Zij waren de onbezongen helden van de industriële bloei. Vuurvaste materialen houden de lijn vast, zelfs wanneer de temperatuur boven de grenzen van normaal staal of beton stijgt. Deze keramiek met een hoog smeltpunt is niet alleen bestand tegen de brand; ze behouden hun structurele integriteit terwijl ze fungeren als een schild voor interne machines, terwijl ze de structurele integriteit behouden.
Zonder hen zouden de metallurgische, glas- en keramische industrieën tot stilstand komen. Je kunt staal of glas niet smelten zonder een voering die weigert uit zichzelf te smelten.
Deze materialen bestaan voornamelijk uit keramiek. Ze worden gebruikt voor het maken van bakstenen, bekledingen en monolithische vormen voor het bekleden van de binnenkant van ovens, ovens en andere verwerkingsapparatuur voor hoge temperaturen. De term zelf komt van het Franse woord réfractaire, wat letterlijk “hoog smeltpunt” betekent. Dit is een eenvoudige uitleg van een complexe klus.
Waarom ze niet smelten of barsten
陶瓷具有很强的primaire chemische bindingen. 在冶金和玻璃制造领域，de omgeving is wreed. 熔炉暴露在腐蚀性熔融材料和气体中，这些材料和气体会在几秒钟内侵蚀较弱的材料。
而且热冲击是突然的。
表面层收缩,而内层保持高温。 materiaal mislukt.
陶瓷很脆，是的。 但工程师们找到了一种方法，让它们能够抵抗这种冲击。 他们通过在加工过程中操纵微观结构来做到这一点。
Denk aan de textuur. Ze zijn ruw. 而且它们是多孔的。 材料中含有大量的空气空间。
Waarom lucht uitnodigen in een solide structuur?
Het reist niet. 当温度下降时,孔隙率可以防止砖碎裂。
然而，孔隙率是一种权衡。 如果耐火材料接触腐蚀性物质（例如在玻璃熔炉中），空气空间就会很危险。 在这些情况下,制造商会增加密度。 Weerstand tegen thermische schokken.
哪个更好？这取决于工作。
De chemie van hittebestendigheid
Niet alle vuurvaste materialen zijn gelijk gemaakt. De samenstelling en verwerking variëren sterk afhankelijk van de toepassing. We classificeren ze over het algemeen in twee brede categorieën: op klei gebaseerd en niet op klei gebaseerd.
We kijken ook naar hun chemische aard. Zijn ze zuur of basisch?
Zure vuurvaste materialen bevatten siliciumdioxide ($SiO_2$) of zirkoniumoxide ($ZrO_2$). Basisvuurvaste materialen omvatten aluminiumoxide ($Al_2O_3$) en aardalkalioxiden zoals kalk ($CaO$) en magnesiumoxide ($MgO$). Dit verschil is belangrijk omdat zure stoffen slecht reageren met basische slakken en omgekeerd. Een verkeerde uitlijning kan hier tot snelle mislukkingen leiden.
Op klei gebaseerde vuurvaste materialen omvatten vuurvaste klei, keramiek met een hoog aluminiumoxidegehalte en mullietkeramiek. Deze producten worden op dezelfde manier verwerkt als traditionele structurele kleiproducten. De producten worden gevormd door het verwerken van stijve modder, zoals compressiegieten en extrusiegieten. Vervolgens wordt het gedroogd en gebakken in een lange tunneloven. Bij het bakken vindt verglazing gedeeltelijk plaats. Dit is een vloeibaar sinterproces dat de deeltjes aan elkaar bindt. Er ontstaat een vaste massa.
Vuurvaste materialen op basis van niet-klei vereisen geavanceerde technieken. Keramiek met ultrahoog aluminiumoxide- en zirkoniumoxidegehalte wordt gesinterd met behulp van tijdelijke vloeistoffen of vaste stoffen. Basisstenen hechten zich aan elkaar door chemische reacties tussen de componenten. Siliciumcarbide wordt gevormd bij de reactie van kwartszand en cokes. Dit zijn niet de stenen van je oma. Het zijn technische materialen.
