Millised on kuus kõige sagedamini kasutatavat tulekindlate materjalide toorainet?
Tulekindlate toorainete all mõeldakse materjale, mis on vajalikud tulekindlate toodete valmistamiseks. See on tulekindlate materjalide tootmise aluseks. Suurem osa tulekindlatest toorainetest on looduslikud mineraalid (nagu tulekindel savi, kõrge boksiit, ränidioksiid, kroomimaak, magnesiit, dolomiit, magneesiumoliviin, tsirkoniit, küaniit, sillimaniit, andalusiit jne). Tulekindlate materjalide igakülgsete jõudlusnõuete pideva täiustamisega kasutatakse tulekindlate materjalide tootmisel üha enam ka tööstuslikke tooraineid ja sünteetilisi tooraineid (nt tööstuslik alumiiniumoksiid, sünteetiline mulliit, tehislikud tulekindlad kiud, kunstlikud tulekindlad õõnsad kuulid jne .). Tulekindlate toodete kvaliteet ja maksumus sõltuvad suurel määral tooraine õigest valikust ja ratsionaalsest kasutamisest.
Tulekindlad toorained võib keemiliste omaduste järgi jagada happekindlateks tooraineteks, leeliselisteks tulekindlateks tooraineteks ja neutraalseteks tulekindlateks tooraineteks; Allika järgi võib jagada looduslikeks mineraalseteks tooraineteks ja sünteetilisteks tooraineteks; Tavaolukorras jagatakse tulekindlate materjalide tootmise tooraine põhitooraineks ja abitooraineks.
Tulekindlate toodete tootmiseks kasutatavad toorained, olgu siis looduslikud mineraalsed toorained või sünteetilised toorained, peavad olema mineraloogiliselt piisavalt kõrge tulekindlusega toodete valmistamiseks; Tehnoloogia seisukohalt peaks see suutma täita tehnoloogia põhinõudeid; Sellega valmistatud toote toimivuse seisukohalt peaks see vastama toote toimivusele, eriti kõrgel temperatuuril toimimise nõuetele.
Tulekindlad toorained jagunevad tavaliselt alumiinium-räni tulekindlateks tooraineteks (räni, savi, kõrgalumiinium jne), leeliselisteks tulekindlateks tooraineteks, soojusisolatsiooni tulekindlateks tooraineteks ja muudeks tulekindlateks tooraineteks.
Esiteks ränisisaldusega tooraine
Kvartsivariantide mahuefekti tõttu valmistatakse silikaattellisi ka otse ränidioksiidist, mis on üldnimetus kvartsi, kvartsi, tulekivi ja liivakivi kohta. Ränidioksiidi põhikomponent on SiO2 ja ülejäänud on lisandid. Tulekindlates materjalides kasutatavad ränisisaldusega toorained on kristalne killustik ja tsementeeritud ränidioksiid.
Teiseks savi toorained
Alumiiniumsilikaattulekindlate materjalide tootmisel on põhiliseks tooraineks šamott, mille tulekindluse nõuded on kõrgemad kui 1580 kraadi C kõikvõimalike kõvade savide, pehme (poolpehme) savi ja savikilda puhul, mida ühiselt nimetatakse šamottiks.
Looduslik šamott on tavaliselt savimaak, mille põhikomponendiks on peamiselt kaoliniit (Al2O3 2SiO2 2H2O), st põhiosa on vett sisaldav silikaat, mis on segatud vaba kvartsi, püriidi, rutiiliga. ja segust koosnevad orgaanilised ühendid. Enamik neist mittehomogeensetest mineraalidest on dispersioonid, mis koosnevad osakestest, mille läbimõõt on alla 1,2 μm.
Vastavalt erinevatele savi moodustumisele võib selle jagada: primaarseks ja sekundaarseks saviks. Primaarne savi viitab savi tekkele pärast lähtekivimi (nt päevakivi) murenemist, mis jääb endiselt paigale. Sekundaarne savi, tuntud ka kui triivsavi, on savi, mis kantakse teistesse kohtadesse ja sadestub seejärel algse savi poolt looduslikes dünaamilistes tingimustes, millel on peen osakeste suurus, suur dispersioon ja kõrge plastilisus.
Tulekindlate materjalide tööstuses kasutataval tulekindlal savil on peamiselt kaks järgmist kategooriat.
