Existen numerosos tipos de materias primas refractarias y diversos métodos de clasificación. En general, se distinguen seis categorías.
En primer lugar, según los componentes químicos de la clasificación de las materias primas refractarias.
Se puede dividir en materias primas oxidadas y no oxidadas. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, algunos compuestos orgánicos se han convertido en precursores o auxiliares de materias primas de alta resistencia al fuego.
Dos, según los componentes químicos de la clasificación de las materias primas refractarias.
Según las características químicas, las materias primas resistentes al fuego se pueden dividir en materias primas resistentes al fuego ácido, como sílice, circón, etc.; materias primas resistentes al fuego neutro, como corindón, bauxita (ácida), mullita (ácida), pirita (alcalina), grafito, etc.; materias primas resistentes al fuego alcalino, como magnesia, arena de dolomita, arena de calcio y magnesia, etc.
Tres, según la clasificación de la función del proceso de producción
Según su papel en el proceso de producción refractaria, las materias primas refractarias se pueden dividir en materias primas principales y materias primas auxiliares.
La materia prima principal es el cuerpo principal del material refractario. Las materias primas auxiliares se dividen en aglutinantes y aditivos. La función del aglutinante es proporcionar al cuerpo refractario la resistencia necesaria durante su producción y uso. Entre los materiales más utilizados se encuentran el líquido residual de pulpa de sulfito, el asfalto, la resina fenólica, el cemento de aluminato, el silicato de sodio, el ácido fosfórico, el fosfato y el sulfato. Algunas de las materias primas principales, como la arcilla aglomerada, desempeñan la función de aglutinantes. Los aditivos, como estabilizadores, reductores de agua, inhibidores, plastificantes, dispersantes de espuma, expansores y antioxidantes, mejoran el proceso de producción o construcción de materiales refractarios o refuerzan algunas de sus propiedades.
Cuatro, según la naturaleza de la clasificación de ácidos y bases.
Según el ácido y el álcali, las materias primas refractarias se pueden dividir principalmente en las siguientes cinco categorías.
(1) Materias primas ácidas
Principalmente materias primas silíceas, como cuarzo, cuarzo escamoso, cuarcita, calcedonia, sílex, ópalo, arena de sílice blanca y diatomita. Estas materias primas silíceas contienen al menos más del 90% de sílice (SiO₂), mientras que las materias primas puras pueden contener más del 99%. Las materias primas silíceas son ácidas en condiciones químicas de alta temperatura, en presencia de óxidos metálicos o en contacto con la acción química, y se combinan formando silicatos fusibles. Por lo tanto, si la materia prima silícea contiene una pequeña cantidad de óxido metálico, su resistencia térmica se verá seriamente afectada.
(2) materias primas semiácidas
Se trata principalmente de arcilla refractaria. Anteriormente, la arcilla se consideraba ácida, lo cual no era apropiado. La acidez de las materias primas refractarias se basa en la sílice libre (SiO₂), ya que, según la composición química de la arcilla refractaria y las materias primas silíceas, la sílice libre en la arcilla refractaria es mucho menor que en las materias primas silíceas.
Debido a que la arcilla refractaria general contiene entre un 30% y un 45% de alúmina, y rara vez se encuentra en estado libre, se combina con la sílice para formar caolinita (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O), incluso con un pequeño exceso de sílice, su efecto es mínimo. Por lo tanto, la acidez de la arcilla refractaria es mucho menor que la de las materias primas silíceas. Se cree que la arcilla refractaria, al descomponerse a alta temperatura en silicato y alúmina libres, se combina con cuarzo (3Al₂O₃·2SiO₂) al calentarse continuamente. El cuarzo presenta una buena resistencia a la acidez de la escoria alcalina, y debido al aumento de la composición de alúmina en la arcilla refractaria, la acidez se debilita gradualmente. Cuando la alúmina alcanza el 50%, sus propiedades alcalinas o neutras, especialmente en ladrillos de arcilla sometidos a alta presión, presentan alta densidad, compactación fina y baja porosidad, y su resistencia a la escoria alcalina es mayor que la de la sílice a alta temperatura. El cuarzo también presenta una erosividad muy lenta, por lo que consideramos apropiado clasificar la arcilla refractaria como semiácida. La arcilla refractaria es la materia prima más básica y ampliamente utilizada en la industria refractaria.
