Esistono molti tipi di materie prime refrattarie e diversi metodi di classificazione. In generale, si distinguono sei categorie.
In primo luogo, secondo la classificazione dei componenti chimici delle materie prime refrattarie
Si può suddividere in materie prime ossidiche e materie prime non ossidiche. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, alcuni composti organici sono diventati i precursori o i materiali ausiliari di materie prime ad alte prestazioni con resistenza al fuoco.
Due, secondo la classificazione dei componenti chimici delle materie prime refrattarie
In base alle caratteristiche chimiche, le materie prime resistenti al fuoco possono essere suddivise in materie prime resistenti al fuoco acide, come silice, zircone, ecc.; materie prime resistenti al fuoco neutre, come corindone, bauxite (acida), mullite (acida), pirite (alcalina), grafite, ecc.; materie prime resistenti al fuoco alcaline, come magnesia, sabbia dolomitica, sabbia magnesiaca calcica, ecc.
Tre, secondo la classificazione delle funzioni del processo produttivo
In base al loro ruolo nel processo di produzione dei refrattari, le materie prime refrattarie possono essere suddivise in materie prime principali e materie prime ausiliarie.
La materia prima principale è il corpo principale del materiale refrattario. Le materie prime ausiliarie possono essere suddivise in leganti e additivi. La funzione del legante è quella di conferire al corpo refrattario una resistenza adeguata durante il processo di produzione e utilizzo. Tra i materiali comunemente utilizzati vi sono: pasta di solfito liquida di scarto, asfalto, resina fenolica, cemento alluminato, silicato di sodio, acido fosforico e fosfato, solfato; alcune delle principali materie prime svolgono esse stesse il ruolo di leganti, come l'argilla legata; il ruolo degli additivi è quello di migliorare il processo di produzione o costruzione dei materiali refrattari o di rafforzarne alcune proprietà, come stabilizzanti, agenti riduttori d'acqua, inibitori, plastificanti, agenti schiumogeni, disperdenti, agenti di espansione, antiossidanti, ecc.
Quattro, secondo la natura della classificazione di acido e base
In base alla loro natura acida o alcalina, le materie prime refrattarie possono essere suddivise principalmente nelle seguenti cinque categorie.
(1) Materie prime acide
Principalmente materie prime silicee, come quarzo, quarzo squamoso, quarzite, calcedonio, selce, opale, quarzite, sabbia silicea bianca, diatomite. Queste materie prime silicee contengono silice (SiO₂) in almeno il 90%, mentre le materie prime pure contengono silice fino al 99%. Le materie prime silicee sono acide nelle dinamiche chimiche ad alta temperatura, in presenza di ossidi metallici o a contatto con l'azione chimica, e si combinano in silicati fusibili. Pertanto, se la materia prima silicea contiene una piccola quantità di ossido metallico, ciò ne comprometterà seriamente la resistenza al calore.
(2) materie prime semi-acide
Si tratta principalmente di argilla refrattaria. Nella precedente classificazione, l'argilla veniva classificata come materiale acido, il che in realtà non è appropriato. L'acidità delle materie prime refrattarie si basa sulla silice libera (SiO₂) come componente principale, poiché, in base alla composizione chimica dell'argilla refrattaria e delle materie prime silicee, la silice libera nell'argilla refrattaria è molto inferiore rispetto a quella delle materie prime silicee.
Poiché l'argilla refrattaria in genere contiene il 30-45% di allumina, e l'allumina è raramente allo stato libero, destinata a combinarsi con la silice formando caolinite (Al₂O₂·2SiO₂·2H₂O), anche in presenza di una piccola quantità di silice in eccesso, il suo ruolo è molto limitato. Pertanto, la proprietà acida dell'argilla refrattaria è molto più debole di quella delle materie prime silicee. Alcuni ritengono che l'argilla refrattaria ad alta temperatura si decomponga in silicato libero e allumina libera, ma non invariata, poiché silicato libero e allumina libera si combineranno in quarzo (3Al₂O₂·2SiO₂) se sottoposta a riscaldamento continuo. Il quarzo ha una buona resistenza agli acidi e alle scorie alcaline e, a causa dell'aumento della composizione di allumina nell'argilla refrattaria, la sostanza acida si è gradualmente indebolita quando l'allumina ha raggiunto il 50%. Proprietà alcaline o neutre, specialmente per mattoni di argilla ad alta pressione, alta densità, finezza compatta, bassa porosità, resistenza alle scorie alcaline maggiore della silice ad alte temperature. Il quarzo è anche molto lento in termini di erosività, quindi riteniamo appropriato classificare l'argilla refrattaria come semi-acida. L'argilla refrattaria è la materia prima più elementare e ampiamente utilizzata nell'industria refrattaria.
