Apakah enam bahan mentah yang paling biasa digunakan untuk refraktori?
Bahan mentah refraktori merujuk kepada bahan yang diperlukan untuk penghasilan produk refraktori. Ia adalah asas untuk penghasilan bahan refraktori. Kebanyakan bahan mentah refraktori adalah mineral semula jadi (seperti tanah liat refraktori, bauksit tinggi, silika, bijih kromium, magnesit, dolomit, magnesium olivin, zirkonit, kyanit, sillimanite, andalusit, dll.). Dengan peningkatan berterusan keperluan prestasi komprehensif bahan refraktori, Dalam pengeluaran bahan tahan api, bahan mentah industri dan bahan mentah sintetik juga semakin digunakan (seperti alumina industri, mullite sintetik, gentian refraktori tiruan, bola berongga refraktori tiruan, dll. .). Kualiti dan kos produk refraktori sebahagian besarnya bergantung pada pemilihan yang betul dan penggunaan bahan mentah yang rasional.
Bahan mentah refraktori mengikut sifat kimia boleh dibahagikan kepada bahan mentah refraktori asid, bahan mentah refraktori alkali dan bahan mentah refraktori neutral; Mengikut sumber boleh dibahagikan kepada bahan mentah mineral semula jadi dan bahan mentah sintetik; Dalam keadaan biasa, bahan mentah untuk pengeluaran bahan refraktori dibahagikan kepada bahan mentah utama dan bahan mentah tambahan.
Bahan mentah untuk pengeluaran produk refraktori, sama ada bahan mentah mineral semula jadi atau bahan mentah sintetik, mesti mempunyai refraktori yang cukup tinggi dari sudut mineralogi untuk pengeluaran produk; Dari sudut pandangan teknologi, ia sepatutnya dapat memenuhi keperluan asas teknologi; Dari sudut pandangan prestasi produk yang dibuat dengannya, ia sepatutnya dapat memenuhi prestasi produk, terutamanya keperluan prestasi suhu tinggi.
Bahan mentah refraktori biasanya dibahagikan kepada bahan mentah refraktori aluminium-silikon (siliceous, tanah liat, aluminium tinggi, dll.), Bahan mentah refraktori alkali, bahan mentah refraktori penebat haba dan bahan mentah refraktori lain.
Pertama, bahan mentah silika
Disebabkan oleh kesan volum varian kuarza, bata silika juga dibuat terus daripada silika, yang merupakan istilah umum untuk kuarza gangue, kuarzit, batu api dan batu pasir. Komponen utama silika ialah SiO2, dan yang lain adalah kekotoran. Bahan mentah silika yang digunakan dalam refraktori ialah runtuhan kristal dan silika bersimen.
Kedua, bahan mentah tanah liat
Fireclay adalah bahan mentah utama untuk pengeluaran refraktori silikat aluminium, dan keperluan refraktorinya adalah lebih tinggi daripada 1580 darjah C untuk semua jenis tanah liat keras, tanah liat lembut (separa lembut) dan syal tanah liat, yang secara kolektif dirujuk sebagai fireclay.
Tanah liat semulajadi biasanya merupakan bijih tanah liat terutamanya kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) sebagai komponen utamanya, iaitu silikat yang mengandungi air sebagai badan utama, dan dicampur dengan kuarza, pirit, rutil bebas. dan sebatian organik yang terdiri daripada campuran. Kebanyakan mineral tidak homogen ini adalah serakan yang terdiri daripada zarah kurang daripada 1.2μm diameter.
Mengikut pembentukan tanah liat yang berbeza, boleh dibahagikan kepada: tanah liat primer dan tanah liat sekunder. Tanah liat primer merujuk kepada pembentukan tanah liat selepas luluhawa batu induk (seperti feldspar), yang masih kekal di tempatnya. Tanah liat sekunder, juga dikenali sebagai tanah liat hanyut, adalah tanah liat yang dipindahkan ke tempat lain dan kemudian dimendapkan oleh tanah liat asal di bawah keadaan dinamik semula jadi, dengan saiz zarah halus, penyebaran besar dan keplastikan yang tinggi.
Tanah liat refraktori yang digunakan dalam industri refraktori terutamanya mempunyai dua kategori berikut.
