Es gibt viele Arten von feuerfesten Rohstoffen und verschiedene Klassifizierungsmethoden. Im Allgemeinen gibt es sechs Kategorien.
Erstens, nach der Klassifizierung der chemischen Bestandteile von feuerfesten Rohstoffen
Man kann sie in oxidische und nicht-oxidische Rohstoffe unterteilen. Mit dem Fortschritt moderner Wissenschaft und Technik haben sich einige organische Verbindungen zu Vorläufer- oder Hilfsstoffen für hochleistungsfähige, feuerbeständige Rohstoffe entwickelt.
Zweitens, gemäß der Klassifizierung der chemischen Komponenten von feuerfesten Rohstoffen
Nach ihren chemischen Eigenschaften lassen sich feuerbeständige Rohstoffe in saure feuerbeständige Rohstoffe wie Siliciumdioxid, Zirkon usw., neutrale feuerbeständige Rohstoffe wie Korund, Bauxit (sauer), Mullit (sauer), Pyrit (alkalisch), Graphit usw. und alkalische feuerbeständige Rohstoffe wie Magnesiumoxid, Dolomitsand, Magnesiumoxid-Calciumsand usw. unterteilen.
Drittens, gemäß der Klassifizierung der Produktionsprozessfunktionen
Nach ihrer Rolle im Herstellungsprozess von Feuerfestmaterialien lassen sich die Rohstoffe in Hauptrohstoffe und Hilfsrohstoffe unterteilen.
Der Hauptrohstoff bildet den Grundkörper des Feuerfestmaterials. Hilfsstoffe lassen sich in Bindemittel und Additive unterteilen. Bindemittel sorgen dafür, dass der Feuerfestkörper während der Herstellung und Anwendung die erforderliche Festigkeit aufweist. Häufig verwendete Bindemittel sind Sulfitzellstoffabfälle, Asphalt, Phenolharz, Aluminatzement, Natriumsilikat, Phosphorsäure und Phosphat, Sulfat sowie einige Hauptrohstoffe selbst, wie beispielsweise gebundener Ton. Additive verbessern die Herstellung oder Verarbeitung von Feuerfestmaterialien oder verstärken bestimmte Eigenschaften des Materials. Beispiele hierfür sind Stabilisatoren, Wasserreduktionsmittel, Inhibitoren, Weichmacher, Treibmittel, Dispergiermittel, Expansionsmittel und Antioxidationsmittel.
Viertens, nach der Art der Säure- und Basenklassifizierung
Nach Säure- und Laugencharakteristika lassen sich feuerfeste Rohstoffe im Wesentlichen in folgende fünf Kategorien einteilen.
(1) Saure Rohstoffe
Hauptsächlich siliziumhaltige Rohstoffe wie Quarz, Schuppenquarz, Quarzit, Chalcedon, Hornstein, Opal, weißer Quarzsand und Diatomit enthalten mindestens 90 % Siliciumdioxid (SiO₂), reine Rohstoffe sogar über 99 %. Bei hohen Temperaturen reagieren siliziumhaltige Rohstoffe chemisch sauer, insbesondere in Gegenwart von Metalloxiden oder bei Kontakt mit anderen Chemikalien, und bilden schmelzbare Silikate. Daher beeinträchtigt bereits ein geringer Anteil an Metalloxiden die Hitzebeständigkeit des siliziumhaltigen Rohstoffs erheblich.
(2) halbsaure Rohstoffe
Es handelt sich hauptsächlich um feuerfesten Ton. In der Vergangenheit wurde Ton fälschlicherweise als saures Material eingestuft. Der Säuregrad feuerfester Rohstoffe basiert hauptsächlich auf dem Gehalt an freier Kieselsäure (SiO₂), da der Gehalt an freier Kieselsäure im feuerfesten Ton deutlich geringer ist als in kieselsäurehaltigen Rohstoffen.
Da feuerfeste Tone im Allgemeinen 30–45 % Aluminiumoxid enthalten und dieses selten in freier Form vorliegt, sondern sich mit Siliciumdioxid zu Kaolinit (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) verbindet, ist selbst bei geringen Siliciumdioxidüberschüssen der Einfluss sehr gering. Daher ist die Säurewirkung feuerfester Tone deutlich schwächer als die von siliciumhaltigen Rohstoffen. Manche vermuten, dass sich feuerfeste Tone bei hohen Temperaturen in freies Silicat und freies Aluminiumoxid zersetzen, diese jedoch nicht unverändert bleiben. Beim weiteren Erhitzen verbinden sich freies Silicat und freies Aluminiumoxid zu Quarz (3Al₂O₃·2SiO₂). Quarz weist eine gute Säurebeständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke auf. Durch den steigenden Aluminiumoxidanteil im feuerfesten Ton nimmt die Säurewirkung allmählich ab. Ab einem Aluminiumoxidanteil von 50 % nimmt der Ton alkalische bis neutrale Eigenschaften an. Besonders bei der Herstellung von unter hohem Druck gepressten Ziegeln mit hoher Dichte, feiner Kompaktheit und geringer Porosität ist die Beständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke unter Hochtemperaturbedingungen höher als bei Siliciumdioxid. Quarz ist zudem sehr erosionsbeständig, weshalb die Klassifizierung von feuerfestem Ton als halbsauer angemessen erscheint. Feuerfester Ton ist der grundlegendste und am weitesten verbreitete Rohstoff in der Feuerfestindustrie.
