Vật liệu chịu lửa - Chương 2 potx

Chương 2: Dinat
Đinat là loại VLCL chứa >= 93% SiO
2
, sản xuất từ quặng của quắc và
chất liên kết là vôi hoặc chất khác, nung ở nhiệt độ đảm bảo quắc biến đổi đa
hình thành tridimit và cristobalit.
Đinat là loại VLCL axit, nó rất bền đối với xỉ axit, tro nhiên liệu. Ôxyt kim
loại ăn mòn dinat tạo thành hợp chất silicat dễ nóng chảy.
I/ Cơ sở hóa lí
1/ Sự biến đổi thù hình của SiO
2
và tính chất của chúng
Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dinat là các quặng của quắc có thành phần
chủ yếu là SiO
2
ở các dạng tinh thể và vô định hình. Sự biến đổi đa hình của chúng
quyết định quá trình kỹ thuật và tính chất của sản phẩm. SiO
2
không ngậm nước
được biết đến ở 8 dạng thù hình:
 quắc;  tridimit;  cristobalit; thủy tinh quắc
- Dạng ổn định ở nhiệt độ cao nhất người ta kí hiệu là , sau đó đến 
Sơ đồ biến đổi của SiO
2
:
- Sự biến đổi đa hình của SiO
2
là đặc tính rất phức tạp. Ở phạm vi nhiệt độ ổn
định của dạng thù hình này có thể tồn tại trạng thái không ổn định của dạng thù
hình khác

Các mũi tên nằm ngang chỉ chiều hướng biến đổi và sự biến đổi này tiến
hành rất chậm và chỉ thuận nghịch trong những điều kiện đặc biệt (có chất khoáng
hóa). Các mũi tên dọc chỉ sự biến đổi nhanh khi đốt nóng và làm nguội.
Phổ biến rộng rãi trong thiên nhiên nhất là -quắcThường gặp dưới dạng
cát thạch anh, quaczit, sa thạch.
Quắc: có 2 dạng thù hình
- quắc: Là dạng ổn định ở nhiệt độ thường, đốt nóng đến 573
0
C chuyển
sang  -quắc. Tạp chất có trong quặng của quắc có ảnh hưởng đến nhiệt độ
biến đổi của chúng.
Ví dụ: Khi có mặt các ion Li
+
, Na
+,
K
+
, Al
3+
: -quắc   -quắc ở 536
0
C và
khi đó không có sự biến đổi -quắc  -quắc. Nếu cho Li
+
, Al
3+
vào thì nó hạ
thấp xuống 463
0
C.

Nguyên nhân: Các ion tạp chất tham gia tạo thành dung dịch rắn làm thay đổi
thông số mạng lưới tinh thể. Nếu tăng áp lực nhiệt độ biến đổi -quắc ↔ -quắc
tăng.
 quắc : Không tồn tại trong thiên nhiên vì phạm vi ổn định của chúng là
573-870
0
C.
- Nếu có chất khoáng hóa mạnh như Vonframat Natri thì chuyển chậm thành
- tridimit.
- Nếu không có chất nóng chảy nó sẽ biến đổi khô thành - cristobalit ở
1000
0
C một cách chậm chạp qua pha trung gian mêtacristobalit.
- Khi đốt nóng nhanh đến t
0
C>1600
0
C thì nóng chảy. Sự biến đổi qua các
dạng khác tiến hành rất nhanh và nhận được các chất lỏng có độ nhớt cao.
Tridimit: có 3 dạng thù hình: 
- tridimit: Trong thiên nhiên không gặp vì nó tồn tại ở nhiệt độ 870-1470
0
C.
Đốt nóng chậm - tridimit  - Cristobalit ở 1470
0
C
Đốt nóng nhanh - tridimit  thủy tinh quắc ở 1670
0
C
- tridimit có thể tồn tại ở trạng thái không ổn định ở nhiệt độ < 870

0
C
nhưng đến 163
0
C thì chuyển sang - tridimit rồi - tridimit
- tridimit : chỉ là dạng trung gian do sự biến đổi nhanh của - tridimit
 - tridimit . Phạm vi tồn tại của nó rất ngắn 117-163
0
C. Quá trình chuyển
từ - tridimit- tridimit - tridimit kèm theo sự tăng thể tích không lớn lắm.
- tridimit: là loại không ổn định nhưng thức tế ở nhiệt độ cao nó thường tồn
tại thời gian lâu không hạn định.
- tridimit được tạo thành do làm lạnh nhanh - tridimit ở 117
0
C . Trong
thiên nhiên hơi hiếm gặp, chủ yếu thấy trong quặng núi lửa dưới dạng tấm 6 cạnh
không màu hoặc yếu. Có thể gặp - tridimit dạng song tinh lưỡi mác trong gạch
dinat.
Cristobalit
-cristobalit: Đốt nóng - tridimit chậm và có chất khoáng hóa đến nhiệt độ
> 1470
0
C sẽ chuyển sang -cristobalit và ổn định đến 1713 ±10 rồi chuyển sang
thủy tinh quắc không kèm biên đổi thể tích. Khi làm nguội -cristobalit -
cristobalit.
-cristobalit : Là dạng không ổn định nó có thể tồn tại ở nhiệt độ thường
trong trạng thái không cân bằng và thực tế lâu dài vô hạn. Ta có thể gặp nó trong
thiên nhiên mặc dù rất hiếm. Bằng phương pháp nhân tạo cũng được -cristobalit,
đó là gạch dinat. Khi đốt nóng trong khoảng 180-270
0

