Jakých šest nejčastěji používaných surovin pro žáruvzdorné materiály?

Žáruvzdorné suroviny se týkají materiálů nezbytných pro výrobu žáruvzdorných výrobků. Je základem pro výrobu žáruvzdorných materiálů. Většina žáruvzdorných surovin jsou přírodní minerály (jako žáruvzdorný jíl, vysoký bauxit, oxid křemičitý, chromová ruda, magnezit, dolomit, hořečnatý olivín, zirkonit, kyanit, silimanit, andaluzit atd.). S neustálým zlepšováním komplexních požadavků na žáruvzdorné materiály se při výrobě žáruvzdorných materiálů stále více používají také průmyslové suroviny a syntetické suroviny (jako průmyslový oxid hlinitý, syntetický mullit, umělá žáruvzdorná vlákna, umělé žárovzdorné duté kuličky atd. .). Kvalita a cena žáruvzdorných výrobků závisí do značné míry na správném výběru a racionálním použití surovin.
Žáruvzdorné suroviny podle chemických vlastností lze rozdělit na kyselé žáruvzdorné suroviny, alkalické žáruvzdorné suroviny a neutrální žáruvzdorné suroviny; Podle zdroje lze rozdělit na přírodní nerostné suroviny a syntetické suroviny; Za normálních okolností se suroviny pro výrobu žáruvzdorných materiálů dělí na hlavní suroviny a pomocné suroviny.
Suroviny pro výrobu žáruvzdorných výrobků, ať již přírodní nerostné suroviny nebo syntetické suroviny, musí mít pro výrobu výrobků z mineralogického hlediska dostatečně vysokou žáruvzdornost; Z hlediska technologie by měla být schopna splnit základní požadavky techniky; Z hlediska výkonu výrobku s ním vyrobeného by měl být schopen splnit výkon výrobku, zejména požadavky na výkon při vysokých teplotách.
Žáruvzdorné suroviny se obvykle dělí na hliníko-křemíkové žáruvzdorné suroviny (křemičité, jílové, s vysokým obsahem hliníku atd.), alkalické žáruvzdorné suroviny, tepelně izolační žáruvzdorné suroviny a další žáruvzdorné suroviny.
Nejprve křemičité suroviny
Kvůli objemovému efektu křemenných variant se křemičité cihly vyrábí také přímo z křemene, což je obecný termín pro hlušinový křemen, křemenec, pazourek a pískovec. Hlavní složkou oxidu křemičitého je SiO2 a ostatní jsou nečistoty. Křemičité suroviny používané v žáruvzdorných materiálech jsou krystalická drť a cementovaný oxid křemičitý.

Za druhé, hliněné suroviny
Šamot je hlavní surovinou pro výrobu žáruvzdorných materiálů z křemičitanu hlinitého a jeho požadavky na žáruvzdornost jsou vyšší než 1580 stupňů C všech druhů tvrdých jílů, měkkých (poloměkkých) jílů a jílových břidlic, které se souhrnně označují jako šamot.
Přírodní šamot je obvykle jílovitá ruda, převážně kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) jako hlavní složka, to znamená křemičitan obsahující vodu jako hlavní těleso, a smíchaný s volným křemenem, pyritem, rutilem a organické sloučeniny složené ze směsi. Většina těchto nehomogenních minerálů jsou disperze složené z částic o průměru menším než 1,2 μm.
Podle různého utváření jílů se dělí na: primární jíl a sekundární jíl. Primární jíl označuje tvorbu jílu po zvětrávání matečné horniny (jako je živec), která stále zůstává na svém místě. Sekundární jíl, také známý jako unášecí jíl, je jíl přenesený na jiná místa a poté uložený původní hlínou za přirozených dynamických podmínek s jemnou velikostí částic, velkou disperzí a vysokou plasticitou.
Žáruvzdorná hlína používaná v žáruvzdorném průmyslu má především následující dvě kategorie.
① Tvrdá hlína se vyznačuje hustou tkání, velkou tvrdostí, extrémně jemnými částicemi, vodu nelze snadno rozptýlit a plasticitu je velmi nízká. Takové jíly jsou obvykle světle šedé, špinavě bílé nebo šedé. Skořápkovitá zlomenina, některý povrch má pocit hladkosti, snadno se rozbije na kousky.
② Měkká (polojemná) hlína je často bloková, měkká tkáň a dobrá plasticita. Barva této hlíny se velmi liší v důsledku různých typů a obsahu nečistot. Od šedé přes tmavě šedou až po černou; Některé jsou fialové, světle červené nebo bílé.
Za třetí, suroviny s vysokým obsahem hliníku
(1) Bauxit
Hlavní surovinou pro výrobu hnědého korundu je bauxit a hlavní surovinou podbílého korundu je vysoký hliníkový slínek s obsahem Al2O3 88 % 90 %. Výroba bílého korundu, hutného korundu a dalšího oxidu hlinitého jako suroviny. Bauxit je také známý jako vysoký bauxit nebo bauxit, hlavními minerály jsou diaspora (Al2O3 H2O) a trihydrát (Al2O33H2O).

