能環(huán)耐火材料課件2014

1、p本課程熱能專業(yè)設(shè)置的一門選修課程選修課程。p本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容：p耐火材料基礎(chǔ)知識(shí)：包括定義、性能、分類及生產(chǎn)工藝等以及一些常用耐火材料的性質(zhì)；p耐火材料與節(jié)能降耗。 （重點(diǎn)）o耐火材料是高溫技術(shù)的基礎(chǔ)材料耐火材料是高溫技術(shù)的基礎(chǔ)材料，是重要的，是重要的筑爐材料。筑爐材料。耐耐火材料在冶金、硅酸鹽、化工、動(dòng)力、石油、機(jī)械制造工火材料在冶金、硅酸鹽、化工、動(dòng)力、石油、機(jī)械制造工業(yè)等甚至尖端科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。業(yè)等甚至尖端科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。o正確合理選用耐火材料是窯爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。正確合理選用耐火材料是窯爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。 耐火材料不僅要求在高溫下不損壞，而且應(yīng)該隔熱，

2、同時(shí)還耐火材料不僅要求在高溫下不損壞，而且應(yīng)該隔熱，同時(shí)還要具有不同的特殊性能要具有不同的特殊性能:強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐侵蝕、抗磨損，強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐侵蝕、抗磨損， （保溫、傳熱、熱交換、發(fā)熱體）（保溫、傳熱、熱交換、發(fā)熱體） 。o耐火材料對(duì)節(jié)約能源有非常重要的意義。耐火材料對(duì)節(jié)約能源有非常重要的意義。合理選用耐火材合理選用耐火材料，不僅可以提高熱處理過程中的熱效率，還可以減少能料，不僅可以提高熱處理過程中的熱效率，還可以減少能源的消耗。源的消耗。o耐火工業(yè)被稱為冶金及其他高溫工業(yè)的支撐工業(yè)和先行工耐火工業(yè)被稱為冶金及其他高溫工業(yè)的支撐工業(yè)和先行工業(yè)。業(yè)。第一節(jié)第一節(jié) 耐火材料的定義及分類耐火

3、材料的定義及分類 金屬金屬材料材料 非金屬非金屬 一一 耐火材料的定義耐火材料的定義 耐火材料是耐火度不低于1580的無機(jī)非金屬無機(jī)非金屬材料材料，用作高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以及工業(yè)用高溫容器和部件的材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化物理化學(xué)變化及機(jī)械作用機(jī)械作用。無機(jī)材料水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料無機(jī)材料水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料有機(jī)材料有機(jī)材料二二 耐火材料的分類耐火材料的分類1 按照耐火度分：按照耐火度分：2 按照形狀和尺寸分為：定形耐火制品和不定形耐火材料按照形狀和尺寸分為：定形耐火制品和不定形耐火材料o定形耐火材料標(biāo)準(zhǔn)型磚、異形磚、特異形磚、以及實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)用坩鍋等特殊制品。o

4、不定形耐火材料耐火澆注料、噴補(bǔ)料、可塑料、搗打料等。3 按照按照成型工藝成型工藝分為：分為：泥漿澆注制品、可塑成形制品、半干壓成泥漿澆注制品、可塑成形制品、半干壓成型制品、熔融澆注制品、以及用巖石直接切割制品。型制品、熔融澆注制品、以及用巖石直接切割制品。4 按照化學(xué)礦物組成分為：酸性、中性、堿性耐火材料按照化學(xué)礦物組成分為：酸性、中性、堿性耐火材料o酸性耐火材料硅質(zhì)制品（硅磚）o中性耐火材料硅酸鋁質(zhì)制品（半硅磚，粘土磚、高鋁磚等）,碳質(zhì)制品o堿性耐火材料含有MgO和CaO的耐火材料。鎂質(zhì)和白云石質(zhì)（強(qiáng)堿性）5 按照按照燒制工藝燒制工藝分為：不燒磚、燒制磚、熔鑄耐火制分為：不燒磚、燒制磚、熔鑄

