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耐火原材料。這些材料在高溫環(huán)境下依然能保持穩(wěn)定，是許多工業(yè)過程中不可或缺的一部分。耐火原料種類繁多，分類方法也多種多樣。總體上有五種分類方法。
PART.01
按耐火原料的化學(xué)組分分類
可分為氧化物原料與非氧化物原料。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,某些有機化合物已成為高性能耐火原料的前驅(qū)體材料或輔助原料。
PART.02
按耐火原料的化學(xué)組分分類
按化學(xué)特性，耐火原料又可分為酸性耐火原料，如硅石、鋯英石等;中性耐火原料，如剛玉、鋁礬土(偏酸性)、莫來石(偏酸性)、硌鐵礦(偏堿性)、石墨等;堿性耐火原料，如鎂砂、白云石砂、鎂鈣砂等。
PART.03
按生產(chǎn)工藝作用分類
按照其在耐火材料生產(chǎn)工藝中作用，耐火原料又可分為主要原料與輔助原料。
主要原料是構(gòu)成耐火材料的主體。輔助原料又可分為結(jié)合劑和添加劑。結(jié)合劑的作用是使耐火材料坯體在生產(chǎn)與使用過程中具有足夠的強度。常用的有亞硫酸紙漿廢液、瀝青、酚醛樹脂、鋁酸鹽水泥、水玻璃、磷酸及磷酸鹽、硫酸鹽等,有些主要原料本身又具有結(jié)合劑的作用,如結(jié)合粘土;添加劑的作用是改善耐火材料生產(chǎn)或施工工藝,或強化耐火材料的某些性能，如穩(wěn)定劑、減水劑、抑制劑、增塑劑、發(fā)泡劑分散劑、膨脹劑、抗氧化劑等。
PART.04
按酸堿性質(zhì)分類
按酸堿性,耐火原料可主要分為下面五大類。
1、酸性原料
主要是硅質(zhì)原料,例如:石英、鱗石英、方石英、玉髓、燧石、蛋白石、石英巖、白硅砂、硅藻土,這些硅質(zhì)原料中所含氧化硅(SiO2)至少在90%以上，純凈原料有氧化硅高達(dá)99%以上的。硅質(zhì)原料在高溫化學(xué)動態(tài)中是酸性性質(zhì),當(dāng)有金屬氧化物存在時,或與其接觸時即起化學(xué)作用,并結(jié)合而成易熔的硅酸鹽類。因此,如果硅質(zhì)原料中含有少量的金屬氧化物時,嚴(yán)重影響它的抗熱性。
2、半酸性原料
主要是耐火黏土。在過去的分類中,黏土都是被列在酸性原料中,實際是不合適的。耐火原料的酸性依據(jù)是以游離的硅石(SiO2)為主體,因為按照耐火黏土與硅質(zhì)原料的化學(xué)成分而言,耐火黏土中的游離硅石比硅質(zhì)原料要少得多。
因為在一般耐火黏土中有30%~45%的氧化鋁,而氧化鋁很少是游離狀態(tài)的,必然與硅石結(jié)合而成高嶺石(AI2032SiO2-2H20),即使有多余的硅石量也很少、作用也很小。因此,耐火黏土的酸性性質(zhì)較硅質(zhì)原料要弱得多,有些人認(rèn)為,耐火黏土在高溫下分解成為游離硅酸、游離氧化鋁,但并不是就此不變,在繼續(xù)受熱時游離硅酸與游離氧化鋁將結(jié)合成為英萊石(3A203-2SI02),英萊石對堿性礦渣有很好的抗酸性能,同時由于耐火黏土中氧化鋁成分的增高,其酸性物質(zhì)漸漸變?nèi)酰?dāng)氧化鋁達(dá)到50%，便出現(xiàn)堿性或中性性質(zhì)，特別是在超高壓力下制成的黏土磚，密度大、細(xì)致緊密、氣孔率低,在高溫條件下對堿性礦渣的抵抗性比硅石要強。就其侵蝕性而言,英萊石也是非常遲緩的,因此我們認(rèn)為把耐火黏土列為半酸性原料是比較合適的。耐火黏土是耐火材料工業(yè)中最基本而且用途最廣的一種原料。
