تصنيف المواد الخام الحرارية

مع تطور تكنولوجيا درجات الحرارة العالية. تتزايد باستمرار متطلبات المواد المقاومة للحرارة ، ومن المطلوب تطوير مواد حرارية جديدة لتلبية متطلبات الاستخدام. بالإضافة إلى استكشاف المواد الخام الطبيعية ، تم أيضًا تطوير المواد الخام الصناعية المقاومة للصهر ، مثل الكربيدات والنتريد والبوريدات بنجاح. بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير المواد الخام من الألياف غير العضوية والكرات المجوفة (انظر المواد المقاومة للصهر العازلة) ؛ هناك العديد من أنواع الروابط العضوية وغير العضوية في المواد الخام المساعدة. تصنيف المواد الخام المقاومة للصهر ليس متسقًا تمامًا في العالم. وفقًا للخصائص الكيميائية ، يتم تقسيمها إلى المواد الخام الحمضية المقاومة للحرارة ، والمواد الخام الأساسية المقاومة للصهر ، والمواد الخام المقاومة للصهر المحايدة. ومع ذلك ، يتم تقسيم المواد الخام المقاومة للصهر بشكل عام إلى المواد الخام المقاومة للصهر من سلسلة Al2O 3- SiO2 ، والمواد الخام الأساسية المقاومة للصهر ، والمواد الخام الحرارية المقاومة للحرارة ، والمواد الرابطة المقاومة للصهر ، والمواد الخام المقاومة للحرارة الأخرى.
تشتمل المواد الخام المقاومة للصهر Al2O 3- SiO2 على السيليكا والطين شبه السيليسي (بما في ذلك البيروفيلايت) والطين المقاوم للصهر (بما في ذلك الكاولينيت) والكلنكر والبوكسيت (بما في ذلك معادن مجموعة السليمانيت والبوكسيت والموليت) والكلنكر والأكسيد والصناعي الألومينا ، إلخ.
المواد الخام شبه الحمضية (الطين الحراري بشكل أساسي)
في التصنيف السابق ، تم إدراج الطين في المواد الخام الحمضية ، والتي لم تكن مناسبة. يعتمد الأساس الحمضي للمواد الخام المقاومة للصهر على السيليكا الحرة (SiO2) ، لأنه وفقًا للتركيب الكيميائي للطين المقاوم للصهر والمواد الخام السليسية ، فإن السيليكا الحرة في الطين المقاوم للصهر أقل بكثير من تلك الموجودة في المواد الخام السيليسية. نظرًا لوجود 30 في المائة ~ 45 في المائة من الألومينا في الطين الحراري العام ، ونادرًا ما تكون الألومينا في حالة حرة ، فمن المحتم أن تتحد مع السيليكا لتكوين الكاولينيت (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). حتى لو كان هناك القليل من السيليكا الزائدة ، فإن تأثيرها ضئيل للغاية. لذلك ، فإن الخاصية الحمضية للطين المقاوم للصهر أضعف بكثير من تلك الموجودة في المواد الخام السليكونية. [2]
يعتقد بعض الناس أن الطين المقاوم للصهر يتحلل إلى حمض السيليك الحر وألومينا الحرة عند درجة حرارة عالية ، لكنه لا يظل كما هو. عندما يستمر تسخينه ، سوف يتحد حمض السيليك الحر والألومينا الحرة لتكوين Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2). يتمتع حجر Yinglai بمقاومة جيدة للأحماض ضد الخبث القلوي. في الوقت نفسه ، بسبب زيادة محتوى الألومينا في الطين المقاوم للحرارة ، تصبح مواده الحمضية أضعف تدريجياً. عندما تصل الألومينا إلى 50 في المائة ، ستظهر خصائص قلوية أو متعادلة. على وجه الخصوص ، يتميز الطوب الطيني المصنوع تحت ضغط عالٍ بكثافة عالية ، وانضغاط جيد ، ومسامية منخفضة ، ومقاومة أقوى للخبث القلوي تحت درجة حرارة عالية من السيليكا. من حيث قابليته للتآكل ، فإن حجر Yinglai بطيء جدًا أيضًا ، لذلك نعتقد أنه من المناسب إدراج الطين المقاوم للصهر كمواد خام شبه حمضية. الطين الحراري هو المادة الخام الأساسية والأكثر استخدامًا في صناعة الحراريات. [2]