5、耐火制品、耐火混凝土等品、耐火混凝土等 第二節(jié)第二節(jié) 耐火材料的生產(chǎn)工藝耐火材料的生產(chǎn)工藝 o常規(guī)工藝：原料的選擇常規(guī)工藝：原料的選擇、破碎破碎、粉碎粉碎、細(xì)磨細(xì)磨、篩分篩分、配配料料、混料混料、成型成型、干燥干燥、燒成燒成等幾個(gè)基本工序。等幾個(gè)基本工序。一一 原料的選取和制備原料的選取和制備（1）選礦）選礦（2）干燥與煅燒）干燥與煅燒（3）破碎與篩分）破碎與篩分二二 配料配料o是指按照制品的類型和性能要求，將準(zhǔn)備好的原料按照是指按照制品的類型和性能要求，將準(zhǔn)備好的原料按照設(shè)計(jì)好的設(shè)計(jì)好的配方配方按比例配合起來。配料的基本原則是能獲按比例配合起來。配料的基本原則是能獲得成型后的密實(shí)坯體和制品的

6、致密度，從而保證制品的得成型后的密實(shí)坯體和制品的致密度，從而保證制品的性能。性能。配方包括按規(guī)定比例配合的各種原料量配方包括按規(guī)定比例配合的各種原料量。三三 混練混練o混練過程是將各種配好的物料和結(jié)合劑經(jīng)過混合設(shè)備的混練過程是將各種配好的物料和結(jié)合劑經(jīng)過混合設(shè)備的混合作用達(dá)到物料的均勻分布?；旌献饔眠_(dá)到物料的均勻分布。o常用的混合設(shè)備有雙軸攪拌機(jī)、混沙機(jī)、和濕碾機(jī)。另外混合時(shí)還必須按照一定的加料順序加料順序進(jìn)行，否則達(dá)不到均勻混合的目的。四四 成型成型o混練后的耐火坯料借助于外力和模型，使得顆粒和粉料混練后的耐火坯料借助于外力和模型，使得顆粒和粉料重新分布，排出部分空氣而得到具有一定尺寸、形狀

7、和重新分布，排出部分空氣而得到具有一定尺寸、形狀和強(qiáng)度的坯體或制品的過程強(qiáng)度的坯體或制品的過程。o成型的方式有半干法成型、澆注成型、振動(dòng)成型、熱壓成型、電熔鑄法、等靜壓法等。 五五 干燥干燥o通常，經(jīng)過成型后的磚坯含水率都在3.5%以上，強(qiáng)度比較低，必須經(jīng)過干燥，降低水分含量，提高強(qiáng)度，以便運(yùn)輸裝窯和燒成。常用的干燥設(shè)備有隧道干燥器。六六 裝窯裝窯七七 燒成（生坯燒成（生坯制品）制品） 隧道窯o燒結(jié)：物料經(jīng)高溫作用，變成具有一定強(qiáng)度和燒結(jié)：物料經(jīng)高溫作用，變成具有一定強(qiáng)度和氣孔率很低，甚至無氣孔的致密石狀物的工藝氣孔率很低，甚至無氣孔的致密石狀物的工藝過程。過程。耐火材料的其它生產(chǎn)工藝o耐火材

8、料與玻璃工藝相接近的熔鑄法與玻璃工藝相接近的熔鑄法與混凝土制備類似的耐火澆注料與混凝土制備類似的耐火澆注料與搪瓷工藝類似的噴涂料及高溫涂層材料與搪瓷工藝類似的噴涂料及高溫涂層材料與紡織品類似的耐火纖維制品與紡織品類似的耐火纖維制品第三節(jié)第三節(jié) 耐火材料的組成及性能耐火材料的組成及性能 o本節(jié)主要介紹耐火材料的本節(jié)主要介紹耐火材料的化學(xué)礦物組成化學(xué)礦物組成、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能性能、力學(xué)性能力學(xué)性能、熱學(xué)性能熱學(xué)性能和和使用性能使用性能等基礎(chǔ)等基礎(chǔ)知識(shí)。知識(shí)。高密度高純硅磚的理化指標(biāo)高密度高純硅磚的理化指標(biāo)一一 耐火材料的化學(xué)、礦物組成耐火材料的化學(xué)、礦物組成o耐火材料一般是由多種不同的化學(xué)成分和礦耐火

