Applications du kaolin dans les réfractaires
Le kaolin fait partie des nombreuses argiles alumino-silicates consommées par l'industrie réfractaire. Ces argiles ont des teneurs en alumine (Al2O3) de l'ordre de 20% jusqu'à 45,9% pour du kaolin théoriquement pur. De manière générale, plus la teneur en alumine est élevée, plus le matériau est réfractaire.
Les réfractaires sont des matériaux résistants à la chaleur utilisés pour garnir les fours à haute température, les réacteurs et autres unités de traitement. La caractéristique la plus importante des réfractaires est leur capacité à conserver leur forme et leur résistance à des températures élevées sous contraintes mécaniques et attaques par divers gaz chauds, liquides et matériaux fondus ou liquides.
Les réfractaires sont divisés en catégories acides et basiques. Le terme « basique » ou « acide » fait référence à l'environnement dans lequel le réfractaire est utilisé plutôt qu'à sa composition. La distinction entre les deux types de réfractaires trouve son origine dans l'industrie sidérurgique où des produits différents étaient utilisés pour traiter des scories basiques ou acides. Les fours à foyer ouvert et à arc électrique peuvent utiliser des réfractaires acides ou basiques, mais seuls les réfractaires basiques sont utilisés dans les processus de fabrication de l'acier de base. Dans les industries du verre et de la céramique, les conditions opératoires sont généralement acides. Les réfractaires acides et basiques sont utilisés dans l’industrie des métaux non ferreux.
Les réfractaires acides sont fabriqués à partir d'aluminosilicates et de silice, mais ceux à forte teneur en alumine sont considérés comme essentiellement neutres. Ce type de réfractaire peut éliminer tout phosphore présent dans un four, ce qui peut nuire à la qualité du fer et de l'acier produits. Les réfractaires de base peuvent être fabriqués à partir de magnésite, de chromite, de dolomite et de forstérite naturelles ou synthétiques.
Les réfractaires peuvent être divisés en briques et monolithiques. Les briques réfractaires sont classées selon leurs dimensions physiques. La taille standard des briques réfractaires est de 23 cm x 11,4 cm x 6,4 cm, également connue sous le nom de brique de 9 pouces. Toutes les autres briques ont des formes spéciales et sont produites pour être utilisées dans des applications spécifiques. Les monolithiques sont constitués des mêmes matériaux que les briques réfractaires, mais jusqu'à récemment, ils étaient principalement utilisés pour sceller les structures en briques réfractaires empêchant la pénétration des scories, des vapeurs et des flammes. Les monolithiques sont subdivisés par application en mortiers, mélanges de pilonnage, mélanges de projection et bétons. Ceux-ci sont ensuite divisés selon leur composition chimique en argile réfractaire, mullite, haute alumine, silice-magnésie, magnésite-chrome, chrome, alumine-chrome, alumine-graphite, zircon et alumine-zircone-silice (AZS).
L'industrie sidérurgique constitue le plus grand marché pour les réfractaires. Les progrès technologiques ont amélioré la qualité des réfractaires, principalement parce que les consommateurs exigent des produits une durée de vie de plus en plus longue. Une résistance accrue à l'usure et aux chocs thermiques augmente la durée de vie d'un produit réfractaire et réduit le nombre de fois qu'un four doit être mis hors production pour que le revêtement et les composants réfractaires soient remplacés. La consommation de matières premières réfractaires a également été réduite grâce à ces améliorations technologiques.