C sẽ chuyển sang -
cristobalit kèm theo tăng thể tích đáng kể.
Thủy tinh quắc: các dạng khác nhau của SiO
2
khi đốt nóng đến nhiệt độ cao
(1700-1800
0
C) sẽ được chất nóng chảy. Độ nhớt của chất nóng chảy này rất cao
và khi làm nguội thì không kết tinh mà ở trạng thái thuỷ tinh gọi là thủy tinh quắc.
Đây là một loại thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt thấp đáng kể (5.10
-7
) nên rất bền
nhiệt.
Khi đốt nóng đến nhiệt độ = 1200-1400
0
C thủy tinh quắc sẽ kết tinh ở
dạng -cristobalit. Khi làm nguội chậm < 180-270
0
C sẽ chuyển thành -
cristobalit. Do chuyển thù hình có kèm theo biến đổi thể tích đáng kể nên dễ làm
sản phẩm bị nứt vở.
Nếu đốt nóng thủy tinh quắc chậm đến 800-859
0
C và có mặt Na
2
WO
4
nó sẽ
tạo thành tinh thể tridimit rồi biến đổi chậm dần thành quắc.
Quá trình xuất hiện tinh thể -cristobalit trong thủy tinh quắc tiến hành rất

chậm, Do đó cho phép ta sử dụng thủy tinh quắc trong phòng thí nghiệm và thực
tế sản xuất.
Điểm quan trọng trong kỹ thuật sản xuất khi biến đổi đa hình SiO
2
là biến đổi
trọng lượng riêng và thể tích của chúng( xem bảng 7)
Bảng 7:
Quá trình biến đổi thù hình t(
0
C) Biến đổi V
(%)
-quắc → - quắc
573 +0,82
- tridimit → - tridimit
117 +0,2
- tridimit → - tridimit
163 +0,20
-cristobalit →-cristobalit
250 +2,8
-quắc → - tridimit
870 16
-quắc →-cristobalit
1000(1300-
1400)
15,4
-quắc → thủy tinh quắc
1600 15,5
Thủy tinh quắc → -cristobalit
1200-1400 -0,9
Sự biến đổi thù hình luôn kèm theo sự biến đổi trọng lượng riêng dẫn đến

biến đổi thể tích . Sự thay đổi thể tích này quyết định toàn bộ quá trình nung và sử
dụng dinat. Vì thể tích không ổn định là nguyên nhân làm sản phẩm có độ bền
nhiệt thấp. Độ bền nhiệt càng thấp khi sự biến đổi thù hình càng nhanh, thể tích
thay đổi càng nhiều.
Tốc độ và mức độ biến đổi đa hình của quắc phụ thuộc vào nhiệt độ, thời
gian tác dụng, kích thước hạt và chất khoáng hóa. Nhiệt độ cao tốc độ biến đổi
càng nhanh, hạt càng mịn cũng vậy.
2/ Vai trò của khoáng hóa
a/ Tính ổn định thể tích của các dạng thù hình của SiO
2

SiO
2
trong dinat có thể ở các dạng: tridimit, cristobalit, quắc, thủy tinh. Tính
ổn định thể tích theo nhiệt độ của các dạng này khác nhau. Xem biểu đồ hệ số giãn
nở trung bình nhiệt độ ta thấy:
α.10
-6