Čína má obrovské zásoby bauxitu: vyrábí se ze Shanxi, Hebei a Shandong severně od Žluté řeky, přes Henan a Guangxi ve střední Číně až po Guizhou a Yunnan na jihozápadě. V současnosti jsou hlavními oblastmi výroby slínku s vysokým obsahem bauxitu Shanxi, Henan a Guizhou. Ve vývoji jsou také některé menší doly v Hunanu. Hlavními minerály bauxitu v Číně jsou hydrobauxit, boehmit, kaolinit a pyrofylit, které lze podle minerálního složení rozdělit do tří typů: typ hydrobauxit-kaolinit (DK); boehmstone-kaolinitový typ (BK); Hydrobauxit-pyrofylitový typ (DP). V současnosti je nejpoužívanější bauxit typu DK, bauxitový slínek typu DK se podle obsahu Al2O3 dělí na S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ atd.
(2) slinutý korund a tavený korund
Umělá výroba korundu je použití průmyslového oxidu hlinitého nebo vysokého bauxitu jako hlavní suroviny, která se k výrobě taví v obloukové peci. Kromě toho lze aluminu z korundových desek získat slinováním. Tato metoda je stále založena na průmyslovém prášku oxidu hlinitého jako hlavní surovině prostřednictvím kalcinace, jemného mletí, vytváření kuliček a vypalování. Tato metoda je náročná na technologii výroby, ale výrobek má vysokou pevnost, silnou odolnost proti korozi a dobrou stabilitu tepelného šoku. Takzvaný "podbílý korund" je vlastně hutný elektricky tavený korund na bázi vysokého bauxitu, obsah Al2O3 je větší než 98 %, zdánlivá pórovitost menší než 4 %; Vyrábí se z vysokého bauxitu elektrotavením v redukční atmosféře a za kontrolovaných podmínek. Krystal korundu je zrnitý, obecně 115 mm; Hlavními nečistotami jsou rutil, titaničitan hlinitý a jeho tuhý roztok.

(3) Mullit
Mullit je žáruvzdorný materiál, jehož hlavní složkou je krystalická fáze 3Al2O32SiO2. Mullit se dělí na přírodní mullit a syntetický mullit. Přírodní mullit je vzácný a je obecně syntetický. Mullit je chemicky stabilní a nerozpustný v kyselině fluorovodíkové. Má dobré vysokoteplotní mechanické a vysokoteplotní tepelné vlastnosti, takže syntetický mullit a jeho produkty mají výhody vysoké hustoty a čistoty, vysokoteplotní strukturální pevnosti, nízké rychlosti tečení při vysoké teplotě, nízké rychlosti tepelné roztažnosti, silné chemické erozi, tepelné odolnosti odolnost proti nárazům a podobně.
(4) minerály skupiny sillimanitu
Minerály skupiny sillimanitu zahrnují kyanit, andaluzit, sillimanit, běžně známé jako „tři kameny“. Chemické složení tří kamenů je stejné, ale krystalická struktura je odlišná a jedná se o homogenní krystal. Zahřáté na vysokou teplotu se přeměňují na mullit, přičemž vzniká malé množství roztaveného SiO2, přičemž dochází k objemové expanzi.

