Πυρίμαχα Υλικά
Σύμφωνα με τον Poirier (2007), τα πυρίμαχα προϊόντα (refractory material) είναι ετερογενή υλικά που η σύσταση τους περιλαμβάνει (α) ένα ή περισσότερα ορυκτά-αδρανή (aggregate) που αποτελούν το πυρίμαχο μέσο και καθορίζουν τα κύρια χαρακτηριστικά, (β) το συνδετικό σύστημα (binding system) που εξασφαλίζει τη σύνδεση και τη συνοχή της μάζας του υλικού, (γ) τη χρήση ειδικού προσθέτου (additive) που αποτελεί ενισχυτικό συγκεκριμένων χαρακτηριστικών ή τα προσφέρει αποκλειστικά, και (δ) το πορώδες (porosity), που συμβάλλει σε συγκεκριμένες ιδιότητες.
Οι κυριότερες πρώτες ύλες οι οποίες ικανοποιούν τις προδιαγραφές για την παραγωγή πυρίμαχων υλικών είναι (Landy, 2004):
- Πυρωμένη άργιλος (Fire clays): Αποτελείται από μίγματα καολινίτη, πυριτίας και ανθρακικές ενώσεις ενώ βρίσκεται συνήθως με αποθέματα άνθρακα.
- Chamottes: Αποτελείται από ανακυκλούμενα πυρίμαχα υλικά και ανήκει στις πυρωμένες αργίλους
- Αργιλοπυριτικά (Aluminosilicates): Έχουν σχετικά χαμηλό κόστος λόγω της μεγάλης αφθονίας τους στον πλανήτη. Τα ευρύτερα χρησιμοποιούμενα υλικά είναι: ανδαλουσίτης, κυανίτης και σιλιμανίτης, τα οποία μετατρέπονται σε μίγματα μουλίτη ο οποίος είναι εμποτισμένος μέσα σε πυριτία, στη θερμοκρασιακή περιοχή των 1250-1500°C.
- Αργιλικά υλικά από βωξίτη: Η πραγματική θερμοκρασία πύρωσης του βωξίτη είναι περίπου 1450°C, η οποία είναι και η μέγιστη θερμοκρασία έψησης (πυροσυσσωμάτωσης) των πυρίμαχων υλικών με βάση το βωξίτη. Για την περίπτωση που τα πυρίμαχα υλικά χρησιμοποιηθούν πάνω από τη θερμοκρασία πύρωσης του βωξίτη, θα συμβεί περαιτέρω “ανακρυστάλλωση” και θα προκληθούν σημαντικές διαστολές (π.χ. όταν εκτεθούν αυτά τα υλικά σε θερμοκρασία 1600°C, η μόνιμη γραμμική διαστολή θα είναι περίπου 2–4 %).
- Καολίνες (Kaolins): Έχουν ως πρώτη ύλη τα καολινιτικά ορυκτά και εφαρμόζονται ως πυρίμαχα υψηλής περιεκτικότητας σε αλουμίνα.
- Πυρίμαχα Dinas: Αποτελούνται κατά 92-98% από καθαρή πυριτία και η χρήση τους είναι αρκετά διαδεδομένη στον Ευρωπαϊκό χώρο.