① Kõva savi iseloomustab tihe kude, suur kõvadus, väga peened osakesed, vett ei ole lihtne hajutada ja plastilisus on väga madal. Sellised savid on tavaliselt helehallid, valkjad või hallid. Kooritaoline murd, mõnel pinnal on siledustunne, kerge tükkideks murda.
② Pehme (poolpehme) savi on sageli plokiline, pehme kude ja hea plastilisusega. Selle savi värvus on erinevat tüüpi lisandite ja nende sisalduse tõttu väga erinev. hallist tumehallist mustani; Mõned on lillad, helepunased või valged.
Kolmandaks kõrge alumiiniumi tooraine
(1) Boksiit
Pruuni korundi tootmiseks on peamine tooraine boksiit ja 88% 90% Al2O3 sisaldusega alumiiniumklinker on subvalge korundi peamine tooraine. Valge korundi, tiheda korundi ja muu alumiiniumoksiidi tootmine toorainena. Boksiiti tuntakse ka kõrge boksiidi või boksiidina, peamised mineraalid on diaspoor (Al2O3 H2O) ja trihüdraat (Al2O33H2O).
Hiinal on suured boksiidivarud: seda toodetakse Shanxist, Hebeist ja Shandongist Kollasest jõest põhja pool, Henani ja Guangxi kaudu Kesk-Hiinas kuni Guizhou ja Yunnani edelaosas. Praegu on kõrge boksiidisisaldusega klinkri peamised tootmispiirkonnad Shanxi, Henan ja Guizhou. Hunanis on arendamisel ka mõned väiksemad kaevandused. Peamised boksiidi mineraalid Hiinas on hüdroboksiit, böömiit, kaoliniit ja pürofüliit, mida võib mineraalse koostise järgi jagada kolme liiki: hüdroboksiidi-kaoliniidi tüüp (DK); Boehmstone-kaoliniidi tüüp (BK); Hüdrobauksiidi-pürofülliidi tüüp (DP). Praegu on DK-tüüpi boksiit kõige laialdasemalt kasutatav, DK-tüüpi boksiidi klinker jaguneb selle Al2O3 sisalduse järgi S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ ja nii edasi.
(2) paagutatud korund ja sulatatud korund
Korundi kunstlik tootmine on tööstusliku alumiiniumoksiidi või kõrge boksiidi kasutamine peamise toorainena, mis sulab tootmiseks kaarahjus. Lisaks saab korundplaadist alumiiniumoksiidi saada paagutamismeetodil. See meetod põhineb endiselt tööstuslikul alumiiniumoksiidi pulbril kui peamisel toorainel kaltsineerimisel, peenjahvatamisel, kuulide moodustamisel ja põletamisel. Seda meetodit on raske toota tehnoloogiat, kuid tootel on kõrge tugevus, tugev korrosioonikindlus ja hea termilise šoki stabiilsus. Niinimetatud "sub-valge korund" on tegelikult tihe elektriliselt sulatatud korund, mis põhineb kõrge boksiidisisaldusega, Al2O3 sisaldus on suurem kui 98%, näiv poorsus on alla 4%; See on valmistatud kõrge boksiidisisaldusega elektrolsulamise teel redutseerivas atmosfääris ja kontrollitud tingimustes. Korundi kristall on granuleeritud, tavaliselt 115 mm; Peamised lisandid on rutiil, alumiiniumtitanaat ja selle tahke lahus.
(3) Mulliit
Mulliit on tulekindel materjal, mille põhikomponendiks on 3Al2O32SiO2 kristalliline faas. Mulliit jaguneb looduslikuks mulliidiks ja sünteetiliseks mulliidiks. Looduslik mulliit on haruldane ja üldiselt sünteetiline. Mulliit on keemiliselt stabiilne ja vesinikfluoriidhappes lahustumatu. Sellel on head kõrgel temperatuuril mehaanilised ja kõrge temperatuuriga termilised omadused, nii et sünteetilisel mulliidil ja selle toodetel on eelised: kõrge tihedus ja puhtus, kõrge temperatuuriga struktuurne tugevus, madal kõrgel temperatuuril roomekiirus, madal soojuspaisumiskiirus, tugev keemilise erosioonikindlus, termiline vastupidavus. löögikindlus ja nii edasi.