مواد خام محايدة
المواد الخام المحايدة هي الكروميت والجرافيت وكربيد السيليكون (يتم تصنيعها يدويًا) ، والتي لن تتفاعل مع الخبث الحمضي أو القلوي في أي درجة حرارة. في الوقت الحاضر ، هناك نوعان من هذه المواد الخام في الطبيعة ، وهما الكروميت والجرافيت. بالإضافة إلى الجرافيت الطبيعي ، هناك أيضًا الجرافيت الاصطناعي. تتمتع هذه المواد الخام المحايدة بمقاومة كبيرة للخبث ، وهي الأنسب للاستخدام كطبقة بينية للحرارة القلوية والحمضية. [2]
المواد الخام الأساسية المقاومة للحرارة
هم أساسا المغنسيت (المغنسيت) ، الدولوميت ، الجير ، الزبرجد الزيتوني ، السربنتين ، مواد خام عالية الألومينا (محايدة في بعض الأحيان). تتمتع هذه المواد الخام بمقاومة قوية للخبث القلوي وتستخدم في الغالب في بناء الأفران القلوية ، ولكنها سهلة التفاعل بشكل خاص مع الخبث الحمضي لتكوين الأملاح.
المواد الحرارية الخاصة: بشكل أساسي الزركونيا ، أكسيد التيتانيوم ، أكسيد البريليوم ، أكسيد السيريوم ، أكسيد الثوريوم ، أكسيد الإيتريوم ، إلخ. هذه المواد الخام لها درجات مختلفة من المقاومة لمختلف الخبث. ومع ذلك ، نظرًا لمحدودية مصدر المواد الخام ، لا يمكن استخدامها على نطاق واسع في صناعة الحراريات ، ولا يمكن استخدامها إلا في ظروف خاصة. لذلك ، يشار إليها عمومًا على أنها مواد خام خاصة مقاومة للحرارة. [2]
المواد الخام السيليسية
على سبيل المثال ، الكوارتز ، التريديميت ، الكرستوباليت ، العقيق الأبيض ، الصوان ، الأوبال ، الكوارتزيت ، السيليكا البيضاء ، الدياتومايت ، تحتوي هذه المواد الخام السليسية على 90 بالمائة على الأقل من أكسيد السيليكون (SiO2) ، وتحتوي المواد الخام النقية على أكثر من 99 بالمائة من أكسيد السيليكون. المواد الخام السيليسية حمضية في ديناميات كيميائية عالية الحرارة. عندما توجد أكاسيد المعادن أو تتلامس معها ، فإنها تتفاعل كيميائيًا وتتحد لتشكل سيليكات قابلة للانصهار. لذلك ، إذا تم احتواء كمية صغيرة من أكسيد الفلز في المادة الخام السليكونية ، فسوف تتأثر مقاومتها للحرارة بشكل خطير. [2]
تشتمل المواد الخام المقاومة للصهر Al2O 3- SiO2 على السيليكا والطين شبه السيليسي (بما في ذلك البيروفيلايت) والطين المقاوم للصهر (بما في ذلك الكاولينيت) والكلنكر والبوكسيت (بما في ذلك معادن مجموعة السليمانيت والبوكسيت والموليت) والكلنكر والأكسيد والصناعي الألومينا ، إلخ.
المواد الخام الأساسية المقاومة للصهر: المواد المكلسة أو المنصهرة مثل الحجر الجيري والدولوميت والمغنسيت والبروسيت والفورستريت والمغنيسيا والألومينا الإسبنيل ورمل المغنيسيا والكروم الإسبنيل ، إلخ.
المواد المقاومة للصهر الأخرى: الزركون (بما في ذلك الزركونيا) والكروميت والكربيد والجرافيت والنتريد والبوريد.
المواد الخام العازلة والحرارية: البيرلايت ، الفيرميكوليت ، الدياتومايت ، الصوف المعدني ، الخرز العائم ، الألياف المقاومة للحرارة والكرات المجوفة.