Akých je šesť najčastejšie používaných surovín pre žiaruvzdorné materiály?

Žiaruvzdorné suroviny označujú materiály potrebné na výrobu žiaruvzdorných výrobkov. Je základom pre výrobu žiaruvzdorných materiálov. Väčšina žiaruvzdorných surovín sú prírodné minerály (ako žiaruvzdorná hlina, vysoký bauxit, oxid kremičitý, chrómová ruda, magnezit, dolomit, horečnatý olivín, zirkonit, kyanit, silimanit, andaluzit atď.). S neustálym zlepšovaním komplexných požiadaviek na výkon žiaruvzdorných materiálov sa pri výrobe žiaruvzdorných materiálov stále viac využívajú aj priemyselné suroviny a syntetické suroviny (ako priemyselný oxid hlinitý, syntetický mullit, umelé žiaruvzdorné vlákna, umelé žiaruvzdorné duté gule atď. .). Kvalita a náklady na žiaruvzdorné výrobky do značnej miery závisia od správneho výberu a racionálneho využívania surovín.
Žiaruvzdorné suroviny podľa chemických vlastností možno rozdeliť na kyslé žiaruvzdorné suroviny, alkalické žiaruvzdorné suroviny a neutrálne žiaruvzdorné suroviny; Podľa zdroja možno rozdeliť na prírodné minerálne suroviny a syntetické suroviny; Za normálnych okolností sa suroviny na výrobu žiaruvzdorných materiálov delia na hlavné suroviny a pomocné suroviny.
Suroviny na výrobu žiaruvzdorných výrobkov, či už prírodné nerastné suroviny alebo syntetické suroviny, musia mať z mineralogického hľadiska dostatočne vysokú žiaruvzdornosť na výrobu výrobkov; Z hľadiska techniky by mala byť schopná splniť základné požiadavky techniky; Z hľadiska výkonu výrobku vyrobeného s ním by mal byť schopný spĺňať výkon výrobku, najmä požiadavky na výkon pri vysokej teplote.
Žiaruvzdorné suroviny sa zvyčajne delia na hliníkovo-kremíkové žiaruvzdorné suroviny (kremičité, ílovité, vysokohlinité atď.), alkalické žiaruvzdorné suroviny, tepelnoizolačné žiaruvzdorné suroviny a iné žiaruvzdorné suroviny.
Najprv kremičité suroviny
Kvôli objemovému efektu kremenných variantov sa kremenné tehly vyrábajú aj priamo z kremeňa, čo je všeobecný pojem pre hlušinový kremeň, kremenec, pazúrik a pieskovec. Hlavnou zložkou oxidu kremičitého je SiO2 a ostatné sú nečistoty. Kremičité suroviny používané v žiaruvzdorných materiáloch sú kryštalická drvina a cementovaný oxid kremičitý.

Po druhé, hlinené suroviny
Šamot je hlavnou surovinou na výrobu hlinitokremičitanových žiaruvzdorných materiálov a jeho požiadavky na žiaruvzdornosť sú vyššie ako 1580 stupňov C všetkých druhov tvrdej hliny, mäkkej (polomäkkej) hliny a ílovej bridlice, ktoré sa súhrnne označujú ako šamot.
Prírodný šamot je zvyčajne ílová ruda, hlavne kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) ako hlavná zložka, to znamená kremičitan obsahujúci vodu ako hlavná zložka, a zmiešaný s voľným kremeňom, pyritom, rutilom a organické zlúčeniny zložené zo zmesi. Väčšina z týchto nehomogénnych minerálov sú disperzie zložené z častíc s priemerom menším ako 1,2 μm.
Podľa rozdielnej tvorby hliny sa dajú rozdeliť na: primárny íl a sekundárny íl. Primárny íl sa vzťahuje na tvorbu ílu po zvetrávaní materskej horniny (ako je živec), ktorá stále zostáva na svojom mieste. Sekundárna hlina, tiež známa ako unášaná hlina, je hlina prenesená na iné miesta a potom uložená pôvodnou hlinou za prirodzených dynamických podmienok s jemnou veľkosťou častíc, veľkou disperziou a vysokou plasticitou.
Žiaruvzdorná hlina používaná v žiaruvzdornom priemysle má hlavne nasledujúce dve kategórie.
① Tvrdá hlina sa vyznačuje hustým tkanivom, veľkou tvrdosťou, extrémne jemnými časticami, voda sa nedá ľahko rozptýliť a plasticita je veľmi nízka. Takéto íly sú zvyčajne svetlosivé, sivobiele alebo sivé. Škrupinovitý zlom, niektorý povrch má pocit hladkosti, ľahko sa rozbije na kúsky.
② Mäkká (polomäkká) hlina je často bloková, mäkké tkanivo a dobrá plasticita. Farba tejto hliny sa značne líši v dôsledku rôznych typov a obsahu nečistôt. Od sivej cez tmavosivú až po čiernu; Niektoré sú fialové, bledočervené alebo biele.
Po tretie, suroviny s vysokým obsahom hliníka
(1) Bauxit
Hlavnou surovinou na výrobu hnedého korundu je bauxit a hlavnou surovinou podbieleho korundu je vysoký hliníkový slinok s obsahom Al2O3 88 % 90 %. Výroba bieleho korundu, hutného korundu a iného oxidu hlinitého ako suroviny. Bauxit je známy aj ako vysoký bauxit alebo bauxit, hlavnými minerálmi sú diaspóra (Al2O3 H2O) a trihydrát (Al2O33H2O).

