Zastosowanie kaolinu w materiałach ogniotrwałych
Kaolin jest jedną z wielu glinek glinokrzemianowych zużywanych w przemyśle materiałów ogniotrwałych. Gliny te mają zawartość tlenku glinu (Al2O3) od około 20% do 45,9% dla teoretycznie czystego kaolinu. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa zawartość tlenku glinu, tym materiał jest bardziej ogniotrwały.
Materiały ogniotrwałe to materiały żaroodporne stosowane do wyłożenia pieców wysokotemperaturowych, reaktorów i innych jednostek przetwórczych. Najważniejszą cechą materiałów ogniotrwałych jest ich zdolność do utrzymywania kształtu i wytrzymałości w wysokich temperaturach pod wpływem naprężeń mechanicznych i ataku różnych gorących gazów, cieczy oraz stopionych lub płynnych materiałów.
Materiały ogniotrwałe dzielą się na kwasowe i zasadowe. Termin „zasadowy” lub „kwas” odnosi się raczej do środowiska, w którym stosuje się materiał ogniotrwały, niż do jego składu. Rozróżnienie pomiędzy tymi dwoma rodzajami materiałów ogniotrwałych wywodzi się z przemysłu stalowego, gdzie do obróbki żużli zasadowych lub kwaśnych stosowano różne produkty. W piecach martenowskich i elektrycznych piecach łukowych można stosować kwasowe lub zasadowe materiały ogniotrwałe, ale w podstawowych procesach produkcji stali stosuje się tylko podstawowe materiały ogniotrwałe. W przemyśle szklarskim i ceramicznym warunki pracy są na ogół kwaśne. W przemyśle metali nieżelaznych stosuje się zarówno kwaśne, jak i zasadowe materiały ogniotrwałe.
Kwaśne materiały ogniotrwałe są produkowane z glinokrzemianów i krzemionki, ale te o wysokiej zawartości tlenku glinu są uważane za zasadniczo obojętne. Ten rodzaj materiału ogniotrwałego może usunąć wszelki fosfor obecny w piecu, co może mieć szkodliwy wpływ na jakość produkowanego żelaza i stali. Podstawowe materiały ogniotrwałe mogą być wytwarzane z naturalnego lub syntetycznego magnezytu, chromitu, dolomitu i forsterytu.
Materiały ogniotrwałe można dalej podzielić na cegły i monolity. Cegły ogniotrwałe klasyfikuje się według wymiarów fizycznych. Standardowy rozmiar cegieł ogniotrwałych to 23 cm x 11,4 cm x 6,4 cm i jest również znany jako cegła 9-calowa. Wszystkie pozostałe cegły mają specjalne kształty i są produkowane do użytku w określonych zastosowaniach. Monolity wykonane są z tych samych materiałów, co cegły ogniotrwałe, ale do niedawna były stosowane głównie do uszczelniania konstrukcji wykonanych z cegieł ogniotrwałych, zapobiegając przedostawaniu się żużla, oparów i płomieni. Monolity dzieli się dalej ze względu na zastosowanie na zaprawy, mieszanki do ubijania, mieszanki do strzelania i masy betonowe. Następnie dzieli się je według składu chemicznego na szamot, mulit, wysoką zawartość tlenku glinu, krzemionkę-magnez, magnezyt-chrom, chrom, tlenek glinu-chrom, tlenek glinu-grafit, cyrkon i tlenek glinu-tlenku cyrkonu-krzemionki (AZS).
Największym rynkiem materiałów ogniotrwałych jest przemysł żelaza i stali. Postęp technologiczny poprawił jakość materiałów ogniotrwałych, przede wszystkim dlatego, że konsumenci wymagają od produktów coraz dłuższej żywotności. Zwiększona odporność na zużycie i szok termiczny zwiększa żywotność produktu ogniotrwałego i zmniejsza liczbę przypadków konieczności wycofywania pieca z produkcji w celu wymiany wykładziny i elementów ogniotrwałych. Dzięki tym ulepszeniom technologicznym zmniejszono również zużycie surowców ogniotrwałych.