耐火材料には多くの種類があり、分類方法も様々です。一般的には6つのカテゴリーに分けられます。
まず、耐火原料の化学成分分類に従って
耐火性原料は、酸化物系原料と非酸化物系原料に分類できる。現代科学技術の発展に伴い、一部の有機化合物は、高性能耐火性原料の前駆体または補助材料として用いられるようになった。
2つ目は、耐火原料の化学成分分類による分類である。
化学的特性に基づいて、耐火性原料は、シリカ、ジルコンなどの酸性耐火性原料、コランダム、ボーキサイト（酸性）、ムライト（酸性）、黄鉄鉱（アルカリ性）、グラファイトなどの中性耐火性原料、マグネシア、ドロマイト砂、マグネシアカルシウム砂などのアルカリ性耐火性原料に分類できます。
３つ目は、生産工程機能の分類によるものです。
耐火物製造工程における役割に基づき、耐火物原料は主原料と補助原料に分類できる。
主原料は耐火材料の本体です。補助原料は結合剤と添加剤に分けられます。結合剤の機能は、製造および使用の過程で耐火材料に十分な強度を持たせることです。一般的に使用されるのは、亜硫酸パルプ廃液、アスファルト、フェノール樹脂、アルミン酸セメント、ケイ酸ナトリウム、リン酸、リン酸塩、硫酸塩などであり、結合粘土のように主原料自体が結合剤の役割を果たすものもあります。添加剤の役割は、耐火材料の製造または施工プロセスを改善したり、安定剤、減水剤、抑制剤、可塑剤、発泡剤、分散剤、膨張剤、酸化防止剤など、耐火材料の特性を強化したりすることです。
4つ目は、酸塩基の性質による分類である。
耐火性原料は、酸性度とアルカリ性度に応じて、主に以下の5つのカテゴリーに分類できます。
（１）酸性原料
主に珪質原料、例えば石英、スクアムクォーツ、珪岩、玉髄、チャート、オパール、珪岩、白砂、珪藻土などがあり、これらの珪質原料は少なくとも90%以上のシリカ（SiO2）を含み、純粋な原料ではシリカが99%以上含まれています。珪質原料は高温化学反応において酸性を示し、金属酸化物が存在する場合、または化学反応と接触すると、融解性ケイ酸塩に結合します。したがって、珪質原料に少量の金属酸化物が含まれていると、耐熱性に深刻な影響を及ぼします。
（２）半酸性原料
主に耐火粘土です。従来、粘土は酸性物質として分類されていましたが、実際には適切ではありません。耐火原料の酸性度は、遊離シリカ（SiO2）を主成分としており、耐火粘土と珪質原料の化学組成を比較すると、耐火粘土中の遊離シリカは珪質原料よりもはるかに少ないためです。
一般的な耐火粘土には30%～45%のアルミナが含まれており、アルミナは遊離状態であることは稀で、シリカと結合してカオリナイト（Al2O3·2SiO2·2H2O）になる傾向があるため、シリカの過剰量がわずかであっても、その影響は非常に小さい。したがって、耐火粘土の酸性は、珪質原料の酸性よりもはるかに弱い。高温で耐火粘土が分解して遊離ケイ酸塩と遊離アルミナになるが、そのままでは変化せず、加熱を続けると遊離ケイ酸塩と遊離アルミナが結合して石英（3Al2O3·2SiO2）になると考える人もいる。石英はアルカリ性スラグに対する耐酸性が良好で、耐火粘土中のアルミナ組成の増加により酸性物質が徐々に弱まり、アルミナが50%に達するとアルカリ性または中性の性質を示し、特に高圧下で粘土レンガを製造した場合、高密度、緻密、低多孔性となり、高温条件下でのアルカリ性スラグに対する耐性はシリカよりも強くなります。また、石英は侵食性も非常に遅いため、耐火粘土を半酸性に分類するのが適切であると考えられます。耐火粘土は、耐火物産業において最も基本的で広く使用されている原料です。
（３）中性原料
中性原料は主にクロム鉄鉱、黒鉛、炭化ケイ素（人工）であり、あらゆる温度条件下で酸性またはアルカリ性のスラグと反応しません。現在、天然にはクロム鉄鉱と黒鉛の2種類の中性原料が存在します。天然黒鉛の他に人工黒鉛もあり、これらの中性原料はスラグに対する耐性が非常に高く、アルカリ性耐火材や酸性耐火断熱材に最適です。
