Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5441:1991 (hoàn toàn tương đương với ST SEV 5287 – 1985) là văn bản kỹ thuật quan trọng quy định về cách thức phân loại các loại vật liệu và sản phẩm chịu lửa. Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về phạm vi áp dụng cũng như các tiêu chí phân loại cốt lõi được quy định từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

Điều 1: Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn này quy định hệ thống phân loại đồng nhất đối với các loại vật liệu và sản phẩm chịu lửa dựa trên các đặc tính kỹ thuật, thành phần hóa học, độ chịu lửa và cấu trúc vật lý. Đối tượng áp dụng bao gồm tất cả các tổ chức, cá nhân tham gia vào hoạt động nghiên cứu, sản xuất, thử nghiệm, nghiệm thu và sử dụng vật liệu chịu lửa tại Việt Nam.

Điều 2: Phân loại theo độ chịu lửa

Độ chịu lửa là chỉ tiêu kỹ thuật tiên quyết để đánh giá khả năng làm việc của vật liệu ở nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hoặc nóng chảy. Theo tiêu chuẩn, vật liệu chịu lửa được phân thành ba nhóm chính:

• Vật liệu chịu lửa thường: Là nhóm vật liệu có chỉ số độ chịu lửa giới hạn trong khoảng từ 1580 độ C đến 1770 độ C. Đây là nhóm vật liệu phổ biến, thường được sử dụng trong các lò công nghiệp có nhiệt độ làm việc trung bình.
• Vật liệu chịu lửa cao: Là nhóm vật liệu có độ chịu lửa vượt trội, dao động trong khoảng từ trên 1770 độ C đến 2000 độ C. Nhóm này đáp ứng được yêu cầu khắt khe của các thiết bị nhiệt hoạt động ở cường độ cao.
• Vật liệu chịu lửa siêu cao: Là nhóm vật liệu đặc biệt có khả năng chống chịu nhiệt độ cực hạn, với độ chịu lửa đạt mức trên 2000 độ C. Nhóm này thường được chế tạo từ các oxit tinh khiết hoặc hợp chất đặc biệt phục vụ cho các ngành công nghiệp công nghệ cao.

Điều 3: Phân loại theo thành phần hóa học và khoáng vật

Thành phần hóa học và cấu trúc khoáng vật quyết định tính chất hóa lý, khả năng chống ăn mòn hóa học của vật liệu trong môi trường làm việc (axit, bazơ hoặc trung tính). Tiêu chuẩn phân chia thành các nhóm sản phẩm cụ thể sau:

• Nhóm chất silic (Silica): Sản phẩm có hàm lượng silic dioxit (SiO2) chiếm tỷ lệ từ 93% trở lên. Nhóm này có tính axit mạnh, chịu tải trọng tốt ở nhiệt độ cao.
• Nhóm aluminosilicat (Alumino-silicate): Được phân chia nhỏ hơn dựa trên tỷ lệ giữa nhôm oxit (Al2O3) và silic dioxit (SiO2), bao gồm:
  • Sản phẩm bán axit: Có hàm lượng SiO2 lớn hơn 65% nhưng hàm lượng Al2O3 dưới 30%.
  • Sản phẩm sét (samốt): Có hàm lượng Al2O3 dao động trong khoảng từ 30% đến 45%.
  • Sản phẩm cao alumin: Có hàm lượng Al2O3 vượt quá 45%.
• Nhóm bazơ (Magnesian và các hợp chất liên quan): Bao gồm các sản phẩm được sản xuất từ quặng manhezit, đôlomit, crômít. Nhóm này có khả năng chống lại sự ăn mòn của xỉ bazơ rất tốt ở nhiệt độ cao.
• Nhóm cacbon (Carbonaceous): Gồm các sản phẩm chứa thành phần cacbon tự do cao như gạch graphit, gạch cacbon, có độ bền nhiệt cực tốt và tính dẫn nhiệt cao.
• Nhóm đặc biệt: Bao gồm các sản phẩm chịu lửa được chế tạo từ các oxit tinh khiết (như zirconi oxit), các hợp chất không oxit (cacbit, nitrit) phục vụ cho các mục đích chuyên biệt.

Điều 4: Phân loại theo độ xốp (Cấu trúc vật lý)

Độ xốp biểu kiến là chỉ số phản ánh mật độ cấu trúc bên trong của vật liệu, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học, độ dẫn nhiệt và khả năng chống thấm xỉ. Tiêu chuẩn phân loại chi tiết như sau:

• Sản phẩm đặc biệt đặc: Có độ xốp biểu kiến cực thấp, dưới 3%.
• Sản phẩm rất đặc: Có độ xốp biểu kiến nằm trong khoảng từ 3% đến 10%.
• Sản phẩm đặc: Có độ xốp biểu kiến dao động từ trên 10% đến 16%.
• Sản phẩm trung bình: Có độ xốp biểu kiến dao động từ trên 16% đến 20%.
• Sản phẩm thường: Có độ xốp biểu kiến dao động từ trên 20% đến 30%.
• Sản phẩm cách nhiệt (siêu xốp): Có độ xốp biểu kiến rất cao, thường trên 45%, được thiết kế chuyên dụng để ngăn chặn sự thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh.