내화물 원료에는 여러 종류가 있으며 분류 방법도 다양합니다. 일반적으로 여섯 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
첫째, 내화물 원료의 화학적 성분에 따른 분류
내화 원료는 산화물 원료와 비산화물 원료로 나눌 수 있다. 현대 과학 기술의 발전과 함께 일부 유기 화합물은 고성능 내화 원료의 전구체 또는 보조 재료로 사용되고 있다.
둘째, 내화물 원료의 화학적 성분에 따른 분류
화학적 특성에 따라 내화 원료는 실리카, 지르콘 등과 같은 산성 내화 원료, 코런덤, 보크사이트(산성), 멀라이트(산성), 황철석(알칼리성), 흑연 등과 같은 중성 내화 원료, 그리고 마그네시아, 돌로마이트 모래, 마그네시아 칼슘 모래 등과 같은 알칼리성 내화 원료로 나눌 수 있다.
셋째, 생산 공정 기능 분류에 따르면
내화물 생산 공정에서의 역할에 따라 내화물 원료는 주 원료와 보조 원료로 나눌 수 있다.
내화재의 주원료는 내화재 본체를 구성합니다. 보조원료는 결합제와 첨가제로 나눌 수 있습니다. 결합제는 내화재 본체가 생산 및 사용 과정에서 충분한 강도를 갖도록 하는 역할을 합니다. 일반적으로 사용되는 결합제로는 아황산 펄프 폐액, 아스팔트, 페놀 수지, 알루미네이트 시멘트, 규산나트륨, 인산 및 인산염, 황산염 등이 있으며, 일부 주원료 자체도 결합제 역할을 합니다(예: 결합 점토). 첨가제는 내화재의 생산 또는 시공 과정을 개선하거나 내화재의 특정 특성을 강화하는 역할을 합니다. 첨가제에는 안정제, 감수제, 억제제, 가소제, 발포제, 분산제, 팽창제, 산화방지제 등이 있습니다.
넷째, 산과 염기의 성질에 따른 분류
산성 및 알칼리성 특성에 따라 내화물 원료는 크게 다음 다섯 가지 범주로 나눌 수 있다.
(1) 산성 원료
주로 석영, 규암, 옥수석, 처트, 오팔, 백색 규사, 규조토 등의 규질 원료로 사용되며, 이러한 규질 원료는 최소 90% 이상의 이산화규소(SiO2)를 함유하고 있으며, 순수 원료는 99% 이상의 이산화규소를 함유합니다. 규질 원료는 고온에서 화학적으로 산성을 띠며, 금속 산화물이 존재하거나 화학 작용에 의해 용융성 규산염으로 결합될 수 있습니다. 따라서 규질 원료에 소량의 금속 산화물이 함유되어 있으면 내열성에 심각한 영향을 미칩니다.
(2) 반산성 원료
주로 내화 점토로 이루어져 있습니다. 과거 분류에서는 점토를 산성 물질로 분류했지만, 실제로는 적절하지 않습니다. 내화물 원료의 산성은 주로 유리 이산화규소(SiO2)에 기인하는데, 내화 점토와 규산질 원료의 화학 조성을 비교해 보면 내화 점토의 유리 이산화규소 함량이 규산질 원료보다 훨씬 적기 때문입니다.
일반적인 내화 점토에는 30~45%의 알루미나가 함유되어 있는데, 알루미나는 자유 상태로 존재하는 경우가 드물고 실리카와 결합하여 카올리나이트(Al2O3·2SiO2·2H2O)를 형성합니다. 따라서 실리카가 소량 과량으로 존재하더라도 그 영향은 미미합니다. 그러므로 내화 점토의 산성은 규산질 원료보다 훨씬 약합니다. 일부에서는 내화 점토가 고온에서 유리 규산염과 유리 알루미나로 분해되지만, 완전히 분해되지는 않고 계속 가열하면 유리 규산염과 유리 알루미나가 결합하여 석영(3Al2O3·2SiO2)을 형성한다고 주장합니다. 석영은 알칼리성 슬래그에 대한 내산성이 우수하며, 내화 점토의 알루미나 함량이 증가함에 따라 산성 물질이 점차 약화됩니다. 알루미나 함량이 50%에 도달하면 알칼리성 또는 중성 특성을 나타내며, 특히 고압, 고밀도, 미세 치밀성, 낮은 다공성을 갖는 점토 벽돌은 고온 조건에서 실리카보다 알칼리성 슬래그에 대한 저항성이 강합니다. 또한 석영은 침식 속도가 매우 느리기 때문에 내화 점토를 반산성으로 분류하는 것이 적절하다고 여겨집니다. 내화 점토는 내화물 산업에서 가장 기본적인 동시에 가장 널리 사용되는 원료입니다.