Čína má obrovské zásoby bauxitu: vyrába sa zo Shanxi, Hebei a Shandong severne od Žltej rieky, cez Henan a Guangxi v strednej Číne až po Guizhou a Yunnan na juhozápade. V súčasnosti sú hlavnými výrobnými oblasťami slinku s vysokým obsahom bauxitu Shanxi, Henan a Guizhou. V meste Hunan sú vo vývoji aj niektoré menšie bane. Hlavnými minerálmi bauxitu v Číne sú hydrobauxit, boehmit, kaolinit a pyrofylit, ktoré možno podľa minerálneho zloženia rozdeliť do troch typov: typ hydrobauxit-kaolinit (DK); boehmstone-kaolinitový typ (BK); Hydrobauxitovo-pyrofylitový typ (DP). V súčasnosti je najpoužívanejší bauxit typu DK, bauxitový slinok typu DK sa podľa obsahu Al2O3 delí na S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ atď.
(2) spekaný korund a tavený korund
Umelá výroba korundu je použitie priemyselného oxidu hlinitého alebo vysokého bauxitu ako hlavnej suroviny, ktorá sa na výrobu taví v oblúkovej peci. Okrem toho sa korundový doskový oxid hlinitý môže získať spekaním. Táto metóda je stále založená na priemyselnom prášku oxidu hlinitého ako hlavnej surovine prostredníctvom kalcinácie, jemného mletia, vytvárania guľôčok a vypaľovania. Táto metóda je náročná na technológiu výroby, ale výrobok má vysokú pevnosť, silnú odolnosť proti korózii a dobrú stabilitu tepelného šoku. Takzvaný „podbiely korund“ je vlastne hustý elektricky tavený korund na báze bauxitu, obsah Al2O3 je vyšší ako 98 %, zdanlivá pórovitosť je menšia ako 4 %; Je vyrobený z vysoko bauxitu elektrotavením v redukčnej atmosfére a kontrolovaných podmienkach. Kryštál korundu je zrnitý, zvyčajne 115 mm; Hlavnými nečistotami sú rutil, titaničitan hlinitý a jeho tuhý roztok.

(3) Mulit
Mullit je žiaruvzdorný materiál, ktorého hlavnou zložkou je kryštalická fáza 3Al2O32SiO2. Mullit sa delí na prírodný mullit a syntetický mullit. Prírodný mullit je vzácny a vo všeobecnosti je syntetický. Mullit je chemicky stabilný a nerozpustný v kyseline fluorovodíkovej. Má dobré vysokoteplotné mechanické a vysokoteplotné tepelné vlastnosti, takže syntetický mullit a jeho produkty majú výhody vysokej hustoty a čistoty, vysokej teplotnej štrukturálnej pevnosti, nízkej rýchlosti tečenia pri vysokej teplote, nízkej rýchlosti tepelnej rozťažnosti, silnej odolnosti voči chemickej erózii, tepelnej odolnosti odolnosť proti nárazom a pod.
(4) minerály skupiny sillimanitu
Minerály skupiny silimanitu zahŕňajú kyanit, andaluzit, sillimanit, bežne známy ako „tri kamene“. Chemické zloženie troch kameňov je rovnaké, ale kryštálová štruktúra je iná a ide o homogénny kryštál. Zahriate na vysokú teplotu sa premieňajú na mullit, pričom vzniká malé množstvo roztaveného Si02, pričom dochádza k objemovej expanzii.

