgCO3 CaCO3, ja sen teoreettinen koostumus on CaO3 0,41%, MgO2 1.87% ja CO2 47.72%. CaO/MgO=1,39, kovuus on 3,54.
Dolomiitti Kiinassa on runsaasti raaka-aineita, laajalle levinnyt ja suhteellisen puhdasta. Liaoningin maakunnan Dashiqiaon alueella on runsaasti varoja. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan ja muut maakunnat ovat runsaasti mineraalivaroja. Malmikappale yhdistetään usein kalkkikiveen ja magnesiittiin.
5. Zirkoniumtuotteiden raaka-aineet
(1) Zirkonikivi
Zirkoni (ZrO2·SiO2 tai ZrSiO4) on pääraaka-aine zirkonituotteiden ja zirkonituotteiden valmistuksessa, ja zirkonin alkuperä Kiinassa on Hainanin maakunta. Se löytyy Guangdongin maakunnasta, Guangxi Zhuangin autonomisesta alueesta, Shandongin maakunnasta, Fujianin maakunnasta ja Taiwanin maakunnasta.
Zirkonin teoreettinen koostumus on ZrO2 67.01% ja SiO2 32.99%. Se sisältää usein TiCfe:tä ja muita harvinaisten maametallien oksideja, jotka näiden alkuaineiden läsnäolon vuoksi tekevät siitä vaihtelevassa määrin radioaktiivisia. Siksi, kun tätä raaka-ainetta käytetään tuotteiden valmistukseen, tulee olla välttämättömiä suojatoimenpiteitä.

Zirkonilla on alhainen lämmönjohtavuus 3,72 W/(mK) 201000 asteessa. Zirkonin laajenemiskerroin on myös alhainen muihin kiteisiin verrattuna, 4,6X{5}} astetta 1000 asteen kulmassa, ja sen yksikiteen laajenemiskerroin pystysuoran ja yhdensuuntaisen pääakselin (C-akselin) kahdessa suunnassa on suuri ero. Zirkonilla on korkea kemiallinen inertisyys ja se on vaikea reagoida hapon kanssa. Reagoi lasisulan kanssa vähäisemmässä määrin, sitä käytetään usein metallurgiassa ja lasiteollisuuden tulenkestävissä materiaaleissa.
(2) plagiozirkoni
Luonnonzirkoni (ZrO2) on usein epäsäännöllisesti paakkuuntunutta, mustaa, ruskeaa, keltaista tai väritöntä. Kiinassa on vähän luonnollisia kaltevia zirkonimalmikappaleita. Teollisuudessa käytetty ZrO2 on kemiallinen raaka-aine, joka on valkoista tai kellertävää jauhetta, joka saadaan kemiallisesti zirkonista (ZrO2·SiO2).
Puhtaalla ZrO2:lla on kolme kidemuotoa ilmakehän paineessa: monokliininen, tetragonaalinen ja kuutiofaasi matalasta korkeaan lämpötilaan.
Stabiili ZrO2, sen stabiilisuusasteen mukaan, on osittain stabiileja ZrO2- ja täysin stabiileja ZrO2-pisteitä, koska täysin stabiili ZrO2:n lämpölaajenemiskerroin on suurempi, sen lämpöshokkistabiilisuus ei ole yhtä hyvä kuin osittain stabiililla, joten jälkimmäinen on yleensä käytetään keramiikan ja tulenkestävän karkaisumateriaalien valmistukseen.
(3) desilikonisoitu zirkonium
Sulatetun zirkoniumkorundin (AZS) tulenkestävän valmistuksessa ulkomailla zirkonrikasteen käytön lisäksi lisätään tietty määrä "desilikonoitua zirkoniumia" raaka-aineita, joiden tarkoituksena on: ensinnäkin säätää ja stabiloida kaavaa. ; Toinen on tuotteen suorituskyvyn parantaminen ja optimointi.
(4) zirkoniumkorundimulliitti
Alkuperäiset raaka-aineet ovat teollinen alumiinioksidi, kaoliini ja zirkoniitti, jotka jauhetaan hienoksi ja sekoitetaan tasaiseksi, puolikuivaksi painepalloksi ja kalsinoidaan 3001700 asteessa tämän materiaalin valmistamiseksi. Tulokset osoittavat, että zirkonipitoisuuden lisääminen johtaa sintrauslämpötilan nousuun, kokonaiskutistumisen vähenemiseen ja suljetun huokoisuuden lisääntymiseen. Nämä reaktiot tekevät sintratusta zirkonkorundimulliitista suuremman tiheyden ja lujuuden sekä paremman lämpöiskun kestävyyden.

6. Kromituotteiden raaka-aineet
Yksi tärkeimmistä raaka-aineista kromi (kromitiili, kromimagnesiitiili, magnesiumoksiditiili) tulenkestävien materiaalien valmistuksessa on kromimalmi tai kromiitti. Kromiitti on sekoitus erilaisia ​​mineraaleja, koska sen mineraalikoostumus vaihtelee suuresti, kemiallisen koostumuksen ja fysikaalisten ominaisuuksien muutos on myös suuri. Se koostuu tavallisesti kuomumineraaleista, joissa on kromirakeita. Nämä kuomumineraalit ovat yleensä magnesiumsilikaatteja, kuten serpentiini, magnesiumoliviini ja oliviini. Kromiitissa on Cr2O3:n lisäksi myös Al2O3, Fe2O3 ja MgO, yleiskromiitti, johtuen magnesiumin ja raudan läsnäolosta, usein ilmaistuna (Mg, Fe) Cr2O3:na.
Yllä mainitut ovat yleisesti käytettyjä tulenkestäviä raaka-aineita, ja tulenkestävän teknologian innovaatioiden myötä raaka-ainetyypit ovat monimuotoisempia, etenkin viime vuosina ympäristöongelmien ja useiden syiden, kuten raakamalmivarojen, vuoksi ja kehittyvät edelleen paremmin. keinotekoisten synteettisten materiaalien ja ympäristöystävällisempien uusiutuvien raaka-aineiden (kuten ferrosilikonitridi, Theron jne.) suorituskyky.