Klasifikacija vatrostalnih opeka

Prema različitim komponentama vatrostalne opeke, mogu se podijeliti u pet kategorija, naime: vatrostalne opeke serije silicij-aluminij, vatrostalne opeke alkalne serije, vatrostalne opeke koje sadrže ugljik, vatrostalne opeke koje sadrže cirkonij i izolacijske vatrostalne opeke. Nijedna peć se ne gradi samo jednom vrstom vatrostalne opeke, već je potrebna kombinacija različitih vatrostalnih opeka. Dolje je detaljan uvod u komponente ovih pet glavnih vrsta vatrostalnih opeka.
1. Vatrostalne opeke od silikonskog aluminija temelje se na faznom dijagramu binarnog sustava AL2O3-SiO2 kao osnovnoj teoriji, uglavnom uključujući sljedeće vrste.
（1） Silicijske opeke odnose se na vatrostalne opeke koje sadrže preko 293 posto SiO i glavna su vrsta kiselih vatrostalnih opeka. Uglavnom se koristi za izgradnju koksnih peći, kao i za lukove i druge nosive dijelove raznih staklenih, keramičkih, karbonskih peći, termopeći od vatrostalne opeke. Također se koristi u visokotemperaturnim nosivim dijelovima vrućih visokih peći, ali nije prikladan za upotrebu u toplinskoj opremi ispod 600 stupnjeva i s velikim temperaturnim fluktuacijama.
（2） Glinene opeke uglavnom se sastoje od mulita (25 posto ~ 50 posto), staklene faze (25 posto ~ 60 posto), te kristobalita i kvarca (do 30 posto). Obično se kao sirovina koristi tvrda glina, a zreli materijal se prethodno kalcinira, nakon čega se dodaje mekana glina. Proizvodi od glinene opeke formiraju se polusuhim ili plastičnim metodama i peku na temperaturi od 1300~1400 C. Također je moguće dodati malu količinu vodenog stakla, cementa i drugih veziva za izradu neizgorjelih proizvoda i amorfnih materijala. To je vatrostalna opeka koja se često koristi u visokim pećima, vrućim visokim pećima, pećima za grijanje, električnim kotlovima, pećima za pečenje vapna, rotirajućim pećima, pećima za pečenje keramike i vatrostalne opeke.
（3） Vatrostalne opeke s visokim postotkom glinice sastoje se od minerala kao što su korund, mulit i staklena faza. Njihov sadržaj ovisi o omjeru AL2O3/SiO2, kao io vrsti i količini nečistoća. Klasifikacija vatrostalnih opeka može se klasificirati na temelju sadržaja AL2O3. Sirovine su prirodne rude poput boksita s visokim udjelom glinice i silimanita, kao i one pomiješane s taljenim korundom, sinteriranom glinicom, sintetičkim mulitom i klinkerom kalciniranim s glinicom i glinom u različitim omjerima. Uglavnom se proizvodi metodom sinteriranja. Ali proizvodi također uključuju topljenu lijevanu opeku, topljenu zrnatu ciglu, nepaljenu ciglu i amorfnu vatrostalnu ciglu. Vatrostalne opeke s visokim sadržajem glinice naširoko se koriste u industriji čelika, industriji obojenih metala i drugim industrijama.
（4） Vatrostalna opeka od korunda odnosi se na vrstu vatrostalne opeke s udjelom AL2O3 ne manjim od 90 posto, koja se uglavnom sastoji od korunda. Može se podijeliti na opeku od sinteriranog korunda i opeku od električnog taljenog korunda.
2. Vatrostalne opeke alkalne serije. Bazične vatrostalne opeke odnose se na vatrostalne proizvode s bazičnim oksidom kao što su Mg0 i CaO kao glavne komponente. Glavne sorte su sljedeće.
（1） Magnezitna vatrostalna opeka odnosi se na vatrostalnu opeku s magnezitom kao sirovinom, periklazom kao glavnom kristalnom fazom i sadržajem MgO od 80 posto ~ 85 posto. Njegovi proizvodi podijeljeni su u dvije kategorije: metalurški magnezij i proizvodi od magnezija. Prema kemijskom sastavu i upotrebi, postoje Martinov pijesak, obični metalurški magnezij, obične magnezijske opeke, magnezijsko-silikatne opeke, magnezijsko-aluminijske opeke, magnezijsko-kalcijeve opeke, magnezijsko-karbonske opeke i druge vrste. Magnezijeve vatrostalne opeke su najvažniji proizvodi u alkalnim vatrostalnim opekama, s visokom vatrootpornošću i dobrom otpornošću na alkalnu trosku i željeznu trosku. Oni su važna napredna vatrostalna opeka. Uglavnom se koristi za otvorene peći, pretvarače kisika, električne peći i taljenje obojenih metala.
（2） Dolomitna opeka je alkalna vatrostalna opeka proizvedena od dolomita kao glavne sirovine. Često se koristi u alkalnim pretvaračima, a može se koristiti i kao obloga za određene vanjske lonce za rafiniranje.
