Ứng dụng cao lanh trong vật liệu chịu lửa
Cao lanh là một trong số các loại đất sét alumino-silicat được ngành công nghiệp vật liệu chịu lửa tiêu thụ. Các loại sét này có hàm lượng alumina (Al2O3) khoảng 20% đến 45,9% đối với cao lanh tinh khiết về mặt lý thuyết. Nói chung, hàm lượng alumina càng cao thì vật liệu chịu lửa càng cao.
Vật liệu chịu lửa là vật liệu chịu nhiệt được sử dụng để lót lò nung nhiệt độ cao, lò phản ứng và các đơn vị xử lý khác. Đặc tính quan trọng nhất của vật liệu chịu lửa là khả năng duy trì hình dạng và độ bền ở nhiệt độ cao dưới tác dụng cơ học và bị tấn công bởi nhiều loại khí nóng, chất lỏng và vật liệu nóng chảy hoặc lỏng.
Vật liệu chịu lửa được chia thành các loại axit và cơ bản. Thuật ngữ “bazơ” hoặc “axit” đề cập đến môi trường sử dụng vật liệu chịu lửa hơn là thành phần của nó. Sự khác biệt giữa hai loại vật liệu chịu lửa bắt nguồn từ ngành công nghiệp thép nơi các sản phẩm khác nhau được sử dụng để xử lý xỉ kiềm hoặc axit. Lò nung hở và lò hồ quang điện có thể sử dụng vật liệu chịu lửa axit hoặc cơ bản nhưng chỉ vật liệu chịu lửa cơ bản mới được sử dụng trong các quy trình sản xuất thép cơ bản. Trong ngành công nghiệp thủy tinh và gốm sứ, điều kiện hoạt động thường có tính axit. Cả vật liệu chịu lửa có tính axit và cơ bản đều được sử dụng trong ngành công nghiệp kim loại màu.
Vật liệu chịu lửa axit được sản xuất từ aluminosilicates và silica nhưng những vật liệu có hàm lượng alumina cao được coi là về cơ bản là trung tính. Loại vật liệu chịu lửa này có thể loại bỏ phốt pho có trong lò, có thể gây bất lợi cho chất lượng sắt thép được sản xuất. Vật liệu chịu lửa cơ bản có thể được sản xuất từ magnesit tự nhiên hoặc tổng hợp, crômit, dolomit và forsterit.
Vật liệu chịu lửa có thể được chia thành gạch và đá nguyên khối. Gạch chịu lửa được phân loại theo kích thước vật lý. Kích thước tiêu chuẩn cho gạch chịu lửa là 23cm x 11,4cm x 6,4cm hay còn gọi là gạch 9 inch. Tất cả các loại gạch khác đều có hình dạng đặc biệt và được sản xuất để sử dụng trong các ứng dụng cụ thể. Đá nguyên khối được làm bằng vật liệu tương tự như gạch chịu lửa nhưng cho đến gần đây chúng được sử dụng chủ yếu để bịt kín các cấu trúc làm từ gạch chịu lửa ngăn chặn sự xâm nhập của xỉ, hơi nước và ngọn lửa. Đá nguyên khối được chia nhỏ hơn nữa bằng cách ứng dụng vào vữa, hỗn hợp đầm, hỗn hợp súng và vật liệu đúc. Sau đó, chúng được chia theo thành phần hóa học của chúng thành fireclay, mullite, alumina cao, silica-magiesia, magnesit-chrome, chrome, alumina-chrome, alumina-graphit, zircon và alumina-zirconia-silica (AZS).
Ngành công nghiệp sắt thép là thị trường lớn nhất cho vật liệu chịu lửa. Những tiến bộ công nghệ đã cải thiện chất lượng của vật liệu chịu lửa, chủ yếu là do người tiêu dùng yêu cầu tuổi thọ lâu hơn của sản phẩm. Khả năng chống mài mòn và sốc nhiệt tăng lên giúp tăng tuổi thọ của sản phẩm chịu lửa và giảm số lần lò nung phải ngừng sản xuất để thay thế lớp lót và các bộ phận chịu lửa. Việc tiêu thụ nguyên liệu thô chịu lửa cũng đã giảm nhờ những cải tiến công nghệ này.