Existem muitos tipos de matérias-primas refratárias e diversos métodos de classificação. Em geral, existem seis categorias.
Primeiro, de acordo com a classificação dos componentes químicos das matérias-primas refratárias
Pode ser dividido em matérias-primas oxidadas e matérias-primas não óxidos. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia modernas, alguns compostos orgânicos tornaram-se materiais precursores ou auxiliares de matérias-primas de alto desempenho com resistência ao fogo.
Dois, de acordo com os componentes químicos da classificação de matérias-primas refratárias
De acordo com as características químicas, as matérias-primas resistentes ao fogo podem ser divididas em matérias-primas resistentes ao fogo ácido, como sílica, zircão, etc.; matérias-primas resistentes ao fogo neutro, como coríndon, bauxita (ácida), mulita (ácida), pirita (alcalina), grafite, etc.; matérias-primas resistentes ao fogo alcalinas, como magnésia, areia dolomítica, areia magnesiana de cálcio, etc.
Três, de acordo com a classificação da função do processo de produção
De acordo com seu papel no processo de produção de refratários, as matérias-primas refratárias podem ser divididas em matérias-primas principais e matérias-primas auxiliares.
A principal matéria-prima é o corpo principal do material refratário. As matérias-primas auxiliares podem ser divididas em ligantes e aditivos. A função do ligante é fazer com que o corpo refratário tenha resistência suficiente durante o processo de produção e uso. Os mais utilizados são resíduos líquidos de polpa de sulfito, asfalto, resina fenólica, cimento de aluminato, silicato de sódio, ácido fosfórico e fosfato, sulfato, e algumas das principais matérias-primas desempenham o papel de agentes de ligação, como argila aglomerada. O papel dos aditivos é melhorar o processo de produção ou construção de materiais refratários, ou fortalecer algumas propriedades dos materiais refratários, como estabilizantes, agentes redutores de água, inibidores, plastificantes, dispersantes de agentes espumantes, agentes de expansão, antioxidantes, etc.
Quatro, de acordo com a natureza da classificação de ácido e base
De acordo com o ácido e o álcali, as matérias-primas refratárias podem ser divididas principalmente nas cinco categorias a seguir.
(1) Matérias-primas ácidas
Principalmente matérias-primas silicosas, como quartzo, quartzo escamoso, quartzito, calcedônia, sílex, opala, quartzito, areia de sílica branca e diatomita, contêm pelo menos mais de 90% de sílica (SiO₂), enquanto as matérias-primas puras contêm até mais de 99% de sílica. As matérias-primas silicosas são ácidas em dinâmicas químicas de alta temperatura, quando presentes em óxidos metálicos ou em contato com a ação química, e se combinam em silicatos fusíveis. Portanto, se a matéria-prima silicosa contiver uma pequena quantidade de óxido metálico, sua resistência ao calor será seriamente afetada.
(2) matérias-primas semi-ácidas
Trata-se principalmente de argila refratária. Na classificação anterior, a argila era classificada como material ácido, o que, na verdade, não é apropriado. A acidez das matérias-primas refratárias baseia-se na sílica livre (SiO₂) como principal substância, pois, de acordo com a composição química da argila refratária e das matérias-primas silicosas, a sílica livre na argila refratária é muito menor do que nas matérias-primas silicosas.
Como a argila refratária contém de 30% a 45% de alumina, e a alumina raramente está livre, sendo ligada à sílica para formar caulinite (Al2O3·2SiO2·2H2O), mesmo com pouco excesso de sílica, o efeito é mínimo. Portanto, a propriedade ácida da argila refratária é muito mais fraca do que a das matérias-primas silicosas. Algumas pessoas acreditam que a argila refratária, quando decomposta em alta temperatura em silicato livre, alumina livre, mas não inalterada, silicato livre e alumina livre, se combinarão em quartzo (3Al2O3·2SiO2) quando aquecida continuamente. O quartzo possui boa resistência ácida à escória alcalina e, devido ao aumento da composição de alumina na argila refratária, a substância ácida enfraquece gradualmente. Quando a alumina atinge 50%, apresenta propriedades alcalinas ou neutras, especialmente em tijolos de argila sob alta pressão, alta densidade, compactação fina, baixa porosidade e resistência à escória alcalina mais forte do que a sílica em condições de alta temperatura. O quartzo também é muito lento em termos de erosividade, por isso consideramos apropriado classificar a argila refratária como semiácida. A argila refratária é a matéria-prima mais básica e amplamente utilizada na indústria de refratários.
