Ugniai atsparios medžiagos svarbus vaidmuo pramonės krosnyse, krosiltyje ir degintuvuose, reikalaujant puikios aukštos temperatūros stabilumo ir šilumos izoliacijos galimybių. Diatomito milteliai, pasižymintys dideliu silicio dioksido kiekiu (≥85 %), žemu šilumos laidumu ir puikiu termochockine atsparumu, tapo nepakeičiamu ugniai atsparių mišinių komponentu. Ši unikali medžiaga ženkliai padidina izoliacijos efektyvumą, pailgina ugniai atsparių apdailos tarnavimo laiką ir sumažina energijos suvartojimą aukštos temperatūros pramonės procesuose.
Ugniai atsparaus diatomitinio miltelio gamyba apima specializuotą aukštos temperatūros apdorojimą, kurio tikslas optimizuoti jo šilumines savybes. Procesas prasideda žaliavos diatomito rūdos plačiu, kad būtų pašalinti teršalai, tokie kaip molis, geležies oksidai ir kitos medžiagos, galinčios pakenkti aukštos temperatūros stabilumui. Toliau rūda kaitinama temperatūroje nuo 900–1200 °C. Šis kaitinimas sukelia silicio dalelių švelnų sinteriavimą, dėl ko padidėja kietumas ir porėtumas sumažėja nuo 70–80 % nekaitinto miltelio iki 50–60 %, tuo pat metu išlaikant esminę izoliuojančią struktūrą. Kaitinta rūda tada malama į miltelius, kurių dalelių dydis paprastai yra 20–60 μm diapazone. Grubesnės dalelės (40–60 μm) dažniausiai naudojamos masiniuose ugniai atspariuose apdailos sluoksniuose, o smulkesnės dalelės (20–30 μm) įterpiamos į ugniai atsparius cementus ar skiedinius. Kai kurie pažangūs diatomito miltelių tipai papildomai apdorojami su aliuminio oksidu (Al₂O₃), kad būtų padidintas slinkimo atsparumas, mažinant deformaciją aukštoje temperatūroje ir veikiant apkrovai.
Vienas iš pagrindinių diatomitinio miltelių privalumų ugniai atspariose aplikacijose yra išskirtinės šilumos izoliacijos savybės. Dėl porėtos struktūros, pilnos daugybės oro kišenių, diatomitinio miltelio šilumos laidumas yra nepaprastai žemas. Kambario temperatūroje šilumos laidumas diatomitinio miltelio pagrindu pagamintų ugniai atspariems medžiagoms sudaro 0,15–0,25 W/(m·K), o net 1000 °C jis išlieka santykinai žemas – 0,30–0,40 W/(m·K). Tai yra žymiai mažesnis rodiklis lyginant su tradicinėmis ugniai atspariomis medžiagomis, tokiomis kaip ugniai atsparus molis, kurio šilumos laidumas yra 0,80–1,0 W/(m·K), arba aliuminis, kurio šilumos laidumas 1,5–2,0 W/(m·K). Dėl to ugniai atsparios dangos, turinčios diatomitinio miltelio, gali sumažinti šilumos nuostolius iš krosnies iki įspūdingų 30–40 %, dėl ko reikšmingai sumažėja energijos sąnaudos šildymui. Pavyzdžiui, cemento krosnyje Indijoje strategiškai buvo pakeista 25 % ugniai atsparaus molio dangos sluoksnio diatomitinio miltelio pagrindu pagaminta ugniai atsparia danga. Rezultatas buvo nepaprastas: susivartojamas gamtinis dujų kiekis sumažėjo 28 %, nes krosnis savo darbo temperatūrą 1450 °C palaikė sunaudojant mažiau kuro. Per vienerius metus tai leido sutaupyti 150 000 JAV dolerių energijos sąnaudų, kas parodo diatomitinio miltelio naudojimo ugniai atspariose aplikacijose didelę ekonominę naudą.