Vzhledem k různé velikosti topné expanze tří kamenů není její přímé využití stejné. Vzhledem k malé objemové změně andalusitu, ať už se používá k výrobě cihel nebo jako přísada, se přímo používá jako surovina. Sillimanit a kyanit se často přidávají k přísadám ve formě expanzních činidel, zejména u amorfních žáruvzdorných materiálů. A k výrobě cihel musí být kalcinovaný slínek, zejména kyanit musí být kalcinovaný vyzrálý materiál.
Za čtvrté, alkalické žáruvzdorné suroviny
4.1 Hořčíková surovina
(1) magnezit
V Číně existují dva hlavní typy magnezitu: krystalický magnezit a amorfní magnezit. Čínský magnezit je distribuován především v provinciích Liaoning a Shandong, hlavní nečistotou magnezitu je mastek, je zde také nějaký magnezit s vysokým obsahem CaO, dále minerál dolomit, čínský magnezit lze podle chemického složení klasifikovat jako S, I, II , III, IV pět stupňů, pouze stupeň S a I používaný pro kalcinaci magnezitových cihel.
Vysoce čistá magnézie se připravuje dvoustupňovou flotací a dvoustupňovou kalcinací. Vysoce čistá magnézie připravená tímto způsobem může být použita jako surovina pro vývoj různých vysoce účinných žáruvzdorných produktů.
(2) Ostatní minerály obsahující hořčík
Hlavním minerálním složením hořčíkových olivínů v hořčíkových žáruvzdorných materiálech je hořčíkový olivín (2MgO·SiO2) a kubický magnezit (MgO). Tento produkt se vyznačuje silnou odolností vůči roztavenému oxidu železa a lepší stabilitou proti tepelnému šoku než běžné magnéziové cihly. Hlavními surovinami pro výrobu tohoto produktu jsou peridotit a serpentin.
4.2 Dolomitské suroviny
Dolomit je žáruvzdorná surovina složená převážně z podvojných solí uhličitanu hořečnatého (MgCO3) a uhličitanu vápenatého (CaCO3). Jeho chemický vzorec je CaMg(CO3)2 nebo MgCO3 CaCO3 a jeho teoretické složení je CaO3 0,41 %, MgO2 1,87 % a CO2 47,72 %. CaO/MgO=1,39, tvrdost je 3,54.
Dolomit v Číně je bohatý na suroviny, široce rozšířený a relativně čistý. V oblasti Dashiqiao v provincii Liaoning jsou bohaté zásoby. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan a další provincie jsou bohaté na nerostné zdroje. Rudné těleso je často spojováno s vápencem a magnezitem.
5. Suroviny pro výrobky zirkonia
(1) Zirkonový kámen
Zirkon (ZrO2·SiO2 nebo ZrSiO4) je hlavní surovinou pro výrobu zirkonových produktů a zirkonových produktů a původem zirkonu v Číně je provincie Hainan. Nachází se v provincii Guangdong, autonomní oblasti Guangxi Zhuang, provincii Shandong, provincii Fujian a provincii Tchaj-wan.
Teoretické složení zirkonu je ZrO2 67,01 % a SiO2 32,99 %. Často obsahuje TiCfe a další stopové množství oxidů vzácných zemin, které díky přítomnosti těchto prvků způsobují, že je v různé míře radioaktivní. Proto by při použití této suroviny k výrobě produktů měla existovat nezbytná ochranná opatření.