① Tanah liat keras dicirikan oleh tisu padat, kekerasan yang besar, zarah yang sangat halus, air tidak mudah tersebar, dan keplastikan sangat rendah. Tanah liat seperti itu biasanya berwarna kelabu muda, putih pudar atau kelabu dalam rupa. Patah seperti cangkang, sesetengah permukaan mempunyai rasa kelicinan, mudah pecah menjadi kepingan.
② Tanah liat yang lembut (separa lembut) selalunya berhalangan, tisu lembut dan keplastikan yang baik. Warna tanah liat ini sangat berbeza disebabkan oleh jenis dan kandungan kekotoran yang berbeza. Dari kelabu kepada kelabu gelap kepada hitam; Ada yang berwarna ungu, merah pucat atau putih.
Ketiga, bahan mentah aluminium tinggi
(1) Bauksit
Bauksit adalah bahan mentah utama untuk pengeluaran korundum coklat, dan klinker aluminium tinggi dengan kandungan Al2O3 sebanyak 88%90% adalah bahan mentah utama korundum subputih. Pengeluaran korundum putih, korundum padat dan alumina lain sebagai bahan mentah. Bauksit juga dikenali sebagai bauksit tinggi atau bauksit, mineral utamanya ialah diaspora (Al2O3 H2O) dan trihidrat (Al2O33H2O).
China mempunyai rizab bauksit yang luas: ia dihasilkan dari Shanxi, Hebei dan Shandong di utara Sungai Kuning, melalui Henan dan Guangxi di tengah China, ke Guizhou dan Yunnan di barat daya. Pada masa ini, kawasan pengeluar utama klinker bauksit tinggi ialah Shanxi, Henan dan Guizhou. Terdapat juga beberapa lombong yang lebih kecil dalam pembangunan di Hunan. Mineral utama bauksit di China ialah hidrobauksit, boehmite, kaolinit dan pyrophyllite, yang boleh dibahagikan kepada tiga jenis mengikut komposisi mineralnya: jenis hidrobauksit-kaolinit (DK); Jenis Boehmstone-kaolinit (BK); Jenis hidrobauksit-pirofilit (DP). Pada masa ini, bauksit jenis DK adalah yang paling banyak digunakan, klinker bauksit jenis DK dibahagikan kepada S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ dan seterusnya mengikut kandungan Al2O3nya.
(2) korundum tersinter dan korundum bercantum
Pengeluaran tiruan korundum adalah penggunaan alumina industri atau bauksit tinggi sebagai bahan mentah utama, lebur dalam relau arka untuk menghasilkan. Di samping itu, alumina plat korundum boleh diperolehi dengan kaedah pensinteran. Kaedah ini masih berasaskan serbuk aluminium oksida industri sebagai bahan mentah utama, melalui pengkalsinan, pengisaran halus, pembentukan bola dan penembakan. Kaedah ini sukar untuk menghasilkan teknologi, tetapi produk itu mempunyai kekuatan tinggi, rintangan kakisan yang kuat dan kestabilan kejutan haba yang baik. Apa yang dipanggil "korundum sub-putih" sebenarnya adalah korundum bersatu elektrik padat berdasarkan bauksit tinggi, kandungan Al2O3 lebih besar daripada 98%, keliangan jelas adalah kurang daripada 4%; Ia diperbuat daripada bauksit tinggi dengan peleburan elektro di bawah suasana pengurangan dan keadaan terkawal. Kristal korundum adalah berbutir, umumnya 115mm; Kekotoran utama ialah rutil, aluminium titanat dan larutan pepejalnya.
(3) Mullite
Mullite ialah bahan refraktori dengan fasa kristal 3Al2O32SiO2 sebagai komponen utamanya. Mullite terbahagi kepada mullite semulajadi dan mullite sintetik. Mullite semulajadi jarang berlaku dan biasanya sintetik. Mullite adalah stabil secara kimia dan tidak larut dalam asid hidrofluorik. Ia mempunyai sifat terma suhu tinggi mekanikal dan suhu tinggi yang baik, jadi mullite sintetik dan produknya mempunyai kelebihan ketumpatan dan ketulenan tinggi, kekuatan struktur suhu tinggi, kadar rayapan suhu tinggi yang rendah, kadar pengembangan haba yang rendah, rintangan hakisan kimia yang kuat, haba rintangan kejutan dan sebagainya.