9、材料一般是由多種不同的化學(xué)成分和礦物組成構(gòu)成的物組成構(gòu)成的非均質(zhì)體非均質(zhì)體。它的各種性質(zhì)不僅。它的各種性質(zhì)不僅取決于它的取決于它的化學(xué)成分化學(xué)成分，而且更依賴于其中的，而且更依賴于其中的物相組成物相組成、分布及各相的特性分布及各相的特性，即取決于制，即取決于制品的化學(xué)、礦物組成。品的化學(xué)、礦物組成。 （一）（一） 耐火材料的化學(xué)組成耐火材料的化學(xué)組成o按照耐火材料的化學(xué)組成將其中的成分分為主成分主成分、雜質(zhì)成分雜質(zhì)成分和添加劑添加劑。1 主成分主成分o主成分通常是耐火材料中一種或幾種高熔點(diǎn)的耐火氧化物或非氧主成分通常是耐火材料中一種或幾種高熔點(diǎn)的耐火氧化物或非氧化物。它是耐火制品的主體，直接決

10、定耐火制品性能。它的性質(zhì)化物。它是耐火制品的主體，直接決定耐火制品性能。它的性質(zhì)和數(shù)量對(duì)耐火材料的性能起決定作用。和數(shù)量對(duì)耐火材料的性能起決定作用。o耐火材料按照其主成分有可分為三類：耐火材料按照其主成分有可分為三類：o酸性耐火材料酸性耐火材料：硅質(zhì)，半硅質(zhì)，粘土質(zhì)；：硅質(zhì)，半硅質(zhì)，粘土質(zhì)；中性耐火材料中性耐火材料：高鋁質(zhì)、：高鋁質(zhì)、碳質(zhì)、鉻質(zhì)（中性偏堿）；碳質(zhì)、鉻質(zhì)（中性偏堿）；堿性耐火材料堿性耐火材料：含：含MgO，CaO等等鎂鎂質(zhì)和白云石質(zhì)，鎂鉻系和鎂橄欖石系及尖晶石系。質(zhì)和白云石質(zhì)，鎂鉻系和鎂橄欖石系及尖晶石系。o按照主成分對(duì)耐火材料進(jìn)行劃分的意義在于：按照主成分對(duì)耐火材料進(jìn)行劃分的意

11、義在于：可以了解耐火材料可以了解耐火材料的化學(xué)性質(zhì)，判斷在使用過程中它們之間以及耐火材料與接觸物的化學(xué)性質(zhì)，判斷在使用過程中它們之間以及耐火材料與接觸物之間有無化學(xué)作用。之間有無化學(xué)作用。2 雜質(zhì)成分雜質(zhì)成分o雜質(zhì)成分則是指由于原料純度有限而被帶入或生產(chǎn)過程中混入的對(duì)耐火制品性能具有不良影響的部分。高溫下有溶劑作用。3 添加劑添加劑o加入量很少，甚至是極微；o彌補(bǔ)主成分在使用性能、生產(chǎn)性能或作業(yè)性能等某方面的不足而使用的，o通常有 結(jié)合劑、礦化劑、穩(wěn)定劑、燒結(jié)劑、減水劑、抗水化劑、結(jié)合劑、礦化劑、穩(wěn)定劑、燒結(jié)劑、減水劑、抗水化劑、抗氧化劑、促凝劑和膨脹劑等抗氧化劑、促凝劑和膨脹劑等。能明顯改善

12、耐火制品的某種功能或特性，對(duì)該制品的主性能無嚴(yán)重影響。耐火材料的化學(xué)分析通常指分析耐火制品和原料的各種氧化物含量和耐火材料的化學(xué)分析通常指分析耐火制品和原料的各種氧化物含量和其它主要成分含量和灼燒量。其它主要成分含量和灼燒量。通過化學(xué)成分分析，按所含成分的通過化學(xué)成分分析，按所含成分的種類和數(shù)量，可以判斷種類和數(shù)量，可以判斷原料和制品的純度原料和制品的純度，制品的，制品的化學(xué)特性化學(xué)特性，并，并借助有關(guān)相圖大致借助有關(guān)相圖大致估計(jì)制品的礦物組成和耐火性能估計(jì)制品的礦物組成和耐火性能，可以作為選，可以作為選取原料、檢查和調(diào)整工藝過程、確定使用條件的依據(jù)。取原料、檢查和調(diào)整工藝過程、確定使用條件的