Het werkpaard: Vuurklei
在粘土家族中，耐粘土是主力。 它由含有铝硅酸盐矿物高岭石 ($Al_2[Si_2O_5][OH]_4$) 的粘土制成。还存在碱金属和氧化铁等杂质。
25% 至 45% Low-duty, medium-duty, high-duty of super-duty. 氧化铝含量越高，使用温度越高。
在加热时表现出相对较低的膨胀。 Ze houden het goed vol.
De basisprincipes van het programma 因此，您会发现它们衬在高炉、hoogovenkachels en cokesovens上.
Monolithiek. 它包括用于ramming的混合物。 它包括用于喷射的混合物——从压力枪喷射到位。
它以纤维板形式出现。 毯子。 真空铸造形状。
它需要灵活性。 它需要可以喷入窑中并就地硬化的解决方案。
Er zijn diepere ingrepen in de chemie. 选择是巨大的。而且需求正在上升。
De standaard met hoog aluminiumoxidegehalte
Vuurvaste materialen met een hoog aluminiumoxidegehalte beginnen met bauxiet. Je kent het als het erts voor aluminium, maar in deze context is het een mix van aluminiumhydroxide en kaolinitische klei. Rooster die grondstof en je krijgt een mengsel van synthetisch aluminiumoxide en mulliet. Het resultaat? Een materiaal dat wordt gedefinieerd doordat het tussen 50 en 87,5 procent aluminiumoxide bevat.
Waarom is dat percentage belangrijk? Omdat deze stenen sterker zijn dan standaard vuurvaste klei. Ze houden beter stand in eenvoudige omgevingen. Ze zijn bestand tegen slijtage. Hun volume blijft stabiel als de hitte toeneemt. Je ziet ze langs hoogovens, kachelsecties en de gietpannen die vloeibaar staal vervoeren. Ze falen niet als de druk hoog is.
Mulliet: de stabiele kern
Mulliet is specifiek. De formule is 3Al2O3 · 2SiO2, wat zich vertaalt naar ongeveer 70 procent aluminiumoxide. Het smelt bij 1.850°C. Om dat te bereiken mengen fabrikanten verschillende kleisoorten met bauxiet en sinteren ze het mengsel vervolgens op hoge temperatuur in elektrische ovens.
Het is de meest stabiele van de vuurvaste materialen van aluminiumsilicaat. Door die stabiliteit kan het bestand tegen hoge temperaturen worden belast zonder te knikken. Mullietstenen vindt u in hoogovenkachels en onder de daken van glassmeltovens. Het vecht niet tegen de hitte. Het is bestand tegen het.
De niet-klei-alternatieven
Niet elk vuurvast materiaal begint met klei. Deze niet-kleiproducten worden meestal in bakstenen geperst, hoewel sommige magnesiet-chroom- en aluminiumoxidevariëteiten in mallen worden gegoten. De ruwe input is ook anders. We hebben het over carbonaten of oxiden van metalen zoals magnesium, aluminium en zirkonium.
Fundamentele vuurvaste materialen en weerstand tegen slak
Basisvuurvaste materialen omvatten magnesiumoxide, dolomiet, chroom en mengsels hiervan. Magnesiabakstenen zijn afkomstig van periklaas, de minerale vorm van magnesiumoxide. Periklaas krijg je uit magnesiet (magnesiumcarbonaat) of uit magnesiumhydroxide gewonnen uit zeewater en pekel. De hechtmethoden variëren: chemisch, pekgebonden, gebrand of een combinatie waarbij pek na het branden wordt geïmpregneerd.
Dolomietvuurvaste materialen gebruiken dolomieterts, een mengsel van calcium- en magnesiumcarbonaten. Hier is de stap na het branden van cruciaal belang. Je moet ze impregneren met teer of pek. Waarom? Om te voorkomen dat de limoen opnieuw hydrateert. Als het rehydrateert, faalt de steen.