Zirkon má nízkou tepelnou vodivost 3,72 W/(mK) při 201 000 stupních. Koeficient roztažnosti zirkonu je také nízký ve srovnání s jinými krystaly, 4,6X10-6 stupně při 1000 stupních, a koeficient roztažnosti jeho jediného krystalu ve dvou směrech vertikální a paralelní hlavní osy (osa C) má velký rozdíl. Zirkon má vysokou chemickou inertnost a obtížně reaguje s kyselinou. V menší míře reaguje se sklovinou, často se používá v hutnictví a sklářských žáruvzdorných materiálech.
(2) plagiozirkon
Přírodní zirkon (ZrO2) je často nepravidelně kusový, černý, hnědý, žlutý nebo bezbarvý. V Číně je málo přirozených nakloněných těl zirkonové rudy. ZrO2 používaný v průmyslu je chemická surovina, což je bílý nebo nažloutlý prášek získaný chemickou metodou ze zirkonu (ZrO2·SiO2).
Čistý ZrO2 má při atmosférickém tlaku tři krystalické formy: monoklinickou, tetragonální a kubickou fázi od nízké po vysokou teplotu.
Stabilní ZrO2, podle stupně stability jsou částečně stabilní ZrO2 a plně stabilní ZrO2 body, protože plně stabilní koeficient tepelné roztažnosti ZrO2 je větší, jeho stabilita proti teplotním šokům není tak dobrá jako u částečně stabilního, takže ten je běžně používá se k výrobě keramiky a žáruvzdorných materiálů.
(3) desilikonizované zirkonium
Při výrobě žárovzdorného taveného litého zirkonkorundu (AZS) v zahraničí se kromě použití zirkonového koncentrátu přidává určité množství „desilikonizovaných zirkonových“ surovin, jejichž účelem je: za prvé upravit a stabilizovat recepturu ; Druhým je zlepšení a optimalizace výkonu produktu.
(4) zirkon-korundový mullit
Původními surovinami jsou průmyslový oxid hlinitý, kaolin a zirkonit, které jsou jemně mleté ​​a rovnoměrně smíchané, polosuchá tlaková koule a kalcinované při 3001700 stupních za účelem výroby tohoto materiálu. Výsledky ukazují, že zvýšení obsahu zirkonu vede ke zvýšení teploty slinování, snížení celkového smrštění a zvýšení uzavřené pórovitosti. Díky těmto reakcím má slinutý zirkonkorund mullit vyšší hustotu a pevnost a lepší stabilitu odolnosti vůči tepelným šokům.

6. Suroviny pro výrobky z chromu
Jednou z hlavních surovin pro výrobu žáruvzdorných materiálů z chromu (chromová cihla, chrommagnesiová cihla, magnéziová chromová cihla) je chromová ruda nebo chromit. Chromit je směsí různých minerálů, protože jeho minerální složení značně kolísá, z hlediska chemického složení a změn fyzikálních vlastností je také velká. Obvykle je složen z minerálů hlušiny s chromovými zrny. Tyto hlušinové minerály jsou obvykle křemičitany hořčíku, jako je serpentin, magnesium olivín a olivín. Kromě Cr2O3 v chromitu existují také Al2O3, Fe2O3 a MgO, obecný chromit, díky přítomnosti hořčíku a železa, často vyjádřený jako (Mg, Fe) Cr2O3.
Výše uvedené jsou běžně používané žáruvzdorné suroviny, s inovací žárovzdorné technologie jsou druhy surovin rozmanitější, zejména v posledních letech, kvůli problémům s životním prostředím a řadě důvodů, jako jsou zdroje surové rudy, a nadále se lépe vyvíjejí výkon umělých syntetických materiálů a obnovitelných surovin šetrnějších k životnímu prostředí (jako je nitrid ferosilicia, Theron atd.).