(4) sillimaniidi rühma mineraalid
Sillimaniidi rühma mineraalide hulka kuuluvad tsüaniit, andalusiit, sillimaniit, üldtuntud kui "kolm kivi". Kolme kivi keemiline koostis on sama, kuid kristallstruktuur on erinev ja tegemist on homogeense kristalliga. Kõrgele temperatuurile kuumutatud muundatakse mulliidiks, tekitades väikese koguse sula SiO2, millega kaasneb mahu suurenemine.
Kolme kiviküttepaisu erineva suuruse tõttu ei ole selle otsene kasutamine sama. Andalusiidi väikese mahumuutuse tõttu, olgu see siis telliste valmistamisel või lisandina, kasutatakse seda vahetult toorainena. Sillimaniiti ja küaniiti lisatakse koostisainetele sageli paisumisainetena, eriti amorfsete tulekindlate materjalide puhul. Ja telliste valmistamiseks tuleb kasutada kaltsineeritud klinkrit, eriti küaniiti tuleb kaltsineerida küps materjal.
Neljandaks, leeliselised tulekindlad toorained
4.1 Magneesiumi tooraine
(1) magnesiit
Hiinas on kaks peamist magnesiidi tüüpi: kristalne magnesiit ja amorfne magnesiit. Hiina magnesiiti levitatakse peamiselt Liaoningi ja Shandongi provintsides, magnesiidi peamine lisand on talk, seal on ka kõrge CaO-sisaldusega magnesiit, millele järgneb mineraalne dolomiit, Hiina magnesiidi võib keemilise koostise järgi klassifitseerida S, I, II klassidesse. , III, IV viis klassi, ainult S ja I klass kasutatakse magnesiittelliste kaltsineerimiseks.
Kõrge puhtusastmega magneesium valmistatakse kaheastmelise flotatsiooni ja kaheastmelise kaltsineerimisega. Selle meetodiga valmistatud kõrge puhtusastmega magneesiumoksiidi saab kasutada toorainena mitmesuguste suure jõudlusega tulekindlate toodete väljatöötamiseks.
(2) Muud magneesiumi sisaldavad mineraalid
Magneesium-oliviinist valmistatud toodete peamine mineraalne koostis magneesiumi tulekindlates materjalides on magneesiumoliviin (2MgO·SiO2) ja kuupmagnesiit (MgO). Seda toodet iseloomustab tugev vastupidavus sula raudoksiidile ja parem termilise šoki stabiilsus kui tavalisel magneesiumoksiidtelllisel. Selle toote valmistamise peamised toorained on peridotiit ja serpentiin.
4.2 Dolomiitne tooraine
Dolomiit on tulekindel tooraine, mis koosneb peamiselt magneesiumkarbonaadi (MgCO3) ja kaltsiumkarbonaadi (CaCO3) kaksiksooladest. Selle keemiline valem on CaMg(CO3)2 või MgCO3 CaCO3 ja selle teoreetiline koostis on CaO3 0,41%, MgO2 1,87% ja CO2 47,72%. CaO/MgO=1,39, kõvadus on 3,54.
Hiinas asuv dolomiit on toorainerikas, laialt levinud ja suhteliselt puhas. Liaoningi provintsi Dashiqiao piirkonnas on ohtralt varusid. Shandongi, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuani, Yunnani, Hunani ja teised provintsid on maavarade poolest rikkad. Maagikeha seostatakse sageli lubjakivi ja magnesiidiga.
5. Tsirkooniumtoodete tooraine
(1) Tsirkoonkivi
Tsirkoon (ZrO2·SiO2 või ZrSiO4) on tsirkoontoodete ja tsirkoontoodete tootmise peamine tooraine ning tsirkooni päritolu Hiinas on Hainani provints. Seda leidub Guangdongi provintsis, Guangxi Zhuangi autonoomses piirkonnas, Shandongi provintsis, Fujiani provintsis ja Taiwani provintsis.
Tsirkooni teoreetiline koostis on ZrO2 67,01% ja SiO2 32,99%. See sisaldab sageli TiCfe-d ja muid haruldaste muldmetallide oksiide, mis nende elementide olemasolu tõttu muudavad selle erineval määral radioaktiivseks. Seetõttu tuleks selle tooraine kasutamisel toodete tootmiseks järgida vajalikke kaitsemeetmeid.
