شش ماده اولیه پرمصرف برای دیرگدازها کدامند؟

مواد اولیه نسوز به مواد لازم برای تولید فرآورده های نسوز اطلاق می شود. پایه ای برای تولید مواد نسوز است. بیشتر مواد اولیه نسوز را مواد معدنی طبیعی تشکیل می دهند (مانند خاک رس نسوز، بوکسیت بالا، سیلیس، سنگ معدن کروم، منیزیت، دولومیت، الیوین منیزیم، زیرکونیت، کیانیت، سیلیمانیت، آندالوزیت و غیره). با بهبود مستمر الزامات عملکرد جامع مواد نسوز، در تولید مواد نسوز، از مواد اولیه صنعتی و مواد اولیه مصنوعی نیز به طور فزاینده ای استفاده می شود (مانند آلومینا صنعتی، مولایت مصنوعی، الیاف نسوز مصنوعی، توپ های توخالی نسوز مصنوعی و غیره). .). کیفیت و قیمت محصولات نسوز تا حد زیادی به انتخاب صحیح و استفاده منطقی از مواد اولیه بستگی دارد.
مواد خام نسوز با توجه به خواص شیمیایی را می توان به مواد خام نسوز اسیدی، مواد خام نسوز قلیایی و مواد خام نسوز خنثی تقسیم کرد. با توجه به منبع می توان به مواد خام معدنی طبیعی و مواد خام مصنوعی تقسیم کرد. در شرایط عادی مواد اولیه تولید مواد نسوز به مواد اولیه اصلی و مواد اولیه کمکی تقسیم می شوند.
مواد اولیه برای تولید فرآورده های نسوز، اعم از مواد خام معدنی طبیعی یا مواد خام مصنوعی، باید از نظر کانی شناسی برای تولید محصولات دارای نسوز به اندازه کافی بالا باشند. از نقطه نظر فناوری، باید بتواند نیازهای اساسی فناوری را برآورده کند. از نقطه نظر عملکرد محصول ساخته شده با آن، باید بتواند عملکرد محصول، به ویژه الزامات عملکرد دمای بالا را برآورده کند.
مواد اولیه نسوز معمولا به مواد اولیه نسوز آلومینیوم-سیلیکون (سیلیسی، رسی، آلومینیومی بالا و غیره)، مواد اولیه نسوز قلیایی، مواد اولیه نسوز عایق حرارتی و سایر مواد اولیه نسوز تقسیم می شوند.
اول، مواد خام سیلیسی
با توجه به اثر حجمی انواع کوارتز، آجرهای سیلیسی نیز مستقیماً از سیلیس ساخته می شوند که یک اصطلاح کلی برای کوارتز گنگ، کوارتزیت، سنگ چخماق و ماسه سنگ است. جزء اصلی سیلیس SiO2 است و بقیه ناخالصی ها هستند. مواد خام سیلیسی مورد استفاده در دیرگدازها قلوه سنگ کریستالی و سیلیس سیمانی است.

دوم، مواد خام خاک رس
خاک نسوز ماده اولیه اصلی برای تولید دیرگدازهای سیلیکات آلومینیوم است و نیاز به نسوز بودن آن بالاتر از 1580 درجه سانتیگراد در انواع خاک رس سخت، رس نرم (نیمه نرم) و شیل رسی است که در مجموع به آنها خاک نسوز می گویند.
خاک نسوز طبیعی معمولاً یک سنگ رسی عمدتاً کائولینیت (Al2O3 2SiO2 2H2O) به عنوان جزء اصلی آن است، یعنی سیلیکات حاوی آب به عنوان بدنه اصلی و مخلوط با کوارتز آزاد، پیریت، روتیل. و ترکیبات آلی متشکل از مخلوط. بیشتر این کانی‌های غیر همگن، پراکندگی‌هایی هستند که از ذراتی با قطر کمتر از 1.2 میکرومتر تشکیل شده‌اند.
با توجه به شکل گیری مختلف خاک رس را می توان به: رس اولیه و رس ثانویه تقسیم کرد. رس اولیه به تشکیل رس پس از هوازدگی سنگ مادر (مانند فلدسپات) اشاره دارد که هنوز در جای خود باقی می ماند. خاک رس ثانویه که به عنوان خاک رس رانش نیز شناخته می شود، خاکی است که به مکان های دیگر منتقل می شود و سپس توسط رس اولیه در شرایط دینامیکی طبیعی، با اندازه ذرات ریز، پراکندگی زیاد و انعطاف پذیری بالا، رسوب می کند.
خاک نسوز مورد استفاده در صنایع نسوز عمدتاً دارای دو دسته زیر است.
① خاک رس سخت با بافت متراکم، سختی بزرگ، ذرات بسیار ریز مشخص می شود، آب به راحتی پراکنده نمی شود و انعطاف پذیری بسیار کم است. این گونه خاک رس ها معمولاً به رنگ خاکستری روشن، مایل به سفید یا خاکستری هستند. شکستگی پوسته مانند، برخی از سطوح دارای حس صافی هستند، به راحتی به قطعات تقسیم می شوند.
② خاک رس نرم (نیمه نرم) اغلب بلوک، بافت نرم و انعطاف پذیری خوب است. رنگ این خاک رس به دلیل انواع مختلف و محتویات ناخالصی آن بسیار متفاوت است. از خاکستری تا خاکستری تیره تا سیاه؛ برخی از آنها بنفش، قرمز کم رنگ یا سفید هستند.
سوم، مواد خام آلومینیومی بالا
(1) بوکسیت
بوکسیت ماده اولیه اصلی برای تولید کوراندوم قهوه ای و کلینکر آلومینیومی بالا با محتوای Al2O3 88% 90% ماده اولیه اصلی کوراندوم ساب سفید است. تولید کوراندوم سفید، کوراندوم متراکم و سایر آلومینا به عنوان مواد اولیه. بوکسیت همچنین به عنوان بوکسیت بالا یا بوکسیت شناخته می شود، کانی های اصلی دیاسپور (Al2O3 H2O) و تری هیدرات (Al2O33H2O) هستند.

