Refrakterlerde kaolin uygulamaları
Kaolin, refrakter endüstrisi tarafından tüketilen çok sayıda alümino-silikat kilinden biridir. Bu kil, teorik olarak saf kaolen için yaklaşık %20 ile %45,9 arasında alümina (Al2O3) içeriğine sahiptir. Genel anlamda, alümina içeriği ne kadar yüksek olursa malzeme o kadar refrakter olur.
Refrakterler, yüksek sıcaklıktaki fırınları, reaktörleri ve diğer işleme ünitelerini kaplamak için kullanılan ısıya dayanıklı malzemelerdir. Refrakterlerin en önemli özelliği, mekanik stres altında ve çeşitli sıcak gazlar, sıvılar ve erimiş veya sıvı malzemelerin saldırısı altında yüksek sıcaklıklarda şekillerini ve mukavemetlerini koruyabilmeleridir.
Refrakterler asit ve bazik kategorilere ayrılır. “Bazik” veya “asit” terimi, refrakterin bileşiminden ziyade kullanıldığı ortamı ifade eder. İki tip refrakter arasındaki ayrım, bazik veya asit cüruflarını işlemek için farklı ürünlerin kullanıldığı çelik endüstrisinden kaynaklanmaktadır. Açık ocak ve elektrik ark ocaklarında asit veya bazik refrakterler kullanılabilir ancak temel çelik üretim proseslerinde yalnızca bazik refrakterler kullanılır. Cam ve seramik endüstrilerinde çalışma koşulları genellikle asidiktir. Demir dışı metal endüstrisinde hem asidik hem de bazik refrakterler kullanılmaktadır.
Asit refrakterleri alüminosilikatlardan ve silikadan üretilir ancak yüksek alümina içeriğine sahip olanların esasen nötr olduğu kabul edilir. Bu tip refrakter, fırında bulunan ve üretilen demir ve çeliğin kalitesine zarar verebilecek her türlü fosforu giderebilir. Temel refrakterler doğal veya sentetik manyezit, kromit, dolomit ve forsteritten üretilebilmektedir.
Refrakterler ayrıca tuğlalara ve monolitiklere ayrılabilir. Refrakter tuğlalar fiziksel boyutlarına göre sınıflandırılır. Refrakter tuğlaların standart boyutu 23 cm x 11,4 cm x 6,4 cm olup, 9 inç tuğla olarak da bilinir. Diğer tüm tuğlalar özel şekillere tabi tutulmakta ve belirli uygulamalarda kullanılmak üzere üretilmektedir. Monolitikler refrakter tuğlalarla aynı malzemelerden yapılmıştır ancak yakın zamana kadar esas olarak cüruf, buhar ve alevin nüfuz etmesini önleyen refrakter tuğlalardan yapılan yapıları yalıtmak için kullanılıyordu. Monolitikler ayrıca uygulamaya göre harçlar, sıkıştırma karışımları, püskürtme karışımları ve dökülebilir malzemeler olarak alt bölümlere ayrılır. Bunlar daha sonra kimyasal bileşimlerine göre şamot, müllit, yüksek alümina, silika-magnezya, manyezit-krom, krom, alümina-krom, alümina-grafit, zirkon ve alümina-zirkonya-silika (AZS) olarak ayrılır.
Demir-çelik endüstrisi refrakterler için en büyük pazardır. Teknolojik ilerlemeler refrakterlerin kalitesini artırdı; bunun başlıca nedeni tüketicilerin ürünlerin daha uzun kullanım ömrüne ihtiyaç duymasıydı. Aşınma ve termal şoka karşı artan direnç, refrakter ürünün ömrünü uzatır ve astar ve refrakter bileşenlerin değiştirilmesi için fırının üretimden çıkarılması gerekme sayısını azaltır. Bu teknolojik gelişmeler sayesinde refrakter hammadde tüketimi de azalmıştır.