（3） Forsterite vatrostalna opeka je vrsta vatrostalne opeke koja se uglavnom sastoji od forsterita 2MgO · SiO2. Uglavnom se koristi za rešetkaste opeke u regenerativnim komorama s otvorenim ognjištem, opeke za ingote, grijaće dno peći, a također ima dobre učinke primjene u pećima za taljenje bakra.
3. Vatrostalne opeke koje sadrže ugljik. Vatrostalne opeke koje sadrže ugljik odnose se na proizvode od vatrostalne opeke izrađene od ugljika ili ugljikovih spojeva, s različitim oblicima ugljika kao glavnom komponentom. Uglavnom se dijele na sljedeće vrste.
（1） Ugljične opeke su neutralni vatrostalni proizvodi od opeke otporni na visoke temperature izrađeni od ugljičnih materijala kao glavne sirovine i dodane odgovarajuće količine veziva. Ugljične opeke naširoko se koriste za polaganje dna, ognjišta, bosha i donjeg dijela visoke peći. Može poboljšati kontinuirano vrijeme rada visoke peći i produžiti njezin vijek trajanja. Osim toga, ugljične opeke naširoko se koriste u elektrokemijskoj industriji, kemijskoj industriji, petrokemijskoj industriji, industriji galvanizacije, pećima u industriji ferolegura (ili oblogama opreme), oblogama spremnika za kiseline i lužine i cjevovodima, kao i oblogama peći za taljenje neželjeznih metala (kao što su olovo, aluminij, kositar itd.).
（2） Grafitni vatrostalni proizvodi su vatrostalni materijali izrađeni od prirodnog grafita kao sirovine i gline kao veziva. Ova vrsta proizvoda uključuje grafitne glinene lonce, destilacijske posude, čepove za lijevanje čelika, mlaznice i opeke za oblaganje čeličnih bačvi, itd. Među njima, grafitne glinene lonce se najčešće proizvode i naširoko koriste za proizvodnju čelika i taljenje ne- željezni metali.
（3） Vatrostalni proizvodi od silicij-karbida napredni su vatrostalni materijali proizvedeni korištenjem silicij-karbida (SiC) kao sirovine. Ima dobru otpornost na habanje i koroziju, visoku otpornost na visoke temperature, visoku toplinsku vodljivost, nizak koeficijent linearnog širenja i dobru otpornost na toplinski udar. U području taljenja čelika, može se koristiti za oblaganje čeličnih bubnjeva, mlaznica, čepova, dna visoke peći i otvora za točenje, otvora za točenje pretvarača i električnih peći te vodeno hlađenih kliznih tračnica za peći za grijanje. U topljenju obojenih metala (cink, bakar, aluminij, itd.), naširoko se koristi u destilatorima, posudama za destilacijske tornjeve, bočnim stijenkama elektrolitičkih ćelija, cjevovodima rastaljenog metala, usisnim pumpama i loncima za taljenje metala. U silikatnoj industriji naširoko se koristi kao materijal za šupu i zaštitu od plamena za razne peći, kao što su obloge prigušne peći i sagger. U kemijskoj industriji obično se koristi u područjima kao što su generatori nafte i plina, kalcinatori organskog otpada, rasplinjači nafte i peći za odsumporavanje. Osim toga, može se koristiti kao raketne mlaznice i visokotemperaturne lopatice plinskih turbina u svemirskoj tehnologiji.
4. Vatrostalne opeke koje sadrže cirkonij. Spada u kisele materijale i proizvodi se od prirodnog cirkonskog pijeska (ZrSiO2) kao sirovine. Vatrostalne opeke od cirkonija razlikuju se od silicij-aluminijskih vatrostalnih opeka i vatrostalnih opeka koje sadrže ugljik. Imaju dobru otpornost na trosku, nisku toplinsku ekspanziju, smanjenu toplinsku vodljivost s povećanjem temperature, visoku temperaturu omekšavanja opterećenja, visoku otpornost na habanje i dobru otpornost na toplinski udar. Postali su važni materijali u raznim industrijskim područjima. S razvojem tehnologije kontinuiranog lijevanja i vakuumskog otplinjavanja u metalurškoj industriji, primjena cirkon vatrostalnih opeka postaje sve raširenija, uglavnom klasificirana u sljedeće kategorije.
（1） Cirkon opeke se koriste u procesu proizvodnje čelika nabijanjem i otplinjavanjem. Vatrostalni materijali od cirkona imaju dobru otpornost na koroziju i toplinski udar troske i rastaljenog čelika te su prikladni za rad pod smanjenim tlakom. Naširoko se koriste u metalurškoj industriji za oblaganje čeličnih bubnjeva za otplinjavanje, kao i obloge bubnja od nehrđajućeg čelika, obloge bubnja za kontinuirano lijevanje, opeke za lijevanje usta, opeke za čep, opeke s rukavcima i obloge visokotemperaturnih indukcijskih peći. Vatrostalne opeke od cirkona imaju visoku otpornost na kiselu trosku i staklo, te se stoga naširoko koriste u jako oštećenim područjima staklenih peći koje tope najaktivnije staklo. Vatrostalni materijali na bazi cirkona također imaju svojstvo da u njih ne prodire metalni aluminij, aluminijevi oksidi i njihova troska, čime se postižu dobri rezultati na dnu peći za taljenje aluminija.