13、依據(jù)。（二）礦物組成（二）礦物組成o耐火材料的礦物組成一般分為主晶相和基質(zhì)兩大類耐火材料的礦物組成一般分為主晶相和基質(zhì)兩大類。o主晶相主晶相：是指構(gòu)成制品結(jié)構(gòu)的主體且熔點(diǎn)較高的晶相是指構(gòu)成制品結(jié)構(gòu)的主體且熔點(diǎn)較高的晶相。主晶相的性質(zhì)、數(shù)量和結(jié)合狀態(tài)直接決定著耐火材料的性能。除要選擇熔點(diǎn)較高的化合物或單質(zhì)外，還希望它們的晶體發(fā)育充分、完好，真正發(fā)揮主晶相的耐火性能。o基質(zhì)：基質(zhì)：是在耐火制品主晶相之間填充的結(jié)晶礦物或玻璃是在耐火制品主晶相之間填充的結(jié)晶礦物或玻璃相。相。其數(shù)量不大，但成分、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作用明顯，往往對(duì)制品的某些性能有著決定性的影響。在使用的過程中，基質(zhì)往往首先破壞，調(diào)整和改變基質(zhì)可

14、以改善材料的使用性能。 二二 耐火材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)耐火材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)o包括包括氣孔率、吸水率、體積密度和透氣度氣孔率、吸水率、體積密度和透氣度等，是影響耐等，是影響耐火材料使用性能的重要因素?；鸩牧鲜褂眯阅艿闹匾蛩?。1 氣孔率氣孔率耐火材料中的氣孔大致分為三類：（耐火材料中的氣孔大致分為三類：（1）閉口氣孔，封閉在制品中不與外界相）閉口氣孔，封閉在制品中不與外界相通；（通；（2）開口氣孔，一端封閉，另一端與外界相通，能被流體填充；）開口氣孔，一端封閉，另一端與外界相通，能被流體填充；（3）貫通氣孔，貫通制品的兩面，流體能通過。）貫通氣孔，貫通制品的兩面，流體能通過。氣孔率氣孔率強(qiáng)度強(qiáng)度熱導(dǎo)率熱

15、導(dǎo)率抗侵蝕性抗侵蝕性，提高燒成溫度，延長(zhǎng)保溫時(shí)間，提高燒成溫度，延長(zhǎng)保溫時(shí)間aP以顯氣孔率以顯氣孔率Pa即即開口氣孔和貫通開口氣孔和貫通氣孔的體積之和占制品總體積的氣孔的體積之和占制品總體積的百分率來表示氣孔率指標(biāo)。百分率來表示氣孔率指標(biāo)。aP2 吸水率吸水率o吸水率是制品中全部開口氣孔所吸收的水的質(zhì)量與其干吸水率是制品中全部開口氣孔所吸收的水的質(zhì)量與其干燥試樣的質(zhì)量之比燥試樣的質(zhì)量之比。o它實(shí)質(zhì)上反映了耐火材料中開口氣孔的數(shù)量。吸水率測(cè)定方法簡(jiǎn)便，在耐火材料生產(chǎn)實(shí)際中常常用來鑒定原料煅燒的質(zhì)量。 3 體積密度體積密度o體積密度是指耐火材料的干燥質(zhì)量與其總體積之比體積密度是指耐火材料的干燥質(zhì)量

