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耐火材料的結構

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耐火材料的結構

發布日期:2016-07-27 作者: 點擊:

酸性耐火材料以氧化硅為主要成分,常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅94%以上的硅質制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等,其抗酸性爐渣侵蝕能力強,荷重軟化溫度高,重復煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹;但其易受堿性渣的侵蝕,抗熱震性差。硅磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設備。粘土磚以耐火粘土為主要原料,含有30%~46%的氧化鋁,屬弱酸性耐火材料,抗熱振性
耐火材料耐火材料
好,對酸性爐渣有抗蝕性,應用廣泛。
中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優質耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好,但抗熱震性較差,高溫荷重變形溫度較低。碳質耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質制品,其熱膨脹系數很低,導熱性高,耐熱震性能好,高溫強度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,尤其是弱酸堿具有較好的抵抗能力,不受金屬和熔渣的潤濕,質輕。廣泛用作高溫爐襯材料,也用作石油、化工的高壓釜內襯。
堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分,常用的是鎂磚。含氧化鎂80%~85%以上的鎂磚,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉設備以及一些高溫設備上。
在特殊場合應用的耐火材料有高溫氧化物材料,如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等,難熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復合材料,主要有金屬陶瓷、高溫無機涂層和纖維增強陶瓷等。
經常使用的耐火材料有AZS磚、剛玉磚、直接結合鎂鉻磚、碳化硅磚、氮化硅結合碳化硅磚,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹等耐火材料。
經常使用的隔熱耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、絕熱板等。
經常使用的不定形耐火材料有補爐料、搗打料、澆注料、可塑料、耐火泥、耐火噴補料、耐火投射料、耐火涂料、輕質耐火澆注料、炮泥等。
散狀耐火材料(不定形耐火材料):不定形耐火材料是由合理級配的粒狀和粉狀料與結合劑共同組成的不經成型和燒成而直接供使用的耐火材料。通常,對構成此種材料的粒狀料稱骨料,對粉狀料稱摻合料,對結合劑稱膠結劑。這類材料無固定的外形,可制成漿狀、泥膏狀和松散狀,因而也通稱為散狀耐火材料。用此種耐火材料可構成無接縫的整體構筑物,故還稱為整體耐火材料。
不定形耐火材料的基本組成是粒狀和粉狀的耐火物料。依其使用要求,可由各種材質制成。為了使這些耐火物料結合為整體,除極少數特殊情況外,一般皆加入適當品種和數量的結合劑。為改進其可塑性或減少用水量,可加入少量適當增塑減水劑,為滿足其他特殊要求,還可分別加入少量適當其他外加劑。

通性

在普通和特種耐火材料中,常用的品種主要有以下幾種:
酸性
用量較大的有硅磚和粘土磚。硅磚是含93%以上SiO2的硅質制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強,但易受堿性渣的侵蝕,它的荷重軟化溫度很高,接近其耐火度,重復煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗
耐火材料磨具耐火材料磨具
熱震性差。硅磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設備。粘土磚中含30%~46%氧化鋁,它以耐火粘土為主要原料,耐火度1580~1770℃,抗熱震性好,屬于弱酸性耐火材料,對酸性爐渣有抗蝕性,用途廣泛,是生產量最大的一類耐火材料。
中性
高鋁質制品中的主晶相是莫來石和剛玉,剛玉的含量隨著氧化鋁含量的增加而增高,含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優質耐火材料。鉻磚主要以鉻礦為原料制成的,主晶相是鉻鐵礦。它對鋼渣的耐蝕性好,但抗熱震性差,高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例制成的鉻鎂磚抗熱震性好,主要用作堿性平爐頂磚。
碳質制品是另一類中性耐火材料,根據含碳原料的成分和制品的礦物組成,分為碳磚、石墨制品和碳化硅質制品三類。碳磚是用高品位的石油焦為原料,加焦油、瀝青作粘合劑,在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品(除天然石墨外)用碳質材料在電爐中經2500~2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料,加粘土、氧化硅等粘結劑在1350~1400℃燒成。也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮氣氛下制成氮化硅-碳化硅制品。
耐火材料磨具耐火材料磨具
碳質制品的熱膨脹系數很低,導熱性高,耐熱震性能好,高溫強度高。在高溫下長期使用也不軟化,不受任何酸堿的侵蝕,有良好的抗鹽性能,也不受金屬和熔渣的潤濕,質輕,是優質的耐高溫材料。缺點是在高溫下易氧化,不宜在氧化氣氛中使用。碳質制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制品可以做反應槽和石油化工的高壓釜內襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。
堿性
以鎂質制品為代表。它含氧化鎂80%~85%以上, 以方鎂石為主晶相。生產鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成)等。對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性。純氧化鎂的熔點高達2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀50年代中期以來,由于采用了吹氧轉爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂,堿性耐火材料的產量逐漸增加,粘土磚和硅磚的生產則在減少。堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫熱工設備。

復合材料

氧化物材料
如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、氧化鎂、氧化鈰和氧化釷等熔點在2050~3050℃。
難熔化合物材料
如碳化物(碳化硅、碳化鈦、碳化鉭等)、氮化物(氮化硼、氮化硅等)、硼化物(硼化鋯、硼化鈦、硼化鉿等)、硅化物(二硅化鉬等)和硫化物(硫化釷、硫化鈰等)。它們的熔點為2000~3887℃,其中最難熔的是碳化物。
高溫復合材料
如金屬陶瓷、高溫無機涂層和纖維增強陶瓷等。


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關鍵詞:耐火材料

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