1. Tridimit
2.Cristobalit

3.Quat

0
C

Tridimit là tinh thể bền vững và ổn định nhất. Vì vậy trong kỹ thuật người
ta tìm cách để tạo điều kiện cho lượng tridimit tạo thành càng nhiều càng tốt.
Nhưng như đã biết, sự biến đổi thù hình từ quắc sang tridimit là rất khó cần phải

dùng chất khoáng hóa để thúc đẩy quá trình biến đổi ấy. Thực tế, các nguyên liệu
để sản xuất VLCL như quacrzit cũng có lẫn những tạp chất thúc đẩy quá trình
tridimit hóa nhưng không đủ nên phải đưa chất khoáng vào như R
2
O, CaO, MgO,
MnO, BaO, FeO…
Chất khoáng hóa dùng trong sản xuất dinat:
Chủ yếu tạo chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Chất nóng chảy này có độ nhớt
nhỏ, thấm ướt tốt và nhất là phải tan được cristobalit để tạo được tinh thể tridimit
bền vững trong sản phẩm dinat, xen kẽ giữa các tinh thể ấy là pha thủy tinh và 1
số pha tinh thể khác.
Người ta nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất khoáng hóa tới quá trình
tridimit hóa của chúng và được xác định bằng trọng lượng riêng của dinat. Nếu
trọng lượng riêng của dinat càng nhỏ, tức lượng tridimit và cristobalit trong chúng
càng nhiều.
Bảng 8: Ảnh hưởng của chất khoáng hóa nếu cho 1% vào phối liệu lên sự biến đổi trọng
lượng riêng của chúng sau khi nung ở 1300
0
C trong 1 h.
Chất khoáng
hóa
Trọng lượng
riêng sau khi
nung
Chất khoáng
hóa
Trọng lượng
riêng sau khi
nung
Không 2,62 Al

2
O
3
2,615
CaO 2,585 Na
2
HPO
4
2,545
MgO 2,585 Na
2
CO
3
2,35
BaO 2,605 K
2
CO
3
2,325
Fe
2
O
3
2,550 Na
2
SiO
3
2,39
FeO 2,53

Qua bảng trên ta thấy: Al
2
O
3
là chất khoáng hóa kém nhất
Chất khoáng hóa mạnh nhất là : Na
2
CO
3
và K
2
CO
3
. Tuy nhiên người ta
không dùng chúng vì nó hạ thấp nhiều tính chất sản phẩm ở nhiệt độ cao.
Phổ biến rộng rãi nhất trong sản xuất dinat là CaO và FeO và đôi khi dùng
Mn. Trong thực tế sản xuất dinat dùng đồng thời CaO và FeO làm chất khoáng
hóa.
Nguyên nhân: xét các hệ 2 cấu tử:
CaO-SiO
2
: điểm ơtecti trong hệ là 1436
0
C
FeO-SiO
2
: điểm ơtecti trong hệ là 1178
0
C
MnO-SiO

2
: điểm ơtecti trong hệ là 1300
0
C
Fe
2
O
3
-SiO
2
: điểm ơtecti trong hệ là 1452
0
C
Trong dinat có mặt FeO thì pha lỏng xuất hiện sớm hơn. Khả năng khoáng
hóa của chúng có thể sắp xếp như sau: FeO>MnO>CaO>Fe
2
O
3

Do tác dụng tridimit hóa của sắt 2 cao hơn sắt 3 nên người ta dùng sắt 2
làm chất khoáng hóa dưới dạng vẩy sắt, xỉ nấu quặng, xỉ pirit và phải khống chế
môi trường khử. Với dinat dùng xây các lò cốc hóa không dùng FeO làm chất
khoáng hóa được mà dùng MnO vì FeO trong môi trường khử sẽ lại xúc tác cho
hiện tượng tẩm than theo phản ứng:
2CO ↔ CO
2
+C
Các bon thấm sâu vào bên trong mạng lưới tinh thể gây nên hiện tượng tả,
gạch bị phá hoại mạnh. Trong thực tế hay dùng nhất là CaO. CaO làm giảm rất ít
độ chịu lửa của SiO

2
, làm cho phối liệu liên kết, đạt độ bền cao hơn và đặc biệt khi
sấy nóng. CaO dễ điều chế. Lấy từ đá vôi nung binh thường.
Dinat có chất phụ gia sắt màu nâu vàng hay nâu hung gọi là "dinat đen" . Dùng
vôi thì có màu xám hoặc trắng.
II/ Nguyên liệu
Trong kỹ thuật sản xuất dinat người ta thường dùng các nguyên liệu chứa
SiO
2
làm nguyên liệu chính: cát quắc, sa thạch, quaczit.
- Cát quắc là sản phẩm phân hủy của quặng núi chứa quắc như đá hoa cương
do tác dụng của khí quyển , gió, sự thay đổi nhiệt độ.
- Các hạt các quắc tích tụ qua nhiều thế kỉ được thấm ướt bằng nước có
chứa các tạp chất rất mịn như đất sét, vôi thạch cao, axit silicic. Các tạp
chất phân phối rất đều giữa các hạt, liên kết các hạt lại thành quặng rắn hơn,
bền hơn gọi là sa thạch hay cát kết. Một số loại khác chứa nhiều trường
thạch hơn và nhiều vảy mica.
- Khi chịu áp suất đủ lớn, cát kết biến thành một loại đá biến chất là quaczit.
Quaczit thực sự là loại đá cứng rắn nhất sẽ nứt vở qua các hạt chứ không
phải nứt quanh các hạt đó. Vì vật liệu liên kết ban đầu trong cát nguyên thủy trở
nên cứng như chính các hạt đó. Hơn nữa trong suốt quá trình biến đổi, các loại xi
măng ban đầu có thể tái kết tinh.
Nếu lượng chất lk trong quaczit nhiều (30-75%) thì gọi là quaczit ximăng,
ngược lại gọi là tinh thể quaczit. Trong tinh thể quaczit, các hạt quắc tiếp xúc với
nhau chặc chẽ hơn và có lk với nhau bằng các răng của hạt.
2/ Tính chất kỹ thuật của quaczit
Các tính chất cơ bản đặc trưng cho chất lượng của quaczit là hình dáng bên
ngoài, chỗ gẫy, cấu trúc, thành phần hóa, độ chịu lửa, độ xốp, tính chất khi nung
(tính tả, tốc độ chuyển hóa) khả năng nghiền dập. Quan sát hình dạng bên ngoài để
đánh giá sơ bộ về chất lượng và độ đồng nhất của chúng. Đặc tính của quaczit