Tsirkoonil on madal soojusjuhtivus 3,72 W/(mK) 201000 kraadi juures. Tsirkooni paisumiskoefitsient on võrreldes teiste kristallidega samuti madal, 1000 kraadi juures 4,6X{5}} kraadi ja selle monokristalli paisumiskoefitsient vertikaalse ja paralleelse peatelje (C-telg) kahes suunas on suur vahe. Tsirkoonil on kõrge keemiline inertsus ja seda on raske happega reageerida. Reageerib vähemal määral klaasisulatusega, seda kasutatakse sageli metallurgias ja klaasitööstuses tulekindlates materjalides.
(2) plagiosirkoon
Looduslik tsirkoon (ZrO2) on sageli ebakorrapäraselt tükiline, must, pruun, kollane või värvitu. Hiinas on vähe looduslikke kaldus tsirkoonimaakkehi. Tööstuses kasutatav ZrO2 on keemiline tooraine, mis on valge või kollakas pulber, mis saadakse keemilisel meetodil tsirkoonist (ZrO2·SiO2).
Puhtal ZrO2-l on atmosfäärirõhul kolm kristallivormi: monokliiniline, tetragonaalne ja kuubifaasid madalast kuni kõrge temperatuurini.
Stabiilne ZrO2, vastavalt stabiilsusastmele, on osaliselt stabiilsed ZrO2 ja täielikult stabiilsed ZrO2 punktid, kuna täielikult stabiilne ZrO2 soojuspaisumise koefitsient on suurem, selle termošoki stabiilsus ei ole nii hea kui osaliselt stabiilne, nii et viimane on tavaliselt kasutatakse keraamika ja tulekindlate karastusmaterjalide valmistamiseks.
(3) silikoonitud tsirkoonium
Sulatatud valatud tsirkooniumkorundi (AZS) tulekindlate materjalide valmistamisel välismaal lisatakse lisaks tsirkoonkontsentraadi kasutamisele teatud kogus "desilikoniseeritud tsirkooniumi" toorainet, mille eesmärk on: esiteks valemi reguleerimine ja stabiliseerimine. ; Teine on toote jõudluse parandamine ja optimeerimine.
(4) tsirkooniumkorundmulliit
Algsed toorained on tööstuslik alumiiniumoksiid, kaoliin ja tsirkoniit, mis on peeneks jahvatatud ja segatud ühtlaseks, poolkuiv survepall ja kaltsineeritud 3001700 kraadi juures selle materjali saamiseks. Tulemused näitavad, et tsirkoonisisalduse suurenemine toob kaasa paagutamistemperatuuri tõusu, kogukahanemise vähenemise ja suletud poorsuse suurenemise. Need reaktsioonid muudavad paagutatud tsirkoonkorundmulliidi suurema tiheduse ja tugevuse ning parema soojuslöögikindluse stabiilsuse.
6. Kroomtoodete tooraine
Kroomi (kroomtellis, kroommagneesiumtellis, magneesiumoksiidtellis) tulekindlate materjalide tootmise üks peamisi tooraineid on kroomimaak või kromiit. Kromiit on segu mitmesugustest mineraalidest, kuna selle mineraalne koostis kõigub suuresti, keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste muutused on samuti suured. See koosneb tavaliselt kroomsete teradega väetise mineraalidest. Tavaliselt on need mineraalid magneesiumsilikaadid, nagu serpentiin, magneesiumioliviin ja oliviin. Lisaks kromiidis olevale Cr2O3-le on magneesiumi ja raua olemasolu tõttu ka Al2O3, Fe2O3 ja MgO, üldkromiit, mis sageli väljendub (Mg, Fe) Cr2O3-na.
Ülaltoodud on tavaliselt kasutatavad tulekindlad toorained, tulekindla tehnoloogia uuendustega on toorainetüübid keskkonnaprobleemide ja mitmete põhjuste (nt toores maagivarud) tõttu mitmekesisemad, eriti viimastel aastatel, ning arenevad jätkuvalt paremini. tehislike sünteetiliste materjalide ja keskkonnasõbralikumate ressurssidega taastuvate toorainete (nagu ferrosilikoonnitriid, Theron jne) jõudlus.