(4) mineral kumpulan sillimanite
Mineral kumpulan Sillimanite termasuk cyanite, andalusite, sillimanite, biasanya dikenali sebagai "tiga batu". Komposisi kimia ketiga-tiga batu adalah sama, tetapi struktur kristal berbeza, dan ia adalah kristal homogen. Dipanaskan kepada suhu tinggi, ditukar kepada mullite, menghasilkan sejumlah kecil SiO2 cair, sambil disertai dengan pengembangan isipadu.
Oleh kerana saiz yang berbeza dari pengembangan pemanasan tiga batu, penggunaan langsungnya tidak sama. Oleh kerana perubahan volum kecil andalusite, sama ada ia digunakan untuk membuat batu bata atau sebagai bahan tambahan, ia digunakan secara langsung sebagai bahan mentah. Sillimanite dan kyanite sering ditambah kepada ramuan dalam bentuk agen pengembangan, terutamanya untuk bahan refraktori amorf. Dan digunakan untuk membuat batu bata mesti dikalsinasi klinker, terutamanya kyanite mesti dikalsinasi bahan matang.
Keempat, bahan mentah refraktori alkali
4.1 Bahan mentah magnesium
(1) magnesit
Terdapat dua jenis utama magnesit di China: magnesit kristal dan magnesit amorf. Magnesit China diedarkan terutamanya di wilayah Liaoning dan Shandong, kekotoran utama magnesit adalah talc, terdapat juga beberapa magnesit yang mengandungi CaO tinggi, diikuti oleh dolomit mineral, magnesit China mengikut komposisi kimia boleh dikelaskan sebagai S, I, II , III, IV lima gred, hanya gred S dan I digunakan untuk pengkalsinan bata magnesit.
Magnesia ketulenan tinggi disediakan dengan dua langkah pengapungan dan dua langkah pengkalsinan. Magnesia ketulenan tinggi yang disediakan oleh kaedah ini boleh digunakan sebagai bahan mentah untuk membangunkan pelbagai produk refraktori berprestasi tinggi.
(2) Mineral lain yang mengandungi magnesium
Komposisi mineral utama produk magnesium olivin dalam bahan refraktori magnesium ialah magnesium olivin (2MgO·SiO2) dan kubik magnesit (MgO). Produk ini dicirikan oleh rintangan yang kuat terhadap oksida besi cair dan kestabilan kejutan haba yang lebih baik daripada bata magnesia biasa. Bahan mentah utama untuk penghasilan produk ini ialah peridotit dan serpentin.
4.2 Bahan mentah dolomit
Dolomit adalah bahan mentah refraktori terutamanya terdiri daripada garam berganda magnesium karbonat (MgCO3) dan kalsium karbonat (CaCO3). Formula kimianya ialah CaMg(CO3)2 atau MgCO3 CaCO3, dan komposisi teorinya ialah CaO3 0.41%, MgO2 1.87% dan CO2 47.72%. CaO/MgO=1.39, kekerasan ialah 3.54.
Dolomit di China kaya dengan bahan mentah, diedarkan secara meluas, dan agak tulen. Terdapat banyak rizab di kawasan Dashiqiao di Wilayah Liaoning. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan dan wilayah lain kaya dengan sumber mineral. Badan bijih sering dikaitkan dengan batu kapur dan magnesit.
5. Bahan mentah untuk produk zirkonium
(1) Batu zirkon
Zirkon (ZrO2·SiO2 atau ZrSiO4) ialah bahan mentah utama untuk pengeluaran produk zirkon dan produk zirkon, dan asal usul Zirkon di China ialah Wilayah Hainan. Ia ditemui di Wilayah Guangdong, Wilayah Autonomi Guangxi Zhuang, Wilayah Shandong, Wilayah Fujian dan Wilayah Taiwan.
Komposisi teori zirkon ialah ZrO2 67.01% dan SiO2 32.99%. Ia selalunya mengandungi TiCfe dan surih oksida nadir bumi yang lain, yang, disebabkan kehadiran unsur-unsur ini, menjadikannya radioaktif kepada tahap yang berbeza-beza. Oleh itu, apabila menggunakan bahan mentah ini untuk menghasilkan produk, perlu ada langkah perlindungan yang diperlukan.