được quan sát bằng kính hiển vi. Khi đó xác định được tỉ lệ giữa pha tinh thể và
ximăng lk, hình dáng, kích thước hạt quắc, các tạp chất có hại. Qua kích thước hạt
và lượng ximăng lk có thể phán đoán tính chất của quaczit khi nung. Hạt càng nhỏ
tốc độ chuyển hóa càng nhanh, ximăng nhiều cũng vậy.
A/ tốc độ chuyển hóa khi nung: Thông thường quaczit có khối lượng riêng
gần 2,65-2,66. Sau khi nung chuyển hóa thành tridimit và cristobalit nên khối
lượng riêng giảm đi. Theo tốc độ chuyển hóa chia quaczit làm 4 nhóm:

Nhóm Khối lượng riêng sau khi nung
24 h đến 1460
0
C và lưu 1 h
Chuyển hóa rất chậm >2,5
Chuyển hóa chậm 2,45-2,5
Chuyển hóa trung bình 2,4-2,45
Chuyển hóa nhanh <2,4
Quaczit tinh thể thuộc loại chuyển hóa rất chậm còn quaczit ximăng tùy lượng
ximăng và thành phần của nó có thể chuyển hóa chậm, trung bình và nhanh. Để
tránh tả do chuyển hóa nhanh người ta có thể phối hợp 2 loại quaczit, mặc khác có
thể dùng chất khoáng hóa để thay tốc độ chuyển hóa.
b/ Độ xốp
Theo độ xốp có thể chia ra 4 loại quaczit sau:
Số TT Tên nhóm Độ hút
nước %
Độ xốp biểu
kiến %
1 Rất đặc 0,5 1,2
2 Đặc 0,5-4 1,2-4,0
3 Xốp 1,5-4 4,3-10
4 Rất xốp 4 10

Nhóm 1 và 2 để sản xuất dinat, nhóm 3 kết hợp với 1, 2 được dinat kém
hơn, nhóm 4 dùng làm phụ gia.
c/ Thành phần hóa học
Thành phần hoá của quaczit cũng là yếu tố quyết đinh tính chất của sản phẩm
dinat. Thông thường dùng loại có SiO
2
>=95%. Ngoài ra còn có Al
2
O
3
, TiO
2
, CaO,
MgO, Na
2
O, K
2
O. Đặc biệt có hại nhất là Al
2
O
3
và kiềm vì nó hạ thấp độ chịu lửa
của quaczit.
d/ Độ chịu lửa
Để sản xuất dinat yêu cầu quaczit có độ chịu lửa >= 1750
0
C. Loại < 1730
0
C dùng làm phụ gia.

3/ Quaczit ở Việt Nam
Bản Thái Lạng Sơn- quaczit chứa 98,4% SiO
2
và 0,97% Al
2
O
3

Đồn Vàng Phú Thọ- quaczit chứa 97% -98SiO
2
và 1,56-1,74% Al
2
O
3

Tĩnh Gia Thanh Hóa- quaczit chứa 89% SiO
2
và 0,97% Al
2
O
3
(đây là loại
quaczit kém hơn, có thể đẽo thành viên để xây lò nhỏ ở địa phương)
4/ Chất khoáng hóa
a/ Vôi: Dùng ở dạng vôi sữa với mục đích: Tăng tính chất đóng khuôn của phối
liệu, phân phối đều phụ gia liên kết các hạt quaczit đã nghiền nhỏ, làm cho các
viên bán thành phẩm có được cường độ trước và sau khi sấy, xúc tiến quá trình
tridimit hóa.
Yêu cầu: CaO+MgO > 90%; CaCO
3

