طبقه بندی مواد اولیه نسوز

با توسعه فناوری دمای بالا. نیاز به مواد دیرگداز به طور مداوم در حال افزایش است و نیاز به توسعه مواد نسوز جدید برای برآوردن نیازهای استفاده است. علاوه بر کاوش در مواد خام طبیعی، مواد خام نسوز مصنوعی، مانند کاربیدها، نیتریدها و بوریدها نیز با موفقیت توسعه یافته اند. علاوه بر این، مواد خام از الیاف معدنی و توپ های توخالی (به مواد نسوز عایق مراجعه کنید) نیز توسعه یافته است. در مواد خام کمکی انواع مختلفی از چسب های آلی و معدنی وجود دارد. طبقه بندی مواد اولیه نسوز در دنیا کاملاً سازگار نیست. با توجه به خواص شیمیایی، آن را به مواد اولیه نسوز اسیدی، مواد اولیه نسوز اساسی و مواد اولیه نسوز خنثی تقسیم می کنند. با این حال، مواد اولیه نسوز به طور کلی به مواد اولیه نسوز سری Al2O3-SiO2، مواد اولیه نسوز پایه، مواد اولیه نسوز عایق حرارتی، چسب نسوز و سایر مواد اولیه نسوز تقسیم می‌شوند.
مواد اولیه نسوز Al2O3-SiO2 شامل سیلیس، خاک رس نیمه سیلیسی (شامل پیروفیلیت)، خاک نسوز (شامل کائولینیت) و کلینکر آن، بوکسیت (شامل مواد معدنی گروه سیلیمانیت، بوکسیت، مولیت) و کلینکر صنعتی آن، آلومینا و غیره
مواد خام نیمه اسیدی (عمدتاً خاک رس نسوز)
در طبقه بندی گذشته، خاک رس در مواد خام اسیدی ذکر شده بود که مناسب نبود. اساس اسیدی مواد اولیه نسوز بر پایه سیلیس آزاد (SiO2) است، زیرا با توجه به ترکیب شیمیایی خاک نسوز و مواد خام سیلیسی، سیلیس آزاد موجود در خاک نسوز بسیار کمتر از مواد خام سیلیسی است. از آنجایی که در خاک رس نسوز عمومی 30 تا 45 درصد آلومینا وجود دارد و آلومینا به ندرت در حالت آزاد است، مجبور است با سیلیس ترکیب شود و کائولینیت را تشکیل دهد (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). حتی اگر سیلیس اضافی کمی وجود داشته باشد، تأثیر آن بسیار کم است. بنابراین، خاصیت اسیدی خاک رس نسوز بسیار ضعیف تر از مواد خام سیلیسی است. [2]
برخی بر این باورند که خاک نسوز در دمای بالا به اسید سیلیسیک آزاد و آلومینا آزاد تجزیه می شود، اما به همان صورت باقی نمی ماند. هنگامی که به گرم شدن ادامه می‌دهد، اسید سیلیسیک آزاد و آلومینا آزاد با هم ترکیب می‌شوند و Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2) را تشکیل می‌دهند. سنگ Yinglai مقاومت اسیدی خوبی در برابر سرباره قلیایی دارد. در عین حال، به دلیل افزایش آلومینا در خاک رس نسوز، مواد اسیدی آن به تدریج ضعیف می شود. هنگامی که آلومینا به 50 درصد برسد، خواص قلیایی یا خنثی ظاهر می شود. به خصوص، آجر رسی ساخته شده تحت فشار فوق العاده بالا نسبت به سیلیس دارای چگالی بالا، فشردگی خوب، تخلخل کم و مقاومت قوی تر در برابر سرباره قلیایی در دمای بالا است. از نظر خورندگی، سنگ Yinglai نیز بسیار کند است، بنابراین فکر می کنیم که مناسب است خاک رس نسوز را به عنوان مواد خام نیمه اسیدی درج کنیم. خاک نسوز اساسی ترین و پرمصرف ترین ماده اولیه در صنعت نسوز است. [2]
مواد خام خنثی
مواد خام خنثی عمدتاً کرومیت، گرافیت و کاربید سیلیکون (ساخته شده به صورت دستی) هستند که در هیچ دمایی با سرباره اسیدی یا قلیایی واکنش نمی دهند. در حال حاضر دو ماده اولیه کرومیت و گرافیت در طبیعت وجود دارد. علاوه بر گرافیت طبیعی، گرافیت مصنوعی نیز وجود دارد. این مواد خام خنثی مقاومت قابل توجهی در برابر سرباره دارند و برای استفاده به عنوان لایه میانی نسوز قلیایی و نسوز اسیدی مناسب هستند. [2]
مواد اولیه نسوز پایه
آنها عمدتاً منیزیت (منیزیت)، دولومیت، آهک، الیوین، سرپانتین، مواد خام با آلومینا بالا (گاهی اوقات خنثی) هستند. این مواد اولیه مقاومت بالایی در برابر سرباره قلیایی دارند و بیشتر برای ساخت کوره های قلیایی استفاده می شوند، اما واکنش آنها با سرباره اسیدی برای تشکیل نمک بسیار آسان است.
مواد نسوز ویژه: عمدتاً زیرکونیا، اکسید تیتانیوم، اکسید بریلیم، اکسید سریم، اکسید توریم، اکسید ایتریم و غیره. این مواد اولیه درجات مختلفی از مقاومت در برابر سرباره های مختلف دارند. اما به دلیل محدود بودن منبع مواد اولیه، نمی توان آنها را به طور گسترده در صنایع نسوز استفاده کرد و تنها در شرایط خاص قابل استفاده است. از این رو معمولاً از آنها به عنوان مواد اولیه نسوز ویژه یاد می شود. [2]
مواد خام سیلیسی
به عنوان مثال، کوارتز، تری دیمیت، کریستوبالیت، کلسدونی، سنگ چخماق، اوپال، کوارتزیت، سیلیس سفید، دیاتومیت، این مواد خام سیلیسی حاوی حداقل 90 درصد اکسید سیلیکون (SiO2) و مواد خام خالص بیش از 99 درصد اکسید سیلیکون هستند. مواد خام سیلیسی در دینامیک شیمیایی دمای بالا اسیدی هستند. هنگامی که اکسیدهای فلزی وجود دارند یا با آنها تماس پیدا می کنند، واکنش شیمیایی می دهند و ترکیب می شوند و سیلیکات های قابل ذوب را تشکیل می دهند. بنابراین، اگر مقدار کمی اکسید فلز در ماده خام سیلیسی موجود باشد، مقاومت حرارتی آن به طور جدی تحت تأثیر قرار می گیرد. [2]
مواد اولیه نسوز Al2O3-SiO2 شامل سیلیس، خاک رس نیمه سیلیسی (شامل پیروفیلیت)، خاک نسوز (شامل کائولینیت) و کلینکر آن، بوکسیت (شامل مواد معدنی گروه سیلیمانیت، بوکسیت، مولیت) و کلینکر صنعتی آن، آلومینا و غیره
مواد اولیه نسوز: مواد کلسینه شده یا ذوب شده مانند سنگ آهک، دولومیت، منیزیت، بروسیت، فورستریت، اسپینل منیزیا-آلومینا، ماسه اسپینل منیزیا-کروم و غیره.
سایر مواد نسوز: زیرکون (از جمله زیرکونیا)، کرومیت، کاربید، گرافیت، نیترید و بورید.
مواد اولیه عایق و نسوز: پرلیت، ورمیکولیت، دیاتومیت، پشم معدنی، دانه های شناور، الیاف نسوز و گوی های توخالی.