Aukštos temperatūros stabilumas yra dar viena svarbi diatomito miltelių nauda ugniai atspariose medžiagose. Dėl silicio pagrindo sudėties ji turi aukštą lydymosi tašką – 1713 °C, o 900–1200 °C krosneliavimo procesas užtikrina, kad ji išlaikytų savo struktūrinį vientisumą net esant temperatūroms iki 1400 °C. Tai daro ją idealų pasirinkimą daugumai pramoninių krosnių, kurios paprastai veikia 800–1400 °C temperatūrų diapazone. Skirtingai nuo organinių izoliacinių medžiagų, kurios skyla esant temperatūroms aukštesnėms nei 300 °C, diatomito milteliai lieka stabilūs aukštoje temperatūroje, efektyviai neleisdami apdailos sluoksniui sugriūti ir apdorojamoms medžiagoms užteršti. Plieną perkaitinančiose krosnyse, kuriose temperatūra siekia 1200–1300 °C, 30 % diatomito miltelių turinčios ugniai atsparios plytos rodo nepaprastą ilgaamžiškumą, išlaikydamos formą ir izoliacines savybes 18–24 mėnesius. Tai ryškus kontrastas standartinėms ugniai atsparioms molio plytoms, kurių tarnavimo laikas siekia tik 12–15 mėnesių. Diatomito milteliais pagrįstų ugniai atsparių medžiagų ilgesnis tarnavimo laikas plieną perkaitinančiose krosnyse reiškia ilgesnius techninės priežiūros intervalus ir mažesnį krosnių remonto prastovų laiką, kas yra labai svarbu plieno gamykloms, dirbančioms nepertraukiamai visą parą.
Diatomitinio miltelio pagrindu gaminamų ugniai atsparių medžiagų atsparumas šiluminiam šokui viršija tradicinių medžiagų atsparumą. Šiluminis šokas, atsirandantis dėl staigių temperatūros pokyčių, pavyzdžiui, krosnies paleidimo ir sustabdymo metu, dažnai sukelia ugniai atsparių apdailos plyšius. Tačiau diatomitinio miltelio porėta struktūra veikia kaip amortizatorius, veiksmingai sugerdama šiluminę įtampą ir sumažindama plyšių susidarymą. Atliktais tyrimais nustatyta, kad diatomitinio miltelio pagrindu gaminamos ugniai atsparios plytelės išlaiko 50–60 šiluminių ciklų, kurie apima įkaitinimą nuo 20 °C iki 1000 °C ir vėl atšaldymą iki 20 °C, be plyšių susidarymo. Palyginimui, ugniai atsparios molio plytelės išlaiko tik 30–40 tokių šiluminių ciklų. Toks puikus šiluminio šoko atsparumas ypač svarbus partijinio proceso krosnims, tokias kaip keramikos krosnys, kurios patiria dažnus temperatūros svyravimus. Italijos keramikos gamintojas pradėjo naudoti diatomitinio miltelio modifikuotą ugniai atsparią apdailą savo glazūros krosnims ir pasiekė nuostabų 60 % padidėjimą apdailos tarnavimo laikui. Tai ne tik sumažino plytelių keitimo dažnumą, bet ir prisideda prie reikšmingų kaštų taupymo bei pagerinto operatyvinio efektyvumo.