(3) matérias-primas neutras
As matérias-primas neutras são principalmente cromita, grafite e carboneto de silício (artificial), que não reagem com escória ácida ou alcalina em quaisquer condições de temperatura. Atualmente, existem dois desses materiais na natureza: cromita e grafite. Além da grafite natural, existe a grafite artificial, que é uma matéria-prima neutra, com significativa resistência à escória, sendo mais adequada para materiais refratários alcalinos e isolamentos refratários ácidos.
(4) matérias-primas refratárias alcalinas
Principalmente magnesita (magnesita), dolomita, cal, olivina, serpentina, matérias-primas de oxigênio de alta alumina (às vezes neutras), essas matérias-primas têm forte resistência à escória alcalina, usadas principalmente em fornos alcalinos de alvenaria, mas especialmente fáceis de reagir com escória ácida e se tornam sal.
(5) Materiais refratários especiais
Principalmente zircônia, óxido de titânio, óxido de berílio, óxido de cério, óxido de tório, óxido de ítrio, etc. Essas matérias-primas apresentam diferentes graus de resistência a todos os tipos de escória, mas, como a fonte da matéria-prima é escassa, não podem ser utilizadas em um grande número de indústrias refratárias, sendo utilizadas apenas em circunstâncias especiais, sendo, portanto, chamadas de matérias-primas especiais resistentes ao fogo.
Cinco, de acordo com a geração de classificação de matérias-primas
De acordo com a geração de matérias-primas, elas podem ser divididas em duas categorias: matérias-primas naturais e matérias-primas sintéticas.
(1) matérias-primas refratárias naturais
As matérias-primas minerais naturais ainda constituem a principal fonte de matéria-prima. Os minerais encontrados na natureza são compostos pelos elementos que os compõem. Atualmente, comprovou-se que a quantidade total de oxigênio, silício e alumínio, três elementos, representa cerca de 90% da quantidade total de elementos na crosta terrestre, sendo os minerais de óxido, silicato e aluminossilicato, com vantagens óbvias, constituindo reservas enormes de matérias-primas naturais.
A China possui ricos recursos de matérias-primas refratárias, com ampla variedade. Magnesita, bauxita, grafite e outros recursos podem ser considerados os três pilares das matérias-primas refratárias da China: magnesita e bauxita, grandes reservas e alto teor; argila refratária de excelente qualidade, sílica, dolomita, dolomita de magnésia, olivina de magnésia, serpentina e zircão, entre outros, são amplamente distribuídos.
As principais variedades de matérias-primas naturais são: sílica, quartzo, diatomita, cera, argila, bauxita, matérias-primas minerais cianita, magnesita, dolomita, calcário, magnesita, olivina, serpentina, talco, clorita, zircão, plagiozircão, perlita, ferro cromo e grafite natural.
Seis, de acordo com a composição química, as matérias-primas refratárias naturais podem ser divididas em:
Silícios: como sílica cristalina, sílica cimentada com areia de quartzo, etc.;
② semi-silício (filachita, etc.)
③ Argila: como argila dura, argila macia, etc.; Combine argila e clínquer de argila
(4) Alto alumínio: também conhecido como jade, como altos minerais de bauxita e silimanita;
⑤ Magnésio: magnesita;
⑥ Dolomita;
⑦ Cromita [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
Zircão (ZrO2·SiO2).
As matérias-primas naturais geralmente contêm mais impurezas, a composição é instável, o desempenho varia muito, apenas algumas matérias-primas podem ser usadas diretamente, a maioria delas precisa ser purificada, classificada ou mesmo calcinada para atender aos requisitos de produção de materiais refratários.
(2) matérias-primas sintéticas resistentes ao fogo
Os tipos de minerais naturais utilizados como matérias-primas são limitados e, muitas vezes, não atendem aos requisitos de materiais refratários de alta qualidade e alta tecnologia para as necessidades específicas da indústria moderna. As matérias-primas refratárias sintéticas podem atender plenamente à composição e estrutura química mineral pré-desenhadas, com textura pura, estrutura densa e fácil controle da composição química, garantindo a estabilidade da qualidade. A fabricação de uma variedade de materiais refratários avançados permite a fabricação de uma variedade de materiais refratários avançados, sendo a principal matéria-prima dos materiais refratários modernos de alta qualidade e alta tecnologia. O desenvolvimento de materiais refratários sintéticos tem sido muito rápido nos últimos vinte anos.
As matérias-primas refratárias sintéticas são principalmente espinélio de magnésio e alumínio, mulita sintética, magnésia de água do mar, cordierita de magnésio sintética, coríndon sinterizado, titanato de alumínio, carboneto de silício e assim por diante.
Data de publicação: 19 de maio de 2023