3、中性原料
中性原料主要是鉻鐵礦、石墨、碳化硅(人工制造),在任何溫度條件下都不與酸性或堿性礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前在自然界中有兩種這樣的原料,即鉻鐵礦和石墨。石墨除天然的以外,還有人造石墨,這些中性原料,對礦渣均有顯著的抵抗性能,最適合用作堿性耐火材料和酸性耐火材料的隔層。
4、堿性耐火材料原料
主要是菱鎂礦(菱苦土)、白云石、石灰、橄欖石、蛇紋石、高鋁氧原料(有時呈中性)，這些原料對堿性礦渣有較強的抵抗力，多用于砌筑堿性熔爐，但是特別容易和酸性礦渣起化學(xué)反應(yīng)而成為鹽類。
5、特殊耐火材料
主要是氧化鋯、氧化鈦、氧化鈹、氧化鈰、氧化釷、氧化釔等。這些原料對各種礦渣均有不同程度的抵抗性能,但是由于原料來源不多，不能在耐火材料工業(yè)中大量的應(yīng)用，只能在特殊情況下采用，因此通稱為特殊耐火原料。
PART.05
按原料的生成方式分類
按原料的生成方式,可分為天然耐火原料與人工合成耐火原料兩大類。
1、天然耐火原料
天然礦物原料仍然是耐火原料的主體。自然界中存在的各種礦物是由構(gòu)成這些礦物的各種元素所組成?，F(xiàn)在已探明氧、硅、鋁三種元素的總量約占地殼中元素總量的90%,氧化物、硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物占明顯優(yōu)勢,是蘊藏量十分巨大的天然耐火原料。
中國擁有豐富的耐火原料資源,品種繁多。鎂礦、高鋁礬土、石墨等資源堪稱中國耐火原料的三大支柱;菱鎂礦和高鋁礬土,儲量大,品位高;質(zhì)地優(yōu)良的耐火黏土、硅石、白云石、鎂化白云石、鎂橄欖石、蛇紋石、鋯英石等資源分布廣泛。
天然耐火原料的主要品種有：硅石、石英、硅藻土、蠟石、粘土、鋁礬土、藍(lán)晶石族礦物原料、菱鎂礦、白云石、石灰石、鎂橄欖石、蛇紋石、滑石、綠泥石、鋯英石、斜鋯石、珍珠巖、硌鐵礦和天然石墨等。
按化學(xué)成分，天然耐火原料可以分為：
①硅質(zhì)：如結(jié)晶硅石、石英砂膠結(jié)硅石等;
②半硅質(zhì)(葉臘石等)
③粘土質(zhì)：如硬質(zhì)粘土、軟質(zhì)粘土等;結(jié)合粘土、粘土熟料
④高鋁質(zhì)：又名剛玉質(zhì)，如高鋁礬土、硅線石族礦物等;
⑤鎂質(zhì):菱鎂礦;
⑥白云石;
⑦鉻鐵礦[(Fe,Mg)O-(Cr,AI)203];
⑧鋯英石(ZrO2-SiO2)。
天然原料通常含雜質(zhì)較多，成分不穩(wěn)定，性能波動較大，只有少數(shù)原料可直接使用，大部分都要經(jīng)過提純、分級甚至煅燒加工后才能滿足耐火材料的生產(chǎn)要求。
2、人工合成耐火原料
用于耐火原料的天然礦物種類是有限的,對制作現(xiàn)代工業(yè)所特殊要求的高質(zhì)量和高技術(shù)耐火材料,它們往往無法滿足需要,人工合成耐火原料則可以完全達(dá)到人們預(yù)先設(shè)計的化學(xué)礦物組成與組織結(jié)構(gòu),其質(zhì)地純凈,組織結(jié)構(gòu)致密,化學(xué)組成易于控制,因而質(zhì)量穩(wěn)定,可以制造各種高級耐火材料,是現(xiàn)代高技能與高技術(shù)耐火材料的主要原料。人工合成耐火原料在近二十年的發(fā)展十分迅速。
人工合成耐火原料主要有:鎂鋁尖晶石、合成莫來石、海水鎂砂、合成鎂堇青石、燒結(jié)剛玉、鈦酸鋁、碳化硅等。
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