Diatomitinio miltelio pagrindu gaminamų ugniai atsparių medžiagų lengvas svoris suteikia aiškius privalumus, sumažinant konstrukcinę apkrovą krosnyse. Tradicinės ugniai atsparios apdailos dažnai būna tankios ir sunkios, todėl reikia sustiprinti krosnų rėmus, kad išlaikytų jų svorį. Palyginti su diatomitinio miltelio pagrindu gaminamomis ugniai atspariomis medžiagomis, jų birusis tankis yra gana mažas – nuo 0,8–1,2 g/cm³, lyginant su 1,8–2,2 g/cm³ molio ugniai atspariomis medžiagomis. Šis reikšmingas tankio sumažėjimas leidžia sumažinti krosnų apdailos svorį 40–50 %. Dėl mažesnio svorio diatomitinio miltelio pagrindu gaminamos ugniai atsparios medžiagos leidžia kurti lengvesnes ir ekonomiškesnes krosnų konstrukcijas. Pavyzdžiui, maža metalo terminio apdorojimo dirbtuvė, pakeitusi molio apdailą diatomitinio miltelio pagrindu gaminama ugniai atsparia medžiaga, galėjo sumažinti krosnų rėmą. Šis strateginis pokytis lėmė 25 % sumažėjimą pirminės statybos kainos, parodant praktiškai naudingas ir ekonomines diatomitinio miltelio pagrindu gaminamų lengvųjų ugniai atsparių medžiagų savybes.
Diatomitinės medžiagos milteliai pasižymi puikia suderinamuma su kitomis ugniai atspariomis medžiagomis, todėl lengvai integruojami į jau esamas formules. Jie gali būti be jokios kliūties maišomi su tokiais komponentais kaip ugniai atsparus molis, aliumina arba magnėzitas, kad būtų pasiektas tinkamas balansas tarp šilumos izoliacijos, stiprumo ir temperatūros atsparumo. Aukštoje temperatūroje veikiančiuose krosnių įrenginiuose, kuriuose temperatūra viršija 1400°C, į aliuminio pagrindo ugniai atsparias medžiagas pridedant 10–15% diatomitinių miltelių galima pagerinti šilumos izoliacines savybes, neužkliudžiant aukšto temperatūros stabilumo. Ugniai atspariame skiedinyje diatomitinis miltelis padeda pagerinti darbo savybes ir sukibimą, užtikrinant tvirtą ugniai atsparių plytų sujungimą. Toks glaudus sujungimas žymiai sumažina šilumos nuostolius per tarpus, dar labiau optimizuojant ugniai atsparių apdailos sluoksnių našumą.
Diatomitų miltelių naudojimas ugniai atspariose medžiagose taip pat suteikia pastebimus aplinkosaugos pranašumus. Sumažinant šilumos nuostolius iš krosnies, efektyviai mažinamas šiltnamio dujų išmetimas. Cemento krosnys, kurios naudoja diatomitų miltelių pagrindu pagamintas ugniai atsparias medžiagas, išmeta 25–30 % mažiau CO₂ lyginant su tradicinėmis apdailomis, dėl ko pramonės procesai tampa tvarūs ir draugiškesni aplinkai. Be to, išnaudotos diatomitų miltelių pagrindu pagamintos ugniai atsparios medžiagos gali būti perdirbtos – arba į žemesnės kokybės ugniai atsparias medžiagas, tinkamas mažesnes reikalavimų keliančioms sritims, pvz., degintuvų apdailai, arba kaip priedas statybos medžiagose. Ši perdirbimo galimybė padeda sumažinti sąvartynų atliekas, skatindama uždarą ekonomiką ugniai atsparių medžiagų pramonėje.
Apibendrinant, diatomito miltai tvirtai įsitvirtino kaip būtinas medžiagos tipas ugniai atsparių medžiagų pramonėje. Jų puikios šilumos izoliacijos savybės, aukštos temperatūros stabilumas ir atsparumas termokinetiniams pokyčiams, derinami su mažu svoriu, suderinamumu su kitomis ugniai atspariomis medžiagomis bei aplinkosauginiais pranašumais, daro juos pageidaujamu pasirinkimu įvairioms pramonės srityms, įskaitant krosnis, krosneles ir degintuvus. Kadangi visame pasaulyje pramonės šakos toliau siekia sumažinti energijos sąnaudas ir mažinti anglies emisijas, ugniai atspariems diatomito miltams artimiausiu metu numatomas reikšmingas paklausos augimas globalinėse rinkose.