（４）アルカリ性耐火性原料
主にマグネサイト、ドロマイト、石灰、オリビン、蛇紋石、高アルミナ酸素原料（時には中性）であり、これらの原料はアルカリ性スラグに対する耐性が強く、主に石積みアルカリ炉で使用されますが、特に酸性スラグと化学反応を起こしやすく、塩になります。
（５）特殊耐火材料
主にジルコニア、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化セリウム、酸化トリウム、酸化イットリウムなどです。これらの原料は、様々な種類のスラグに対して異なる程度の耐性を持っていますが、原料の供給量が少ないため、多くの耐火物産業で使用できず、特殊な状況でのみ使用できるため、特殊耐火原料と呼ばれています。
5つ目、原材料の世代による分類
原料の産地によって、天然原料と合成原料の2種類に分類できる。
（１）天然耐火原料
天然鉱物原料は依然として主要な原料です。自然界に存在する鉱物は、それを構成する元素からできています。現在までに、酸素、ケイ素、アルミニウムの3元素の総量が地殻中の全元素量の約90%を占めていることが証明されており、酸化物、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩鉱物が圧倒的に優位を占め、非常に膨大な天然原料の埋蔵量となっています。
中国は、種類豊富で豊富な耐火物原料資源を有しています。マグネサイト、ボーキサイト、グラファイトなどの資源は、中国の耐火物原料の三本柱と言えるでしょう。マグネサイトとボーキサイトは埋蔵量が多く、品位も高いです。また、良質な耐火粘土、シリカ、ドロマイト、マグネシアドロマイト、マグネシアオリビン、蛇紋石、ジルコンなどの資源も広く分布しています。
主な天然原料の種類は、シリカ、石英、珪藻土、ワックス、粘土、ボーキサイト、青銅鉱などの鉱物原料、マグネサイト、ドロマイト、石灰岩、マグネサイトオリビン、蛇紋石、タルク、緑泥石、ジルコン、斜方ジルコン、パーライト、クロム鉄鉱、天然黒鉛などである。
6．化学組成に基づき、天然耐火原料は以下のように分類できる。
珪質：結晶性シリカ、石英砂、セメント質シリカなど。
②半珪質鉱物（フィラカイトなど）
③粘土：硬質粘土、軟質粘土など。粘土と粘土クリンカーの組み合わせ。
（４）高アルミニウム：高ボーキサイト、珪線石などの高アルミニウム鉱物、翡翠とも呼ばれる。
⑤ マグネシウム：菱苦土鉱
⑥ ドロマイト;
⑦ クロム鉄鉱 [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
ジルコン（ZrO2・SiO2）。
天然原料は通常、不純物を多く含み、組成が不安定で、性能が大きく変動するため、直接使用できる原料はごくわずかであり、ほとんどの原料は耐火材料の製造要件を満たすために、精製、選別、あるいは焼成などの処理が必要となる。
（２）合成耐火性原料
原料として使用される天然鉱物の種類は限られており、現代産業の特殊な要求を満たす高品質かつ高度な技術を要する耐火材料の要件を満たすことができない場合が多い。合成耐火材料は、人々があらかじめ設計した化学鉱物組成と構造を完全に実現でき、その組織は純粋で緻密な構造を持ち、化学組成の制御が容易であるため、品質が安定しており、さまざまな高度な耐火材料を製造できる。合成耐火材料は、現代の高度な技術を要する耐火材料の主要な原料である。合成耐火材料の開発は、過去20年間で非常に急速に進んでいる。
合成耐火物の原料としては、主にマグネシウムアルミニウムスピネル、合成ムライト、海水マグネシア、合成マグネシウムコーディエライト、焼結コランダム、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素などが挙げられる。
投稿日時：2023年5月19日