（2） AZS spojene opeke, također poznate kao spojene cirkonijeve korund opeke, postale su osnovni vatrostalni materijali za ključne dijelove staklenih peći s razvojem industrije stakla. Ima jaku otpornost na eroziju staklene tekućine.
（3） AZS ponovno sinterirane električne fuzijske opeke uglavnom se koriste za izgradnju toplinske opreme kao što su dno, zid i rešetkaste opeke za skladištenje topline peći za pečenje stakla.
（4） Opeke od taljenog cirkonijevog mulita karakteriziraju gusta kristalna struktura, visoka temperatura omekšavanja pod opterećenjem, dobra otpornost na toplinski udar, visoka mehanička čvrstoća na sobnoj i visokim temperaturama, dobra otpornost na trošenje, dobra toplinska vodljivost i izvrsna otpornost na eroziju troske. Ova vrsta proizvoda ima širok raspon namjena i koristi se za ispusni otvor metalurških peći za grijanje, jama za namakanje, peći s kalcijevim karbidom, stijenke staklene peći itd., s dobrim performansama.
5. Izolirane vatrostalne opeke. Odnosi se na vatrostalne materijale visoke poroznosti, niske nasipne gustoće i niske toplinske vodljivosti. Izolacijski vatrostalni materijali, također poznati kao lagani vatrostalni materijali. Uključuje sljedeće kategorije.
（1） Lagane vatrostalne opeke s visokom aluminijskom izolacijom. To je izolirana lagana vatrostalna opeka s udjelom AL2O3 ne manjim od 48 posto, koja se uglavnom sastoji od boksita. Proizvodni proces usvaja metodu pjene ili metodu sagorijevanja aditiva. Lagane vatrostalne opeke izolirane visokim sadržajem glinice mogu se koristiti za polaganje izolacijskih slojeva i područja bez jake erozije i erozije rastaljenog materijala na visokoj temperaturi. Kada su u izravnom kontaktu s plamenom, površinska kontaktna temperatura općenito izoliranih vatrostalnih opeka s visokim udjelom glinice ne smije prelaziti 1350 stupnjeva. Vatrostalne opeke izolirane mulitom mogu izravno doći u kontakt s plamenom i imaju karakteristike kao što su otpornost na visoke temperature, veliku čvrstoću i značajne učinke uštede energije. Prikladno za oblaganje peći za pirolizu, peći na vrući zrak, keramičke peći s valjcima, električne peći s ladicima za porculan i razne otporne peći.
（2） Lagane vatrostalne toplinske izolacijske opeke na bazi gline su izolacijske vatrostalne opeke sa sadržajem AL2O3 od 30 posto do 48 posto, uglavnom izrađene od vatrostalne gline. Njegov proizvodni proces usvaja metodu burn out plus figure i metodu pjene. Korištenjem vatrostalne gline, plutajućih kuglica i klinkera od vatrostalne gline kao sirovina, dodavanjem veziva i piljevine, nakon doziranja, miješanja, oblikovanja, sušenja i pečenja, volumenska gustoća od 0 proizvoda u rasponu od 3 do 1,5 g/cm3. Proizvodnja termoizolacijske opeke na bazi gline čini više od polovice ukupne proizvodnje termoizolacijske vatrostalne opeke.
Prema kineskom standardu (GB {{0}}), toplinsko-izolacijske opeke na bazi gline razvrstane su u razrede 1{{10}} na temelju njihove nasipne gustoće: NG 1,5, NG 1,3a , NG 1.3b, NG 1.0, NG 0.9, NG 0.8, NG 0.7, NG 0.6, NG 0.5 i NG 0.4 .
（3） Lagana vatrostalna toplinska izolacija od dijatomejske zemlje toplinski je izolacijski vatrostalni proizvod izrađen od dijatomejske zemlje kao glavne sirovine. Uglavnom se koristi u izolacijskim slojevima ispod 900 stupnjeva.
Kineski standard (GB 3996-1983) dijeli izolacijske proizvode od dijatomejske zemlje na GG-0.7a i GG-0 prema njihovoj nasipnoj gustoći. Postoji šest stupnjeva: 7b, GG-0 .6, GG-0.5a, GG-0.5b i GG-0.4.
（4） Drift bead opeke su toplinski izolacijski i vatrootporni proizvodi izrađeni uglavnom od plutajućih perli. Drift kuglice su šuplje staklene kuglice izrađene od aluminijevog silikata dobivenog flotacijom iz letećeg pepela u termoelektranama. Lagan je, tankih stijenki, šupalj, glatke površine, otporan na visoke temperature i dobre izolacijske karakteristike. Korištenjem izvrsnih svojstava plutajućih kuglica mogu se proizvesti lagani toplinski izolacijski vatrostalni materijali s izvrsnim izolacijskim svojstvima. Proizvodnja plutajućih zrnastih opeka može se oblikovati polusuhom metodom.