+MgCO
3
≤ 5%
Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
+ TiO
2
≤5%
b/ Phụ gia keo và sắt
Phụ gia keo: dùng phổ biến là SSB (CC) thu được khi thủy phân nước
kiềm sulfit xenlulô tức nước thãi bã giấy. Thường cho vào phối liệu dinat 0,5-1%
ở dạng dung dịch có khối lượng riêng 1,11 -1,22 g/cm
3
sẽ làm cho viên mộc có
cường độ uốn ≥ 2 kg/cm
2
, giảm phế phẩm khi vận chuyển , bốc dỡ.
Phụ gia sắt: phải chọn loại hoạt tính lơn. Có thể dùng vẩy sắt, xỉ nấu thép,
quặng pirit đã cháy.
Bảng 9: Thành phần hóa của phụ gia chứa sắt
Lo
ại phụ
gia
Fe

2
O
3

Fe
O
Si
O
2

Al
2
O
3

Ca
O
Mg
O
Mn
O
Vẩ
y sắt
10,
8
80 6,
9
1,5 0,
3
- 0,5

Xỉ
nấu
thép
3,4 55
,1
35
,9
4,2 0,
7
0,4 0,3
Pir
it đã
cháy
50,
0
27
,7
13
,7
7,6 0,
5
0,5 -
III/ Kỹ thuật sản xuất dinat
Dây chuyền công nghệ
1. Chuẩn bị quaczit
Quaczit đưa vào nhà máy thường có kích thước lớn 300m. Để sản phẩm đồng
nhất và có tính chất xác định phải biến chúng thành bột mịn bầng cách đập và
nghiền mịn . Độ mịn của chúng tuỳ theo qui định của dinat và tính chất của
quaczit.
Quaczit ở kho được gầu ngoặm đưa vào thiết bị rửa sạch những chất bẩn như

đất sét bị dính vào trong quá trình khai thác và vận chuyển. Thiết bị rửa đó là 1
thùng quay dài khoảng 4m làm bằng thép tấm. Thùng quay được đặt nghiêng 1
góc 4-10
o
C, bên trong có các gờ thép hình xoắn ốc để quaczit chuyển động dễ
dàng từ đầu đến cuối. Ở gần cửa tháo có phần lưới để nước bẩn chảy ra. Sau đó
đưa vào máy đập hàm.Ra khỏi máy đập hàm hạt quaczit có kích thước 10-60 mm.
Đưa tiếp vào máy nghiền bánh xe để đạt cỡ hạt 0,088-5mm và đưa xuống sàng
phân loại. Loại hạt > 3 mm đưa tiếp vào máy nghiền bi đạt cở hạt 0,5-0,088 và <
0,088mm.
Thành phần cở hạt quyết định quá trình chuyển hoá quaczit, đến mật độ của
sản phẩm, độ tả của chúng khi nung và sử dụng. không phải tất cả các hạt quaczit
trong thời gian nung ở gần 1450
o
C đều chuyển hoá hoàn toàn thành tridimit và
cristobalit. Phần chưa chuyển hoá trong quá trình sử dụng sẽ tiếp tục chuyển hoá
dẫn đến thay đổi mật độ, thay đổi thể tích và cuối cùng là làm tả sản phẩm. Nếu
thành phần hạt lớn nhiều, khi nung các hạt lớn nở ra, tạo các kẽ nứt rạn, tả nhiều
lại, nếu sản phẩm quá nhiều hạt nhỏ < 0,088 mm gây nên phân lớp viên mộc, nứt
sản phẩm khi nung. Vì vậy cần phải có thành phần hạt hợp lí để đảm bảo cấu trúc
sản phẩm sau khi nung thật chặt chẽ, có mật độ nhỏ, khi sử dụng ít bị tả. Qua kinh
nghiệm người ta qui định thành phần hạt như sau:
Cỡ hạt lớn nhất <3mm; Hàm lượng hạt< 0,5mm: 50-60% trong đó hạt<0,088
mm phải chiếm từ 65 ± 10% tuỳ theo tính chất của nguyên liệu.
Gia công phụ gia khoáng hoá
a. Vôi: Do việc vận chuyển, bảo quản vô sống rất khó khăn nên hợp lí nhất là
sx vôi ngay tại nhà máy. Để sx vôi sống, người ta phải nung đá vôi với yêu
cầu CaO ≥ 50%, cặn không tan trong HCl ≤ 2%. Thường nung đá vôi trong
lò đứng, đốt bằng nhiên liệu rắn ở 1150-1250
o