16、與其總體積之比 單位為單位為g cm-3。o原料體密，磚坯體密，制品體密o體積密度直觀地反應(yīng)了耐火制品的致密程度，它是耐火原料、致密體積密度直觀地反應(yīng)了耐火制品的致密程度，它是耐火原料、致密耐火制品質(zhì)量水平的重要衡量指標(biāo)。體積密度越高，對(duì)耐火材料的耐火制品質(zhì)量水平的重要衡量指標(biāo)。體積密度越高，對(duì)耐火材料的強(qiáng)度、抗侵蝕性、耐磨性、荷重軟化溫度越有利強(qiáng)度、抗侵蝕性、耐磨性、荷重軟化溫度越有利 。VdG0體4.透氣度o氣體透過耐火制品的難易程度。o對(duì)透氣制品，既要有足夠的強(qiáng)度，又要有良好的透氣性。如：轉(zhuǎn)爐底部透氣磚。 三三 耐火材料的力學(xué)性質(zhì)耐火材料的力學(xué)性質(zhì)o耐火材料的力學(xué)性質(zhì)耐火材料的力學(xué)性質(zhì)是

17、指制品在多種條件作用下的強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)。該指標(biāo)表征制品抵抗外力作用而不被破壞的能力。1 耐壓強(qiáng)度耐壓強(qiáng)度2 抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度3 耐磨性耐磨性1 耐壓強(qiáng)度耐壓強(qiáng)度 耐壓強(qiáng)度是指耐火材料在一定的溫度下單位面積所能承受耐壓強(qiáng)度是指耐火材料在一定的溫度下單位面積所能承受的壓力。的壓力。(Mpa)耐火材料的耐壓強(qiáng)度分為常溫耐壓強(qiáng)度和高溫耐壓強(qiáng)度常溫耐壓強(qiáng)度和高溫耐壓強(qiáng)度。它是衡量耐火材料質(zhì)量的重要性能指標(biāo)之一，間接地反映出制品的組織結(jié)構(gòu)，如致密度、均勻性和燒結(jié)性等。2 抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度是指耐火材料能承受的最大彎曲應(yīng)力的能力，又稱抗折強(qiáng)度是指耐火材料能承受的最大彎曲應(yīng)力的能力，又稱抗彎強(qiáng)度?？?/p>

18、彎強(qiáng)度。(Mpa)耐火材料的抗折強(qiáng)度亦分為常溫抗折強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度。常溫抗折強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度。高溫抗折強(qiáng)度高的制品，在高溫條件下，對(duì)于物料的沖擊、磨損、液態(tài)渣的沖刷等，均具有較好的抵抗能力。3 耐磨性耐磨性耐磨性是指耐火材料抵抗堅(jiān)硬的物體或氣流的摩擦、磨損、耐磨性是指耐火材料抵抗堅(jiān)硬的物體或氣流的摩擦、磨損、沖刷的能力。沖刷的能力。耐火材料的耐磨性取決于其礦物組成、組織結(jié)構(gòu)和顆粒結(jié)合的牢固性以及材料本身的密度、強(qiáng)度等。四四 耐火材料的高溫使用性能耐火材料的高溫使用性能o耐火材料的使用性能是指耐火材料在高溫下使耐火材料的使用性能是指耐火材料在高溫下使用時(shí)所具有的性能。包括用時(shí)所具有的性能。包

19、括耐火度、荷重軟化溫耐火度、荷重軟化溫度、高溫蠕變性、體積穩(wěn)定性、抗熱震性、抗度、高溫蠕變性、體積穩(wěn)定性、抗熱震性、抗侵蝕性侵蝕性等等。四四 耐火材料的高溫使用性能耐火材料的高溫使用性能o耐火材料的使用性能是指耐火材料在高溫下使用時(shí)所具有的性能。是與其使用壽命相關(guān)的性質(zhì)。p 耐火度p 荷重軟化溫度p 高溫蠕變性p 高溫體積穩(wěn)定性p 抗侵蝕性p 抗熱震性1 耐火度耐火度指耐火材料在無荷重時(shí)抵抗高溫作用而不熔融和軟化的性質(zhì)。單位 測(cè)定方法：試錐法 常用耐火材料的耐火度o耐火度不是耐火材料的熔點(diǎn)耐火度不是耐火材料的熔點(diǎn)o制品的化學(xué)礦物組成直接決定其耐火度，提高原料純度制品的化學(xué)礦物組成直接決定其耐火