(3) materias primas neutrales
Las materias primas neutras son principalmente cromita, grafito y carburo de silicio (artificial). Bajo cualquier condición de temperatura, no reaccionan con escorias ácidas ni alcalinas. Actualmente existen dos materiales de este tipo en la naturaleza: la cromita y el grafito. Además del grafito natural, existe el grafito artificial. Estas materias primas neutras presentan una resistencia considerable a la escoria y son ideales para materiales refractarios alcalinos y aislamientos refractarios ácidos.
(4) materias primas refractarias alcalinas
Principalmente magnesita (magnesita), dolomita, cal, olivino, serpentina, materias primas de alto oxígeno de alúmina (a veces neutral), estas materias primas tienen una fuerte resistencia a la escoria alcalina, se utilizan principalmente en hornos alcalinos de mampostería, pero especialmente la reacción química de la escoria fácil y ácida y se convierte en sal.
(5) Materiales refractarios especiales
Principalmente zirconio, óxido de titanio, óxido de berilio, óxido de cerio, óxido de torio, óxido de itrio, etc. Estas materias primas presentan diferentes grados de resistencia a diversos tipos de escoria, pero debido a su escasez, no se pueden utilizar en la industria refractaria en general y solo en circunstancias especiales, por lo que se denominan materias primas especiales resistentes al fuego.
Cinco, según la generación de clasificación de materias primas
Según la generación de materias primas, se pueden dividir en dos categorías: materias primas naturales y materias primas sintéticas.
(1) materias primas refractarias naturales
Las materias primas minerales naturales siguen siendo la principal fuente de materias primas. Los minerales presentes en la naturaleza están compuestos por los elementos que los componen. Actualmente, se ha comprobado que la cantidad total de oxígeno, silicio y aluminio, tres elementos, representa aproximadamente el 90% de la cantidad total de elementos en la corteza terrestre. Los minerales de óxido, silicato y aluminosilicato presentan ventajas evidentes, constituyendo enormes reservas de materias primas naturales.
China cuenta con una amplia variedad de recursos de materias primas refractarias. La magnesita, la bauxita, el grafito y otros recursos se consideran los tres pilares de las materias primas refractarias de China. Magnesita y bauxita, con grandes reservas y alta calidad, ofrecen arcilla refractaria de excelente calidad, sílice, dolomita, dolomita de magnesia, olivino de magnesia, serpentina, circón y otros recursos ampliamente distribuidos.
Las principales variedades de materias primas naturales son: sílice, cuarzo, diatomita, cera, arcilla, bauxita, materias primas minerales de cianita, magnesita, dolomita, caliza, olivino magnesita, serpentina, talco, clorita, circón, plagiocircón, perlita, hierro cromo y grafito natural.
Seis. Según la composición química, las materias primas refractarias naturales se pueden dividir en:
Silíceo: como sílice cristalina, sílice cementada con arena de cuarzo, etc.;
② semisilíceo (filaquita, etc.)
③ Arcilla: como arcilla dura, arcilla blanda, etc.; Combina arcilla y clínker de arcilla
(4) Alto contenido de aluminio: también conocido como jade, como minerales de alto contenido de bauxita y silimanita;
⑤ Magnesio: magnesita;
⑥ Dolomita;
⑦ Cromita [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
Circón (ZrO2·SiO2).
Las materias primas naturales suelen contener más impurezas, la composición es inestable, el rendimiento fluctúa mucho, solo unas pocas materias primas se pueden usar directamente, la mayoría de ellas deben purificarse, clasificarse o incluso calcinarse para cumplir con los requisitos de producción de materiales refractarios.
(2) materias primas sintéticas resistentes al fuego
Los tipos de minerales naturales utilizados como materias primas son limitados y, a menudo, no cumplen con los requisitos de materiales refractarios de alta calidad y tecnología para las necesidades específicas de la industria moderna. Las materias primas refractarias sintéticas pueden alcanzar la composición y estructura química mineral prediseñadas por el usuario. Su textura pura, estructura densa y composición química fácil de controlar garantizan una calidad estable. Permiten fabricar una variedad de materiales refractarios avanzados y son la principal materia prima de los materiales refractarios modernos de alta tecnología y alta cualificación. El desarrollo de los materiales refractarios sintéticos ha sido muy rápido en los últimos veinte años.
Las materias primas refractarias sintéticas son principalmente espinela de aluminio y magnesio, mullita sintética, magnesia de agua de mar, cordierita de magnesio sintética, corindón sinterizado, titanato de aluminio, carburo de silicio, etc.
Hora de publicación: 19 de mayo de 2023