C. Vôi sống cần được đập
nhỏ đến kích thước ≥ 25mm, cần loại bỏ những cục quá sống, quá chín, tro
xỉ và các chất bẩn khác mới đem tôi thành vôi.
b. Sắt: Để tránh hiện tượng nóng chảy cục bộ, phụ gia sắt cho vào phối liệu
cần phải nghiền mịn qua sàng 900 lỗ/cm
2
. Để tăng hiệu suất nghiền, người
ta không dùng nước mà dùng ngay sữa vôi cho vào máy nghiền phụ gia sắt.
Dung dịch vôi sắt sau khi nghiền cho vào bể khuấy liên tục để tránh các hạt
sắt sa lắng xuống đáy.
c. Keo: Thường sử dụng o,5-1% ở dạng dung dịch có mật độ 1,18-1,22 g/cm
3
.
Ở bể khuấy chung, các cấu tử phải được tính toán trước hàm lượng cần thiết
cho vào phối liệu. Đầu tiên người ta cho sữa vôi vào, sau đó đến vôi sắt cuối cùng
là keo SSB. Sau khi tổng hợp ở bể khuấy chung phải lấy mẫu để xác định hàm
lượng CaO và FeO.
3/ Chuẩn bị phối liệu
- Sau khi gia công quaczit, phụ gia khoáng hoá, ta chuẩn bị phối liệu để nén.
Phối liệu ngoài quaczit, phụ gia khoáng hoá còn sử dụng 1 lượng mảnh dinat phế
phẩm. Dùng mảnh dinat có tác dụng hạ thấp trọng lượng riêng, giảm độ nở của
chúng khi nung. Do đó hạ thấp được ứng suất xuất hiện trong sản phẩm , làm giảm
phế phẩm. Nhưng mảnh dinat lại làm tăng độ xốp, nếu dùng mảnh nhiều thì độ
chịu lửa bị hạ thấp. Sản phẩm càng phức tạp và kích thước càng lớn thì dùng mảnh
càng nhiều hơn có thể đến 20-30%.
- Phối liệu phải có độ ẩm nhất định để đóng khuôn cũng như phải trộn thật
đều. Độ ẩm của phối liệu do sữa vôi sắt mang vào, độ ẩm này dao động 5-7%. Độ
ẩm của phối liệu có giá trị lớn, nếu tăng độ ẩm đến giới hạn nào đó thì vôi , sữa ,
sắt phân phối đều trên bề mặt hạt quaczit làm cho quá trình chuyển hoá hoàn toàn
hơn. Độ ẩm của phối liệu tốt nhất tuỳ thuộc vào thành phần hạt của chúng. Nếu

tăng lượng hạt nhỏ lượng nước trong phối liệu tăng lên do cần thiết để thấm ướt
trên bề mặt các hạt quắc. Quaczit xốp cần nhiều nước hơn do 1 lượng nước bị hút
vào lỗ xốp. Độ ẩm thích hợp có tác dụng tốt: tăng cường độ viên mộc khi sấy, đảm
bảo vận chuyển và nung. Nếu độ ẩm quá nhỏ, các góc viên gạch dễ bị nứt, cường
độ sau khi sấy bé, dễ nứt vở. Nếu quá ẩm sẽ gây phế phẩm do quá nén.
- Qui định: Đối với máy nén cơ khí W= 5-6%
Đối với máy nén thuỷ lực W=3,8-4,4%
- Phối liệu phải được khuấy trộn để tăng độ đồng đều, tăng độ dẻo và độ sít
đặc.
- Có thể dùng máy trộn bánh xe và máy trộn 2 trục. Máy trộn bánh xe đảm
bảo đầy đủ các tác dụng trộn nhưng nhược điểm là có quá trình nghiền phụ làm
thay đổi thành phần hạt của phối liệu. Thường dùng máy trộn 2 trục có năng suất
lớn và bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật cho phối liệu.
4/ Tạo hình sản phẩm
- Sản phẩm dinat thường được tạo hình bằng phương pháp bán khô, dùng
máy nén cơ khí. Đối với dinat mật độ cao dùng máy nén thuỷ lực.
- Áp suất nén: Sản phẩm thường 150 kg/cm
2

Sản phẩm mật độ cao ≥ 1000 -1500 kg/cm
2

- Phương pháp nén: Có thể nén 1 phía hoặc 2 phía. Nén 2 phía ưu điểm
hơn: Mật độ viên mộc và sản phẩm tăng 1-2% và đồng đều hơn.
- Phối liệu cho vào khuôn khi nén phải vừa phải. Nếu quá đầy sinh ra hiện
tượng quá nén sẽ tạo vết nứt. Nếu vơi thì góc cạnh viên mộc kém bền vũng, bở ,
dễ vở.
- Phối liệu trộn xong phải nén ngay, không nên ủ vì sẽ làm giảm tính chất
nén của chúng do phản ứng cacbonat hoá Ca(OH)
2

