অবাধ্য কাঁচামালের শ্রেণিবিন্যাসের পদ্ধতিগুলো কী কী?

অ্যাসিড ও ক্ষারের ওপর ভিত্তি করে, রিফ্র্যাক্টরি কাঁচামালকে প্রধানত নিম্নলিখিত পাঁচটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়।

(1) অম্লীয় কাঁচামাল
প্রধানত সিলিকাময় কাঁচামাল, যেমন কোয়ার্টজ, স্কোয়ামকোয়ার্টজ, কোয়ার্টজাইট, চ্যালসেডনি, চার্ট, ওপাল, কোয়ার্টজাইট, সাদা সিলিকা বালি, ডায়াটোমাইট, এই সবগুলিতে কমপক্ষে ৯০% এর বেশি সিলিকা (SiO2) থাকে, বিশুদ্ধ কাঁচামালে সিলিকার পরিমাণ ৯৯% এরও বেশি হতে পারে। সিলিকাময় কাঁচামাল উচ্চ তাপমাত্রার রাসায়নিক গতিবিদ্যায় অম্লীয় প্রকৃতির হয়, যখন এতে ধাতব অক্সাইড থাকে, বা রাসায়নিক ক্রিয়ার সংস্পর্শে আসে, তখন এটি গলনযোগ্য সিলিকেটে পরিণত হয়। অতএব, যদি সিলিকাময় কাঁচামালে অল্প পরিমাণে ধাতব অক্সাইড থাকে, তবে তা এর তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করবে।

(2) আধা-অম্লীয় কাঁচামাল
এটি মূলত রিফ্র্যাক্টরি ক্লে। পূর্ববর্তী শ্রেণিবিন্যাসে, ক্লে-কে অম্লীয় পদার্থ হিসেবে তালিকাভুক্ত করা হতো, যা আসলে যথাযথ নয়। রিফ্র্যাক্টরি কাঁচামালের অম্লতা মূলত মুক্ত সিলিকা (SiO2)-কে ভিত্তি করে নির্ধারিত হয়, কারণ রিফ্র্যাক্টরি ক্লে এবং সিলিকাময় কাঁচামালের রাসায়নিক গঠন অনুসারে, রিফ্র্যাক্টরি ক্লে-তে মুক্ত সিলিকার পরিমাণ সিলিকাময় কাঁচামালের তুলনায় অনেক কম থাকে।

যেহেতু সাধারণ রিফ্র্যাক্টরি ক্লে-তে ৩০%~৪৫% অ্যালুমিনা থাকে এবং অ্যালুমিনা খুব কমই মুক্ত অবস্থায় থাকে, তাই এটি সিলিকার সাথে মিলিত হয়ে কওলিনাইট (Al2O3·2SiO2·2H2O) গঠন করে। এমনকি যদি সামান্য অতিরিক্ত সিলিকার পরিমাণও থাকে, তার ভূমিকা খুবই নগণ্য। তাই, রিফ্র্যাক্টরি ক্লে-র অম্লীয় ধর্ম সিলিকাময় কাঁচামালের তুলনায় অনেক দুর্বল। অনেকে মনে করেন যে, উচ্চ তাপমাত্রায় রিফ্র্যাক্টরি ক্লে বিয়োজিত হয়ে মুক্ত সিলিকেট ও মুক্ত অ্যালুমিনায় পরিণত হয়, কিন্তু অপরিবর্তিত থাকে না; ক্রমাগত উত্তপ্ত করতে থাকলে মুক্ত সিলিকেট ও মুক্ত অ্যালুমিনা একত্রিত হয়ে কোয়ার্টজ (3Al2O3·2SiO2) গঠন করে। কোয়ার্টজের ক্ষারীয় স্ল্যাগের বিরুদ্ধে ভালো অ্যাসিড প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং রিফ্র্যাক্টরি ক্লে-তে অ্যালুমিনার পরিমাণ বৃদ্ধির কারণে অ্যাসিডিক পদার্থ ধীরে ধীরে দুর্বল হয়ে পড়ে। যখন অ্যালুমিনার পরিমাণ ৫০%-এ পৌঁছায়, তখন এটি ক্ষারীয় বা নিরপেক্ষ বৈশিষ্ট্য ধারণ করে। বিশেষ করে উচ্চ চাপে তৈরি ক্লে ইটের ক্ষেত্রে, এর উচ্চ ঘনত্ব, সূক্ষ্ম দৃঢ়তা এবং কম ছিদ্রযুক্ততার কারণে উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে ক্ষারীয় স্ল্যাগের বিরুদ্ধে এর প্রতিরোধ ক্ষমতা সিলিকার চেয়ে বেশি শক্তিশালী হয়। কোয়ার্টজের ক্ষয়কারিতাও খুব ধীর, তাই আমরা রিফ্র্যাক্টরি ক্লে-কে আধা-অম্লীয় হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ করাকে উপযুক্ত বলে মনে করি। রিফ্র্যাক্টরি ক্লে হলো রিফ্র্যাক্টরি শিল্পের সবচেয়ে মৌলিক এবং বহুল ব্যবহৃত কাঁচামাল।

(3) নিরপেক্ষ কাঁচামাল
নিরপেক্ষ কাঁচামালগুলো হলো প্রধানত ক্রোমিট, গ্রাফাইট, সিলিকন কার্বাইড (কৃত্রিম), যা যেকোনো তাপমাত্রায় অ্যাসিড বা ক্ষারীয় স্ল্যাগের সাথে বিক্রিয়া করে না। বর্তমানে প্রকৃতিতে এই ধরনের দুটি উপাদান পাওয়া যায়, ক্রোমিট এবং গ্রাফাইট। প্রাকৃতিক গ্রাফাইট ছাড়াও কৃত্রিম গ্রাফাইটও রয়েছে। এই নিরপেক্ষ কাঁচামালগুলোর স্ল্যাগের প্রতি উল্লেখযোগ্য প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং এগুলো ক্ষারীয় রিফ্র্যাক্টরি উপাদান ও অ্যাসিড রিফ্র্যাক্টরি ইনসুলেশনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।

(4) ক্ষারীয় অবাধ্য কাঁচামাল
প্রধানত ম্যাগনেসাইট (magnesite), ডলোমাইট, চুন, অলিভিন, সার্পেন্টাইন, উচ্চ অ্যালুমিনা ও অক্সিজেনযুক্ত কাঁচামাল (কখনও কখনও নিরপেক্ষ), এই কাঁচামালগুলির ক্ষারীয় স্ল্যাগের বিরুদ্ধে শক্তিশালী প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে গাঁথুনির ক্ষারীয় চুল্লিতে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু বিশেষত অ্যাসিডিক স্ল্যাগের সাথে সহজে রাসায়নিক বিক্রিয়া করে লবণে পরিণত হয়।

(5) বিশেষ অবাধ্য উপকরণ
প্রধানত জিরকোনিয়া, টাইটেনিয়াম অক্সাইড, বেরিলিয়াম অক্সাইড, সেরিয়াম অক্সাইড, থোরিয়াম অক্সাইড, ইট্রিয়াম অক্সাইড ইত্যাদি। এই কাঁচামালগুলোর সব ধরনের স্ল্যাগের বিরুদ্ধে বিভিন্ন মাত্রার প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, কিন্তু যেহেতু কাঁচামালের উৎস খুব বেশি নয়, তাই এগুলো রিফ্র্যাক্টরি শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যায় না, শুধুমাত্র বিশেষ পরিস্থিতিতেই ব্যবহার করা যেতে পারে, তাই একে বিশেষ অগ্নি-প্রতিরোধী কাঁচামাল বলা হয়।