چین دارای ذخایر وسیعی از بوکسیت است: این بوکسیت از شانشی، هبی و شاندونگ در شمال رودخانه زرد، از طریق هنان و گوانگشی در مرکز چین، تا گوئیژو و یوننان در جنوب غربی تولید می‌شود. در حال حاضر، مناطق اصلی تولید کلینکر بوکسیت بالا شانشی، هنان و گوئیژو هستند. همچنین برخی معادن کوچکتر در دست توسعه در هونان وجود دارد. کانی های اصلی بوکسیت در چین عبارتند از هیدروبوکسیت، بوهمیت، کائولینیت و پیروفیلیت که با توجه به ترکیبات معدنی آن می توان به سه نوع تقسیم کرد: نوع هیدروبوکسیت-کائولینیت (DK). نوع بوهمستون-کائولینیت (BK)؛ نوع هیدروبوکسیت-پیروفیلیت (DP). در حال حاضر، بوکسیت نوع DK بیشترین استفاده را دارد، کلینکر بوکسیت نوع DK با توجه به محتوای Al2O3 به S، Ⅰ، ⅡA، ⅡB، Ⅲ و غیره تقسیم می شود.
(2) کوراندوم متخلخل و کوراندوم ذوب شده
تولید مصنوعی کورندوم استفاده از آلومینا صنعتی یا بوکسیت بالا به عنوان ماده خام اصلی است که در کوره قوس برای تولید ذوب می شود. علاوه بر این، آلومینا صفحه کوراندوم را می توان با روش تف جوشی به دست آورد. این روش همچنان بر پایه پودر اکسید آلومینیوم صنعتی به عنوان ماده اولیه اصلی، از طریق کلسینه کردن، آسیاب ریز، تشکیل توپ و پخت است. این روش برای تولید فناوری دشوار است، اما محصول دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی قوی و پایداری شوک حرارتی خوب است. به اصطلاح "کراندوم زیر سفید" در واقع یک کوراندوم ذوب شده الکتریکی متراکم بر پایه بوکسیت بالا است، محتوای Al2O3 بیشتر از 98٪ است، تخلخل ظاهری کمتر از 4٪ است. از بوکسیت بالا با ذوب الکتریکی تحت شرایط کاهش جو و شرایط کنترل شده ساخته می شود. کریستال کوراندوم دانه ای است، به طور کلی 115 میلی متر. ناخالصی های اصلی روتیل، تیتانات آلومینیوم و محلول جامد آن است.