Vzhľadom na rozdielnu veľkosť vykurovacej expanzie troch kameňov nie je jej priame využitie rovnaké. Vzhľadom na malú objemovú zmenu andalusitu, či už sa používa na výrobu tehál alebo ako prísada, sa priamo používa ako surovina. Sillimanit a kyanit sa často pridávajú k prísadám vo forme expanzných činidiel, najmä pre amorfné žiaruvzdorné materiály. A na výrobu tehál musí byť kalcinovaný slink, najmä kyanit musí byť kalcinovaný vyzretý materiál.
Po štvrté, alkalické žiaruvzdorné suroviny
4.1 Horčíková surovina
(1) magnezit
V Číne existujú dva hlavné typy magnezitu: kryštalický magnezit a amorfný magnezit. Čínsky magnezit je distribuovaný hlavne v provinciách Liaoning a Shandong, hlavnou nečistotou magnezitu je mastenec, je tu tiež nejaký magnezit s vysokým obsahom CaO, nasleduje minerál dolomit, čínsky magnezit podľa chemického zloženia možno klasifikovať ako S, I, II , III, IV päť tried, iba trieda S a I používaná na kalcináciu magnezitových tehál.
Horčík s vysokou čistotou sa pripravuje dvojstupňovou flotáciou a dvojstupňovou kalcináciou. Vysoko čistý magnézium pripravený týmto spôsobom sa môže použiť ako surovina na vývoj rôznych vysokovýkonných žiaruvzdorných produktov.
(2) Ostatné minerály obsahujúce horčík
Hlavným minerálnym zložením produktov horčíkového olivínu v horčíkových žiaruvzdorných materiáloch je horečnatý olivín (2MgO·SiO2) a kubický magnezit (MgO). Tento produkt sa vyznačuje silnou odolnosťou voči roztavenému oxidu železa a lepšou stabilitou tepelných šokov ako obyčajná magnéziová tehla. Hlavnými surovinami na výrobu tohto produktu sú peridotit a serpentín.
4.2 Dolomitské suroviny
Dolomit je žiaruvzdorná surovina zložená najmä z podvojných solí uhličitanu horečnatého (MgCO3) a uhličitanu vápenatého (CaCO3). Jeho chemický vzorec je CaMg(CO3)2 alebo MgCO3 CaCO3 a jeho teoretické zloženie je CaO3 0,41 %, MgO2 1,87 % a CO2 47,72 %. CaO/MgO=1,39, tvrdosť je 3,54.
Dolomit v Číne je bohatý na suroviny, široko rozšírený a relatívne čistý. V oblasti Dashiqiao v provincii Liaoning sú bohaté zásoby. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan a ďalšie provincie sú bohaté na nerastné zdroje. Rudné teleso sa často spája s vápencom a magnezitom.
5. Suroviny pre výrobky zo zirkónu
(1) Zirkónový kameň
Zirkón (ZrO2·SiO2 alebo ZrSiO4) je hlavnou surovinou na výrobu zirkónových produktov a zirkónových produktov a pôvod zirkónu v Číne je provincia Hainan. Nachádza sa v provincii Guangdong, autonómnej oblasti Guangxi Zhuang, provincii Shandong, provincii Fujian a provincii Taiwan.
Teoretické zloženie zirkónu je ZrO2 67,01 % a SiO2 32,99 %. Často obsahuje TiCfe a iné stopové oxidy vzácnych zemín, ktoré ho v dôsledku prítomnosti týchto prvkov robia rádioaktívnym v rôznej miere. Preto pri použití tejto suroviny na výrobu produktov by mali existovať potrebné ochranné opatrenia.