Zirkon mempunyai kekonduksian terma yang rendah iaitu 3.72W/(mK) pada 201000 darjah . Pekali pengembangan zirkon juga rendah berbanding dengan kristal lain, 4.6X10-6 darjah pada 1000 darjah, dan pekali pengembangan kristal tunggalnya dalam dua arah paksi utama menegak dan selari (paksi-C) mempunyai perbezaan yang besar. Zirkon mempunyai sifat lengai kimia yang tinggi dan sukar untuk bertindak balas dengan asid. Bertindak balas dengan cair kaca pada tahap yang lebih rendah, ia sering digunakan dalam metalurgi dan refraktori industri kaca.
(2) plagiozirkon
Zirkon semula jadi (ZrO2) selalunya bergumpal tidak teratur, hitam, coklat, kuning, atau tidak berwarna. Terdapat beberapa badan bijih zirkon cenderung semula jadi di China. ZrO2 yang digunakan dalam industri adalah bahan mentah kimia, iaitu serbuk putih atau kekuningan yang diperolehi dengan kaedah kimia daripada zirkon (ZrO2·SiO2).
ZrO2 tulen mempunyai tiga bentuk kristal pada tekanan atmosfera: fasa monoklinik, tetragonal dan kubik dari suhu rendah ke tinggi.
ZrO2 yang stabil, mengikut tahap kestabilannya, terdapat ZrO2 yang separa stabil dan mata ZrO2 yang stabil sepenuhnya, kerana pekali pengembangan terma ZrO2 yang stabil sepenuhnya adalah lebih besar, kestabilan kejutan habanya tidak sebagus yang separa stabil, jadi yang kedua biasanya digunakan untuk membuat seramik dan bahan pengeras refraktori.
(3) zirkonium nyahsilikon
Dalam pembuatan corundum zirkonium corundum (AZS) tergabung di luar negara refraktori, sebagai tambahan kepada penggunaan pekat zirkon, sejumlah bahan mentah "zirkonium desilikon" tertentu ditambah, tujuannya ialah: pertama, untuk menyesuaikan dan menstabilkan formula ; Yang kedua ialah menambah baik dan mengoptimumkan prestasi produk.
(4) zirkonium corundum mullite
Bahan mentah asal ialah alumina industri, kaolin dan zirkonit, yang dikisar halus dan dicampur rata, bebola tekanan separuh kering dan dikalsin pada 3001700 darjah untuk menghasilkan bahan ini. Keputusan menunjukkan bahawa peningkatan kandungan zirkon membawa kepada peningkatan suhu pensinteran, mengurangkan jumlah pengecutan dan meningkatkan keliangan tertutup. Tindak balas ini menjadikan zirkon korundum mullite tersinter mempunyai ketumpatan dan kekuatan yang lebih tinggi dan kestabilan rintangan kejutan haba yang lebih baik.
6. Bahan mentah untuk produk kromium
Salah satu bahan mentah utama untuk pengeluaran krom (bata krom, bata krom magnesia, bata krom magnesia) refraktori ialah bijih kromium atau kromit. Kromit adalah campuran pelbagai mineral, kerana komposisi mineralnya sangat turun naik, dari segi komposisi kimia dan perubahan sifat fizikal juga besar. Ia biasanya terdiri daripada mineral gangue dengan butiran kromik. Mineral gangue ini biasanya magnesium silikat, seperti serpentin, magnesium olivin dan olivin. Sebagai tambahan kepada Cr2O3 dalam kromit, terdapat juga Al2O3, Fe2O3 dan MgO, kromit am, kerana kehadiran magnesium dan besi, sering dinyatakan sebagai (Mg, Fe) Cr2O3.
Di atas adalah bahan mentah refraktori yang biasa digunakan, dengan inovasi teknologi refraktori, jenis bahan mentah lebih pelbagai, terutamanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kerana masalah alam sekitar dan beberapa sebab seperti sumber bijih mentah, dan terus berkembang dengan lebih baik. prestasi bahan sintetik buatan dan bahan mentah boleh diperbaharui sumber yang lebih mesra alam (seperti ferrosilicon nitride, Theron, dll.).