(3) مولایت
مولایت یک ماده نسوز با فاز کریستالی 3Al2O32SiO2 به عنوان جزء اصلی آن است. مولایت به دو دسته مولایت طبیعی و مولایت مصنوعی تقسیم می شود. مولایت طبیعی نادر است و عموماً مصنوعی است. مولایت از نظر شیمیایی پایدار و در اسید هیدروفلوئوریک نامحلول است. دارای خواص حرارتی دمای بالا و مکانیکی خوب است، بنابراین مولایت مصنوعی و محصولات آن دارای مزایای چگالی و خلوص بالا، مقاومت ساختاری در دمای بالا، سرعت خزش در دمای بالا، نرخ انبساط حرارتی کم، مقاومت در برابر فرسایش شیمیایی قوی، حرارتی هستند. مقاومت در برابر ضربه و غیره
(4) مواد معدنی گروه سیلیمانیت
مواد معدنی گروه سیلیمانیت شامل سیانیت، آندالوزیت، سیلیمانیت است که معمولاً به عنوان "سه سنگ" شناخته می شود. ترکیب شیمیایی سه سنگ یکسان است، اما ساختار کریستالی متفاوت است و یک کریستال همگن است. با حرارت دادن به دمای بالا، به مولیت تبدیل می شوند و مقدار کمی SiO2 مذاب تولید می کنند، در حالی که با انبساط حجمی همراه است.

با توجه به اندازه متفاوت گسترش گرمایش سه سنگ، استفاده مستقیم از آن یکسان نیست. به دلیل تغییر حجم کم آندالوزیت چه برای ساخت آجر و چه به عنوان افزودنی، مستقیماً به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. سیلیمانیت و کیانیت اغلب به صورت مواد انبساط به مواد به خصوص برای مواد نسوز آمورف اضافه می شوند. و برای ساخت آجر استفاده می شود باید کلینکر کلسینه شده باشد، به خصوص کیانیت باید مواد بالغ کلسینه شده باشد.
چهارم، مواد خام قلیایی نسوز
4.1 مواد خام منیزیم
(1) منیزیت
دو نوع اصلی منیزیت در چین وجود دارد: منیزیت کریستالی و منیزیت آمورف. منیزیت چین به طور عمده در استان های لیائونینگ و شاندونگ توزیع می شود، ناخالصی اصلی منیزیت تالک است، همچنین مقداری منیزیت حاوی CaO بالا و به دنبال آن دولومیت معدنی وجود دارد، منیزیت چین با توجه به ترکیب شیمیایی می تواند به عنوان S، I، II طبقه بندی شود. , III, IV پنج درجه، فقط درجه S و I برای کلسینه کردن آجر منیزیت استفاده می شود.
منیزیم با خلوص بالا با فلوتاسیون دو مرحله ای و تکلیس دو مرحله ای تهیه می شود. منیزیم با خلوص بالا تهیه شده با این روش می تواند به عنوان ماده خام برای تولید انواع محصولات نسوز با کارایی بالا استفاده شود.
(2) سایر مواد معدنی حاوی منیزیم
ترکیب معدنی اصلی محصولات الیوین منیزیم در مواد نسوز منیزیم، الیوین منیزیم (2MgO·SiO2) و منیزیت مکعبی (MgO) است. این محصول با مقاومت قوی در برابر اکسید آهن مذاب و پایداری شوک حرارتی بهتر نسبت به آجر منیزیم معمولی مشخص می شود. مواد اولیه اصلی تولید این محصول پریدوتیت و سرپانتین می باشد.
4.2 مواد خام دولومیتی
دولومیت یک ماده خام نسوز است که عمدتاً از نمک های دوگانه کربنات منیزیم (MgCO3) و کربنات کلسیم (CaCO3) تشکیل شده است. فرمول شیمیایی آن CaMg(CO3)2 یا MgCO3 CaCO3 و ترکیب نظری آن CaO3 0.41%, MgO{2 1.87% و CO{10}}.72% است. CaO/MgO=1.39، سختی 3.54 است.
دولومیت در چین از نظر مواد اولیه غنی، به طور گسترده توزیع شده و نسبتا خالص است. ذخایر فراوانی در منطقه Dashiqiao در استان لیائونینگ وجود دارد. استان های شاندونگ، هوبی، شانشی، گوانگشی، گانسو، جیانگشی، آنهویی، سیچوان، یوننان، هونان و سایر استان ها از نظر منابع معدنی غنی هستند. بدنه سنگ اغلب با سنگ آهک و منیزیت همراه است.
5. مواد اولیه برای محصولات زیرکونیوم
(1) سنگ زیرکون
زیرکون (ZrO2·SiO2 یا ZrSiO4) ماده اولیه اصلی برای تولید محصولات زیرکون و محصولات زیرکون است و منشا زیرکون در چین استان هاینان است. در استان گوانگدونگ، منطقه خودمختار گوانگشی ژوانگ، استان شاندونگ، استان فوجیان و استان تایوان یافت می شود.
ترکیب نظری زیرکون ZrO2 67.01% و SiO2 32.99% است. اغلب حاوی TiCfe و سایر اکسیدهای کمیاب خاکی است که به دلیل وجود این عناصر، آن را به درجات مختلف رادیواکتیو می کند. بنابراین، هنگام استفاده از این ماده اولیه برای تولید محصولات، باید اقدامات حفاظتی لازم وجود داشته باشد.