(3) materie prime neutre
Le materie prime neutre sono principalmente cromite, grafite e carburo di silicio (artificiale), che a qualsiasi temperatura non reagiscono con scorie acide o alcaline. Attualmente in natura sono presenti due di questi materiali: cromite e grafite. Oltre alla grafite naturale, esiste anche la grafite artificiale. Queste materie prime neutre presentano una notevole resistenza alle scorie, risultando le più adatte per materiali refrattari alcalini e per l'isolamento di refrattari acidi.
(4) materie prime refrattarie alcaline
Principalmente magnesite (magnesite), dolomite, calce, olivina, serpentina, materie prime ad alto tenore di allumina e ossigeno (talvolta neutre), queste materie prime hanno una forte resistenza alle scorie alcaline, per lo più utilizzate nei forni alcalini per muratura, ma reagiscono particolarmente bene alle scorie acide e facili a reagire con sostanze chimiche, trasformandosi in sale.
(5) Materiali refrattari speciali
Principalmente zirconia, ossido di titanio, ossido di berillio, ossido di cerio, ossido di torio, ossido di ittrio e così via. Queste materie prime presentano diversi gradi di resistenza a tutti i tipi di scorie, ma poiché la fonte di materie prime è limitata, non possono essere utilizzate in un gran numero di settori refrattari, ma solo in circostanze particolari, motivo per cui vengono definite materie prime con resistenza al fuoco speciale.
Cinque, secondo la generazione della classificazione delle materie prime
In base alla generazione delle materie prime, si possono suddividere in due categorie le materie prime naturali e le materie prime sintetiche.
(1) materie prime refrattarie naturali
Le materie prime minerali naturali costituiscono ancora la maggior parte delle materie prime. I minerali presenti in natura sono composti dagli elementi che li compongono. Attualmente, è stato dimostrato che la quantità totale di ossigeno, silicio e alluminio, tre elementi, rappresenta circa il 90% della quantità totale di elementi nella crosta terrestre, mentre i minerali di ossido, silicato e alluminosilicato presentano evidenti vantaggi, rappresentando enormi riserve di materie prime naturali.
La Cina possiede ricche risorse di materie prime refrattarie, di un'ampia varietà. Magnesite, bauxite, grafite e altre risorse possono essere considerate i tre pilastri delle materie prime refrattarie cinesi; Magnesite e bauxite, con ampie riserve e alta qualità; argilla refrattaria di eccellente qualità, silice, dolomite, dolomite di magnesia, olivina di magnesia, serpentino, zircone e altre risorse sono ampiamente distribuite.
Le principali varietà di materie prime naturali sono: silice, quarzo, diatomite, cera, argilla, bauxite, materie prime minerali di cianite, magnesite, dolomite, calcare, magnesite, olivina, serpentino, talco, clorite, zircone, plagiozircone, perlite, cromo ferro e grafite naturale.
Sei, in base alla composizione chimica, le materie prime refrattarie naturali possono essere suddivise in:
Silicei: come silice cristallina, sabbia di quarzo, silice cementata, ecc.;
② semi-siliceo (fillachite, ecc.)
3 Argilla: come argilla dura, argilla morbida, ecc.; combinare argilla e clinker di argilla
(4) Alto contenuto di alluminio: noto anche come giada, come i minerali ad alto contenuto di bauxite e sillimanite;
⑤ Magnesio: magnesite;
⑥ Dolomite;
⑦ Cromite [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
Zircone (ZrO2·SiO2).
Le materie prime naturali contengono solitamente più impurità, la composizione è instabile, le prestazioni fluttuano notevolmente, solo poche materie prime possono essere utilizzate direttamente, la maggior parte di esse deve essere purificata, classificata o addirittura calcinata per soddisfare i requisiti di produzione dei materiali refrattari.
(2) materie prime sintetiche resistenti al fuoco
Le tipologie di minerali naturali utilizzate come materie prime sono limitate e spesso non sono in grado di soddisfare i requisiti di materiali refrattari di alta qualità e tecnologia per le specifiche esigenze dell'industria moderna. Le materie prime refrattarie sintetiche possono raggiungere pienamente la composizione e la struttura chimica dei minerali predefiniti, la loro consistenza è pura, la struttura densa, la composizione chimica è facile da controllare, quindi la qualità è stabile, possono produrre una varietà di materiali refrattari avanzati e sono la principale materia prima per i moderni materiali refrattari altamente qualificati e tecnologici. Lo sviluppo dei materiali refrattari sintetici è stato molto rapido negli ultimi vent'anni.
Le materie prime refrattarie sintetiche sono principalmente spinello di magnesio e alluminio, mullite sintetica, magnesia marina, cordierite di magnesio sintetica, corindone sinterizzato, titanato di alluminio, carburo di silicio e così via.
Data di pubblicazione: 19 maggio 2023