(3) 중성 원료
중성 원료는 주로 크롬광, 흑연, 탄화규소(인공)이며, 어떠한 온도 조건에서도 산성 또는 알칼리성 슬래그와 반응하지 않습니다. 현재 자연에는 크롬광과 흑연 두 가지 물질이 존재합니다. 천연 흑연 외에도 인공 흑연이 있으며, 이러한 중성 원료는 슬래그에 대한 저항성이 뛰어나 알칼리성 내화 재료 및 산성 내화 단열재에 가장 적합합니다.
(4) 알칼리 내화 원료
주로 마그네사이트, 돌로마이트, 석회, 올리빈, 서펜틴, 고알루미나산화물 원료(때로는 중성)로 구성되며, 이러한 원료는 알칼리 슬래그에 대한 저항성이 강하여 주로 벽돌 알칼리 용광로에 사용되지만, 특히 산성 슬래그와 화학 반응을 일으켜 염으로 변하기 쉽습니다.
(5) 특수 내화 재료
주로 지르코니아, 산화티타늄, 산화베릴륨, 산화세륨, 산화토륨, 산화이트륨 등이 사용됩니다. 이러한 원료들은 다양한 종류의 슬래그에 대한 내성이 각기 다르지만, 원료 공급량이 많지 않아 내화물 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되지 못하고 특수한 경우에만 사용되기 때문에 특수 내화 원료라고 불립니다.
다섯째, 원자재 분류 생성에 따라
원료의 생성 방식에 따라 천연 원료와 합성 원료의 두 가지 범주로 나눌 수 있다.
(1) 천연 내화물 원료
천연 광물 원료는 여전히 주요 원자재입니다. 자연에서 발생하는 광물은 구성 원소로 이루어져 있습니다. 현재까지 밝혀진 바에 따르면, 산소, 규소, 알루미늄 세 가지 원소가 지각 전체 원소량의 약 90%를 차지하며, 산화물, 규산염, 알루미노규산염 광물이 특히 풍부한 천연 원자재 매장량을 보유하고 있습니다.
중국은 풍부하고 다양한 내화물 원료 자원을 보유하고 있습니다. 마그네사이트, 보크사이트, 흑연 등은 중국 내화물 원료의 3대 기둥으로 꼽히며, 마그네사이트와 보크사이트는 매장량이 많고 품질이 우수합니다. 또한, 우수한 품질의 내화 점토, 규사, 백운석, 마그네시아 백운석, 마그네시아 감람석, 사문석, 지르콘 등의 자원이 널리 분포되어 있습니다.
천연 원료의 주요 종류는 실리카, 석영, 규조토, 왁스, 점토, 보크사이트, 남정석 광물 원료, 마그네사이트, 백운석, 석회석, 마그네사이트, 감람석, 사문석, 활석, 염소석, 지르콘, 사장석, 펄라이트, 크롬철 및 천연 흑연입니다.
여섯째, 화학적 조성에 따라 천연 내화물 원료는 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
규질: 결정질 규소, 석영 모래, 시멘트질 규소 등;
② 반규질(필라카이트 등)
③ 점토: 경질 점토, 연질 점토 등; 점토와 점토 클링커를 혼합
(4) 고알루미늄: 고보크사이트, 실리마나이트 광물과 같은 옥으로도 알려져 있음.
⑤ 마그네슘: 마그네사이트;
⑥ 백운석;
⑦ 크롬철광 [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
지르콘(ZrO2·SiO2).
천연 원료는 일반적으로 불순물이 많고 구성이 불안정하며 성능 변동이 심하여 직접 사용할 수 있는 원료는 소수에 불과하고 대부분은 내화물 생산 요구 사항을 충족하기 위해 정제, 분류 또는 소성 과정을 거쳐야 합니다.
(2) 합성 내화 원료
원료로 사용되는 천연 광물의 종류는 제한적이며, 현대 산업의 특수한 요구 사항을 충족하는 고품질, 첨단 기술의 내화 재료를 생산하는 데 종종 한계가 있습니다. 합성 내화 원료는 사용자가 미리 설계한 화학적 광물 조성과 구조를 완벽하게 구현할 수 있으며, 질감이 순수하고 구조가 치밀하며 화학 조성 제어가 용이하여 품질이 안정적입니다. 따라서 다양한 고급 내화 재료를 제조할 수 있으며, 현대 고기술, 첨단 기술 내화 재료의 주요 원료로 사용되고 있습니다. 합성 내화 재료의 개발은 지난 20년간 매우 빠르게 진행되었습니다.
합성 내화물 원료는 주로 마그네슘 알루미늄 스피넬, 합성 멀라이트, 해수 마그네시아, 합성 마그네슘 코디어라이트, 소결 코런덤, 알루미늄 티타네이트, 탄화규소 등으로 구성됩니다.
게시 시간: 2023년 5월 19일