زیرکون دارای رسانایی حرارتی پایین 3.72W/(mK) در 201000 درجه است. ضریب انبساط زیرکون نیز در مقایسه با سایر بلورها پایین است، 4.6X10-6 درجه در 1000 درجه، و ضریب انبساط تک بلور آن در دو جهت محور اصلی عمودی و موازی (محور C) دارد. یک تفاوت بزرگ زیرکون بی اثری شیمیایی بالایی دارد و به سختی با اسید واکنش نشان می دهد. با مذاب شیشه به میزان کمتری واکنش می دهد، اغلب در نسوزهای متالورژی و صنعت شیشه استفاده می شود.
(2) پلاژیوزیرکون
زیرکون طبیعی (ZrO2) اغلب به صورت نامنظم، سیاه، قهوه ای، زرد یا بی رنگ است. بدنه های طبیعی متمایل به سنگ زیرکون در چین کم هستند. ZrO2 مورد استفاده در صنعت یک ماده خام شیمیایی است که پودری سفید یا زرد است که به روش شیمیایی از زیرکون (ZrO2·SiO2) به دست می آید.
ZrO2 خالص دارای سه شکل بلوری در فشار اتمسفر است: فازهای تک کلینیک، چهار ضلعی و مکعبی از دمای پایین تا بالا.
ZrO2 پایدار، با توجه به درجه پایداری آن، نقاط ZrO2 تا حدی پایدار و ZrO2 کاملاً پایدار وجود دارد، زیرا ضریب انبساط حرارتی کاملاً پایدار ZrO2 بزرگتر است، پایداری شوک حرارتی آن به خوبی نیمه پایدار نیست، بنابراین دومی معمولاً است. برای ساخت سرامیک و مواد مقاوم کننده نسوز استفاده می شود.
(3) زیرکونیوم سیلیکون زدایی شده
در ساخت نسوز ذوب شده زیرکونیوم کوراندوم (AZS) در خارج از کشور، علاوه بر استفاده از کنسانتره زیرکون، مقدار معینی از مواد خام "زیرکونیوم دی سیلیکون شده" اضافه می شود که هدف آن عبارت است از: ابتدا تنظیم و تثبیت فرمول. ; دوم بهبود و بهینه سازی عملکرد محصول است.
(4) مولیت زیرکونیوم کوراندوم
مواد اولیه اولیه آلومینا صنعتی، کائولن و زیرکونیت می باشد که به صورت ریز آسیاب شده و به صورت یکنواخت با فشار نیمه خشک مخلوط می شوند و در دمای 3001700 درجه کلسینه می شوند تا این ماده تولید شود. نتایج نشان می دهد که افزایش محتوای زیرکون منجر به افزایش دمای تف جوشی، کاهش جمع شدگی کل و افزایش تخلخل بسته می شود. این واکنش ها باعث می شود که مولیت کوراندوم زیرکون متخلخل دارای چگالی و استحکام بالاتر و پایداری مقاومت در برابر شوک حرارتی بهتر باشد.

6. مواد اولیه برای محصولات کروم
یکی از مواد اولیه اصلی برای تولید نسوزهای کروم (آجر کروم، آجر کروم منیزیا، آجر کروم منیزیا) سنگ نسوز کروم یا کرومیت است. کرومیت مخلوطی از انواع کانی ها است، زیرا ترکیب معدنی آن دارای نوسانات زیادی است، از نظر ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی نیز تغییرات زیادی دارد. معمولاً از کانی های گنگ با دانه های کرومی تشکیل شده است. این کانی‌های گنگ معمولاً سیلیکات‌های منیزیم هستند، مانند سرپانتین، الیوین منیزیم و الیوین. علاوه بر Cr2O3 در کرومیت، Al2O3، Fe2O3 و MgO نیز کرومیت عمومی وجود دارد که به دلیل وجود منیزیم و آهن است که اغلب به صورت (Mg، Fe) Cr2O3 بیان می شود.
موارد فوق از مواد اولیه نسوز متداول استفاده می شود که با نوآوری فناوری نسوز انواع مواد اولیه به خصوص در سال های اخیر به دلیل مشکلات زیست محیطی و یک سری دلایل از جمله منابع سنگ خام از تنوع بیشتری برخوردار بوده و به توسعه بهتر ادامه می دهند. عملکرد مواد مصنوعی مصنوعی و مواد خام تجدید پذیر با منابع دوستدار محیط زیست (مانند نیترید فروسیلیس، ترون و غیره).