làm mất tính dẻo.
- Kích thước khuôn phải nhỏ hơn kích thước sản phẩm 2-3,5% vì dinat sau
khi nung sẻ nở ra.
5/ Sấy sản phẩm
- Mục đích: Loại trừ nước lí học
Tăng cường độ cơ học của sản phẩm
- Nhiệt độ sấy: >100
0
C. Nếu sản phẩm có dùng mảnh dinat nhiều, khi sấy
phải cẩn thận, nhiệt độ động lực sấy ≤ 150-180
o
C. Vì ở nhiệt độ cao hơn -
cristobalit → - cristobalit làm tăng thể tích gây nứt vở sản phẩm.
- Thời gian sấy: Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, dao động 4-16h.
- Động lực sấy: Tốt nhất là khói lò hỗn hợp với không khí. Do có CO
2
các
cạnh mép góc sản phẩm được cứng lại bởi phản ứng cacbonat hoá Ca(OH)
2

- Lò sấy: Lò sấy tuy nen hoặc sấy phòng
6/ Nung: Là quá trình kỹ thuật hết sức quan trọng. Chất lượng của sản phẩm phụ
thuộc vào nhiều yếu tố:
- Tính chất của nguyên liệu, đặc biệt là khả năng chuyển hoá của
nguyên liệu
- Độ mịn của phối liệu
- Loại và lượng phụ gia khoáng hoá
- Chế độ nén
- Chế độ và nhiệt độ nung ( tốc độ nâng nhiệt, thời gian lưu ở nhiệt độ
cao, tốc độ làm nguội)

Các quá trình kỹ thuật quan trọng xảy ra khi nung như sau:
- Tác dụng giữa CaO và SiO
2
tạo thành silicat canxi sẽ tác dụng với silicat
sắt tạo thành dung dịch rắn. Khi đạt đến nhiệt độ cao sẽ tạo thành chất nóng chảy
giàu SiO
2
.Từ chất nóng chảy này tridimit sẽ kết tinh còn chất nóng còn lại sẽ đông
lại thành thuỷ tinh khi làm nguội.
- Quá trình biến đổi thù hình của quaczit thành tridimit và crisstobalit
- Dãn nở gạch dinat do biến đổi đa hình của quaczit
- Biến đổi cường độ cơ học của dinat.
Nói chung trong quá trình nung cần chú ý các điểm sau:
- Nâng nhiệt độ đều với tốc độ cho phép ở các khoảng khác nhau trên
đường cong nung.
- Duy trì môi trường khử yếu trong thời gian nâng nhiệt và lưu
- Thời gian lưu ở nhiệt độ cao nhất phải đảm bảo theo chất lượng của
nguyên liệu, yêu cầu của sản phẩm, đặc biệt là yêu cầu về mật độ
Lò nung: Có thể dung nhiều loại khác nhau như lò tuynen ,lò phòng.
Mỗi loại lò nung dinat đều có đường cong nung khác nhau, trong đó sự phân bố
thời gian nung khác nhau, phân bố giôn khác nhau, nhiệt độ nung cao nhất cũng
khác nhau.
Thời gian nung: 120-145h ở lò tuy nen và 270-450 h ở lò phòng nhỏ.
IV/ Tính chất và ứng dụng
1/Tính chất
Dinat là loại VLCL mang tính axit, chứa SiO
2
>=93%
- Khi đốt nóng nở ra (khác với sămôt) nhưng độ nở không lớn lắm có tác
dụng làm chặt các mạch xây làm giảm độ thấm khí.

- Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng cao (1650
0
C), cao gần nhiệt độ
chịu lửa (1710
0
C)
-Rất bền đối với xỉ axit. Ở 1500
O
C, không phản ứng với đa số VLCL như
crôm manhêdi, Forsterit, Crômit, cao alumin. chỉ phản ứng 1 ít đối với manhêdi và
sănmôt. Khi tăng nhiệt độ đến 1600
0
C dinat bị phá huỷ bởi crôm manhêdi và
sămôt. Bền vững đặc biệt với crômit và caoalumin ngay cả ở 1670
o
C. Do đó có thể
dung crômit và cao alumin để ngăn cách dinat với các loại VLCL kia.
- Độ dẫn nhiệt: cao hơn sămôt
- Độ bền nhiệt: kém hơn Sămôt. Nguyên nhân : Do sự biến đổi đột ngột của
cristobalit ở nhiệt độ thấp làm thay đổi thể tích đột ngột. Nhưng ở nhiệt độ > 600
0
C do dãn nở ít nên độ bền cao.
- Độ ổn định thể tích: Kém
Khi đốt nóng hay làm nguội diant bị biến đổi thể tích do giãn nỡ nhiệt và
biến đổi thù hình.
117 -162
0
C: dãn nở do biến đổi thù hình  →  →  tridimit
180-270
0