(3) neutrale Rohstoffe
Neutrale Rohstoffe sind hauptsächlich Chromit, Graphit und Siliciumcarbid (künstlich). Sie reagieren unter keinen Temperaturbedingungen mit sauren oder alkalischen Schlacken. Chromit und Graphit sind zwei natürliche Materialien dieser Art. Neben natürlichem Graphit gibt es auch künstlichen Graphit. Diese neutralen Rohstoffe weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber Schlacken auf und eignen sich daher besonders für alkalische Feuerfestmaterialien und saure Feuerfestisolierungen.
(4) alkalische feuerfeste Rohstoffe
Hauptsächlich Magnesit, Dolomit, Kalk, Olivin, Serpentin, hochtonerdehaltige sauerstoffhaltige Rohstoffe (manchmal neutral), diese Rohstoffe weisen eine starke Beständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke auf und werden hauptsächlich in gemauerten alkalischen Öfen verwendet, reagieren aber besonders leicht mit saurer Schlacke chemisch und werden zu Salzen.
(5) Spezielle feuerfeste Materialien
Hauptsächlich Zirkonoxid, Titanoxid, Berylliumoxid, Ceroxid, Thoriumoxid, Yttriumoxid usw. Diese Rohstoffe weisen unterschiedliche Beständigkeitsgrade gegenüber Schlacken auf. Da sie jedoch nur in begrenzten Mengen verfügbar sind, finden sie in der Feuerfestindustrie nur unter speziellen Bedingungen Anwendung und werden daher als spezielle feuerbeständige Rohstoffe bezeichnet.
Fünftens, nach der Generation der Rohstoffklassifizierung
Nach der Art der Rohstoffgewinnung lassen sich Rohstoffe in zwei Kategorien einteilen: natürliche Rohstoffe und synthetische Rohstoffe.
(1) natürliche feuerfeste Rohstoffe
Natürliche mineralische Rohstoffe bilden nach wie vor die Hauptrohstoffquelle. In der Natur vorkommende Mineralien bestehen aus den sie konstituierenden Elementen. Es ist erwiesen, dass Sauerstoff, Silizium und Aluminium zusammen etwa 90 % der Gesamtmenge der Elemente in der Erdkruste ausmachen. Oxid-, Silikat- und Aluminosilikatmineralien bieten dabei deutliche Vorteile und stellen sehr große Reserven an natürlichen Rohstoffen dar.
China verfügt über reichhaltige und vielfältige Rohstoffvorkommen für feuerfeste Materialien. Magnesit, Bauxit, Graphit und andere Ressourcen bilden die drei Säulen der chinesischen feuerfesten Rohstoffversorgung. Magnesit und Bauxit sind in großen Mengen und von hoher Qualität vorhanden. Hervorragende feuerfeste Tone, Kieselsäure, Dolomit, Magnesia-Dolomit, Magnesia-Olivin, Serpentin, Zirkon und andere Ressourcen sind weit verbreitet.
Die wichtigsten Sorten natürlicher Rohstoffe sind: Kieselsäure, Quarz, Diatomit, Wachs, Ton, Bauxit, Cyanit-Mineralrohstoffe, Magnesit, Dolomit, Kalkstein, Magnesit-Olivin, Serpentin, Talk, Chlorit, Zirkon, Plagiozirkon, Perlit, Chrom-Eisen und natürlicher Graphit.
Sechstens lassen sich natürliche feuerfeste Rohstoffe nach ihrer chemischen Zusammensetzung in folgende Kategorien einteilen:
Kieselsäurehaltig: wie z. B. kristallines Siliziumdioxid, Quarzsand, zementiertes Siliziumdioxid usw.;
② halbkieselig (Phyllachit usw.)
③ Ton: z. B. harter Ton, weicher Ton usw.; Ton und Tonklinker mischen
(4) Hochaluminiumhaltige Mineralien: auch als Jade bekannt, wie z. B. hochbauxithaltige Mineralien, Sillimanit;
⑤ Magnesium: Magnesit;
⑥ Dolomit;
⑦ Chromit [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
Zirkon (ZrO2·SiO2).
Natürliche Rohstoffe enthalten in der Regel mehr Verunreinigungen, ihre Zusammensetzung ist instabil, ihre Eigenschaften schwanken stark, nur wenige Rohstoffe können direkt verwendet werden, die meisten müssen gereinigt, sortiert oder sogar kalziniert werden, um die Produktionsanforderungen von feuerfesten Materialien zu erfüllen.
(2) synthetische feuerbeständige Rohstoffe
Die als Rohstoffe verwendeten natürlichen Mineralien sind begrenzt und genügen oft nicht den Anforderungen an hochwertige und technologisch fortschrittliche Feuerfestmaterialien für die moderne Industrie. Synthetische Feuerfestrohstoffe hingegen ermöglichen die präzise Umsetzung der vorgegebenen chemischen Zusammensetzung und Struktur. Sie zeichnen sich durch eine reine Textur, eine dichte Struktur und eine gut steuerbare chemische Zusammensetzung aus, was zu einer stabilen Qualität führt. Dadurch lassen sich vielfältige, hochentwickelte Feuerfestmaterialien herstellen. Synthetische Feuerfestmaterialien sind der Hauptrohstoff für moderne, technologisch fortschrittliche Feuerfestmaterialien. Die Entwicklung synthetischer Feuerfestmaterialien hat in den letzten zwanzig Jahren rasant zugenommen.
Synthetische feuerfeste Rohstoffe sind hauptsächlich Magnesium-Aluminium-Spinell, synthetischer Mullit, Meerwassermagnesia, synthetischer Magnesiumcordierit, Sinterkorund, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid und so weiter.
Veröffentlichungsdatum: 19. Mai 2023