Zirkón má nízku tepelnú vodivosť 3,72 W/(mK) pri 201 000 stupňoch. Koeficient rozťažnosti zirkónu je tiež nízky v porovnaní s inými kryštálmi, 4,6X10-6 stupňa pri 1000 stupňoch a koeficient rozťažnosti jeho jediného kryštálu v dvoch smeroch vertikálnej a paralelnej hlavnej osi (os C) má veľký rozdiel. Zirkón má vysokú chemickú inertnosť a ťažko reaguje s kyselinou. V menšej miere reaguje so sklovinou, často sa používa v žiaruvzdorných materiáloch hutníctva a sklárskeho priemyslu.
(2) plagiozirkón
Prírodný zirkón (ZrO2) je často nepravidelne zhlukovaný, čierny, hnedý, žltý alebo bezfarebný. V Číne je málo prírodných naklonených telies zirkónovej rudy. ZrO2 používaný v priemysle je chemická surovina, ktorou je biely alebo žltkastý prášok získaný chemickou metódou zo zirkónu (ZrO2·SiO2).
Čistý ZrO2 má pri atmosférickom tlaku tri kryštalické formy: monoklinickú, tetragonálnu a kubickú fázu od nízkej po vysokú teplotu.
Stabilný ZrO2, podľa jeho stupňa stability sú čiastočne stabilné ZrO2 a plne stabilné ZrO2 body, pretože plne stabilný koeficient tepelnej rozťažnosti ZrO2 je väčší, jeho stabilita pri tepelnom šoku nie je taká dobrá ako čiastočne stabilný, takže ten je bežne používa sa na výrobu keramiky a žiaruvzdorných spevňujúcich materiálov.
(3) desilikonizované zirkónium
Pri výrobe taveného liateho zirkóniového korundu (AZS) v zahraničí sa okrem použitia zirkónového koncentrátu pridáva určité množstvo „desilikonizovaných zirkónových“ surovín, ktorých účelom je: po prvé, upraviť a stabilizovať receptúru ; Druhým je zlepšenie a optimalizácia výkonu produktu.
(4) zirkóniumkorundový mullit
Pôvodnými surovinami sú priemyselný oxid hlinitý, kaolín a zirkonit, ktoré sú jemne mleté ​​a rovnomerne zmiešané, polosuché tlakové gule a kalcinované pri 3001700 stupňoch na výrobu tohto materiálu. Výsledky ukazujú, že zvýšenie obsahu zirkónu vedie k zvýšeniu teploty spekania, zníženiu celkového zmrštenia a zvýšeniu uzavretej pórovitosti. Tieto reakcie spôsobujú, že spekaný zirkónkorund mullit má vyššiu hustotu a pevnosť a lepšiu stabilitu odolnosti voči tepelným šokom.

6. Suroviny pre výrobky z chrómu
Jednou z hlavných surovín na výrobu chrómových (chrómových tehál, chrómmagnéziových tehál, magnéziových chrómových tehál) žiaruvzdorných materiálov je chrómová ruda alebo chromit. Chromit je zmesou rôznych minerálov, pretože jeho minerálne zloženie značne kolíše, zmeny chemického zloženia a fyzikálnych vlastností sú tiež veľké. Zvyčajne sa skladá z minerálov gangu s chrómovými zrnami. Tieto hlušinové minerály sú zvyčajne kremičitany horečnaté, ako je hadec, horečnatý olivín a olivín. Okrem Cr2O3 v chromite existujú aj Al2O3, Fe2O3 a MgO, všeobecný chromit, kvôli prítomnosti horčíka a železa, často vyjadrený ako (Mg, Fe) Cr2O3.
Vyššie uvedené sú bežne používané žiaruvzdorné suroviny, s inováciou žiaruvzdornej technológie sú druhy surovín rozmanitejšie, najmä v posledných rokoch, z dôvodu environmentálnych problémov a radu dôvodov, ako sú zdroje surovej rudy, a naďalej sa zlepšujú. výkon umelých syntetických materiálov a ekologickejších zdrojov obnoviteľných surovín (ako je nitrid ferosilicia, Theron atď.).