Chrome-stenen zijn afhankelijk van chroomertsen. Dit zijn complexe vaste oplossingen van het spineltype – denk aan chromiet en magnetiet – vermengd met silicaatverontreinigingen.
Alle basisvuurvaste materialen delen één superkracht: ze zijn bestand tegen ijzeroxiden en basische slakken. Dit is van cruciaal belang bij de staalproductie. Voeg koolstof toe, hetzij als vlokken, hetzij als restkoolstof uit pek/teer, en de weerstand schiet omhoog. Dat is de reden waarom ze basiszuurstofovens, elektrische ovens en openhaardovens aanbieden. Ze bekleden zelfs koperconverters.
Extra hoge aluminiumoxidedichtheid
Wanneer je meer dan 87,5 procent aluminiumoxide nodig hebt, kom je in de categorie extra hoog aluminiumoxide. Tot 100 procent. De korrels zijn versmolten of dicht gesinterd. Het doel is dichtheid. Hoge dichtheid zorgt voor volumestabiliteit die zelfs boven 1.800° C stevig blijft.
Silica en zure omgevingen
Silica vuurvaste materialen zijn afkomstig van kwartsieten en silicagrindafzettingen. Ze hebben een laag aluminiumoxide- en een laag alkaligehalte. Ze vertrouwen op een chemische binding met 3 à 3,5 procent kalk.
Ze zijn bestand tegen hoge temperatuurbelastingen. Ze zijn bestand tegen slijtage. Het belangrijkste is dat ze zure slakken bevatten. Van de kwaliteiten – cokesovenkwaliteit, conventioneel en super-duty – wint de super-duty-versie voor de bovenbouw van glassmelterijen. Het lage gehalte aan onzuiverheden is de onderscheidende factor.
Zirkoon’s corrosiebescherming
Zirkoon, een zirkoniumsilicaat, speelt een specifieke rol in glazen tanks. Gesmolten glas is corrosief. Zirkoon verzet zich ertegen. Het behoudt volumestabiliteit gedurende lange perioden bij hoge temperaturen. Het vertoont ook een goede kruipweerstand, wat betekent dat het minder vervormt onder warme belastingen.
Thermische schokbestendigheid van siliciumcarbide
Siliciumcarbide-keramiek maakt gebruik van het Acheson-proces. Edward G. Acheson vond het uit in 1891. Bij deze methode wordt puur kwartszand in een elektrische oven omgezet met fijnverdeelde koolstof (cokes). Het temperatuurbereik is steil: 2.200° tot 2.480° C.
Het resulterende materiaal heeft een uitstekende draagkracht bij hoge temperaturen. Het is maatvast. Maar de echte sleutel is de weerstand tegen thermische schokken. Siliciumcarbide geleidt de warmte goed. Die hoge geleidbaarheid voorkomt extreme temperatuurverschillen tussen lagen. Zonder die verschillen krijg je geen thermische uitzettingsspanningen. Dit maakt SiC ideaal voor ovenmeubilair en ondersteunt andere keramiek tijdens het bakken.
Gespecialiseerde niet-kleimixen
Kleinere hoeveelheden andere vuurvaste materialen voldoen aan speciale behoeften. Grafiet. Zirkonia. Forsteriet. Mengsels zoals magnesiumoxide-aluminiumoxide, magnesiet-chroom, chroom-aluminiumoxide en aluminiumoxide-zirkoniumoxide-silica.
Aluminiumoxide-zirkoniumoxide-silica, of AZS, is verschillend. Het wordt gesmolten en in mallen gegoten of rechtstreeks in glasoventanks. Het is bestand tegen corrosie zonder dat er onzuiverheden in de glassmelt terechtkomen. Het wordt ook gegoten om tankblokken te maken, bekend als soldatenblokken of zijwandblokken. Deze zijn essentieel voor het bouwen en repareren van glasovens.