C: dãn nở do biến đổi từ  → -cristobalit
300-500
0
C: dãn nở do nhiệt
500-600
0
C: dãn nở do biến đổi từ  → -quắc
600-1300
0
C: dãn nở nhiệt 0,2 %
1300-1400
0
C: dãn nở 0,2-0,5% do biến đổi của quắc chưa chuyển hóa thành
tridimit và cristobalit.
Dãn nở tổng cộng (tùy mức độ chuyển hóa) đến 1450
0
C có thể từ 1,4-2%.
2/ Phạm vi sử dụng
Dùng xây vòm lò vì không bị co khi dùng. Ở nhiệt độ >600
0
C dãn nở nhẹ
làm vòm lò bền vững. Khi làm nguội thể tích dinat giảm ít từ 1400-250
0
C. Nhưng
từ 250 đến 50
0
C thể tích bị giảm nhiều do sự biến đổi của cristibalit.
V/ Các loại dinat khác
Ngoài các loại dinat thông thường,còn có các loại dinat khác có đặc tính tốt
hơn nhiều, đó là dinat mật độ cao, dinat crôm, dinat carborun, dinat zircôn.

1/ Đinat mật độ cao (SiO
2
97-98%), giàu cristobalit
Nguyên liệu dùng là quaczit tinh thể SiO
2
= 98-98,8 %. Máy ép thủy lực,
sản phẩm chứa nhiều cristobalit. Dùng để lót trong các lò nấu thép, lò luyện kim
màu, lò nấu thủy tinh, dùng lâu gấp 1,5-2 lần dinat thường.
2/ Dinat crôm:Cr
2
O
3
dạng nghiền mịn <0,088mm ~3%. Lực ép 250-400 tấn.
Để tăng khả năng chống lại xỉ ăn mòn cho dinat, thêm vào phối liệu 1 lượng
phụ gia crôm thành gạch dinat crôm. Dinat crôm bền nhiệt hơn dinat thường (hơn
10 lần) độ bền xỉ cao, nhiệt độ chịu lửa cao 1730
0
C, nhiệt độ biến dạng dứoi tải
trọng cao. Dinat crôm thay thế được Sămôt xây cổ, tràn ngăn trong các lò cốc hóa,
tường và vòm lò khác nhau làm việc ở 1450-1500
0
C, lót trong các xe goòng của
các lò nung tuy nen. Đặc biệt dùng làm gạch đệm rất tốt trong các buồng hồi nhiệt.
3/ Dinat carborun
Là loại dinat có thêm phụ gia carborun. Trong quá trình nung sẽ tạo ra vết
nứt li ti làm tăng độ bền nhiệt, giảm độ dãn nở nhiệt. Đây là loại VLCL có độ bền
nhiệt cao.
4/ Đinat ziếc côn : Phối liệu gồm 70% quặng ziếc côn và 30% thủy tinh quắc ~
(48%ZrO
2

+ 50%SiO
2
+ 2% tạp chất). Đặc tính đặc biệt của loại gạch này là nhiệt
độ biến dạng dưới tải trọng cao (1730
0
C). Dùng trong lò nấu phốt phát bền gấp 4-5
lần sămôt đồng thời tăng chất lượng phốt phát.
5/ Đinát không nung : Mảnh đinat cộng với quaczit sống hoặc nung sơ bộ hoặc
hỗn hợp. Loại này dùng lót 4-6 dàn trên cùng của buồng hồi nhiệt.
VI/ Đánh giá chất lượng đinát bằng kính hiển vi phân cực : Dùng kính hiển vi
phân cực ta có thể phân loại đinat thành 3 loại :
-Dinat tridimit hóa yếu: Các tinh thể tridimit tạo nên ít, kích thước bé, lượng
hạt thạch anh còn lưu lại trong sản phẩm 30-35% hoặc hơn. Hạt ít nứt, kích thước
tương đối lớn.
- Dinat tridimit hóa trung bình: Lượng tridimit tương đối lớn, kích thước tinh
thể trung bình, lượng thạch anh còn lưu lại 15-25%, kích thước hạt nhỏ.
- Dinat tridimit hóa tốt: Lượng tinh thể tridimit nhiều, tinh thể dạng hình kim
và song lưỡi mác, lượng thạch anh còn lưu lại khoảng 10 % hạt bị nứt nẻ nhiều.
Vật chất nền trong dinat là pha thủy tinh.
Dinat trong quá trình sử dụng còn tiếp tục bị hàng loạt biến đổi. Thường dinat
được sử dụng ở những nơi chỉ tiếp xúc với nhiệt độ cao, với xỉ, với bụi từ 1 phía
cho nên tạo ra trong đó 1 gradient nhiệt độ, nồng độ các chất khuếch tán và dẫn
đến sự thay đổi cấu trúc biến đổi thành phần khoáng trong nó.