20、度，提高原料純度提高耐火度提高耐火度o問題：耐火度是否就是耐火材料的最高使用溫度？問題：耐火度是否就是耐火材料的最高使用溫度？2 荷重軟化溫度（荷軟點(diǎn)）耐火材料對(duì)高溫和荷重同時(shí)作用的抵抗能力，也表示耐火材料呈現(xiàn)明顯塑性變形的軟化范圍。o測(cè)定方法：給耐火材料施以恒定壓負(fù)荷，并加熱，測(cè)定其發(fā)生明顯變形時(shí)的溫度點(diǎn)即為荷軟點(diǎn)。o荷軟點(diǎn) : TH: 0.6變形溫度點(diǎn) TK :40變形溫度點(diǎn)o荷重軟化溫度范圍： TKTH 荷軟點(diǎn)的測(cè)定是為了判斷材料的使用條件、荷重能力幾種耐火制品的荷軟點(diǎn)問題問題：耐火材料荷重軟化溫度范圍的寬窄說明什么？耐火材料荷重軟化溫度范圍的寬窄說明什么？結(jié)晶相、晶體構(gòu)造和性狀結(jié)晶相、

21、晶體構(gòu)造和性狀晶相與液相的數(shù)量及液相粘度晶相與液相的數(shù)量及液相粘度比較：粘土磚、硅磚、鎂磚比較：粘土磚、硅磚、鎂磚工藝因素工藝因素影響荷軟點(diǎn)的因素 提高荷軟點(diǎn)措施提高荷軟點(diǎn)措施 提高原料純度提高原料純度 改善結(jié)合相成分改善結(jié)合相成分直接結(jié)合的主晶相直接結(jié)合的主晶相陶瓷結(jié)合孤島狀主晶相陶瓷結(jié)合孤島狀主晶相3高溫蠕變性高溫蠕變性當(dāng)耐火材料在高溫下長(zhǎng)時(shí)間承受某一較小的荷重時(shí)，產(chǎn)生當(dāng)耐火材料在高溫下長(zhǎng)時(shí)間承受某一較小的荷重時(shí)，產(chǎn)生塑性變形，變形量會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，甚至?xí)苄宰冃?，變形量?huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，甚至?xí)鼓突鸩牧掀茐?，這種現(xiàn)象叫使耐火材料破壞，這種現(xiàn)象叫蠕變?nèi)渥?。測(cè)定蠕變的意義在

22、于可以了解制品發(fā)生蠕變的最低溫度，預(yù)測(cè)耐火制品在實(shí)際使用過程中承受負(fù)荷的變化，評(píng)價(jià)制品的使用性能。4 抗渣性抗渣性抗渣性是指耐火材料在高溫下抵抗?fàn)t渣的侵蝕和沖刷作用抗渣性是指耐火材料在高溫下抵抗?fàn)t渣的侵蝕和沖刷作用的能力。的能力。o冶金渣、燃料灰分、飛塵、熱煙氣等。冶金渣、燃料灰分、飛塵、熱煙氣等。o直接溶解、反應(yīng)溶解、侵入變質(zhì)溶解。直接溶解、反應(yīng)溶解、侵入變質(zhì)溶解。o抗渣性是耐火材料重要的使用性能，抗渣性是耐火材料重要的使用性能，對(duì)于改善耐火材料的生產(chǎn)工藝、指導(dǎo)其對(duì)于改善耐火材料的生產(chǎn)工藝、指導(dǎo)其正確使用具有重要意義。正確使用具有重要意義。5 高溫體積穩(wěn)定性高溫體積穩(wěn)定性耐火材料在高溫下長(zhǎng)期

23、使用耐火材料在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)，其外形體積保持穩(wěn)定不發(fā)生變化的性質(zhì)。時(shí)，其外形體積保持穩(wěn)定不發(fā)生變化的性質(zhì)。 殘余收縮或膨脹殘余收縮或膨脹檢測(cè)方法檢測(cè)方法:重?zé)€變化。重?zé)€變化。 重?zé)責(zé)w穩(wěn)定性體穩(wěn)定性爐頂磚爐頂磚6 抗熱震性抗熱震性抗熱震性是指耐火制品抵抗溫度迅速變化而不破抗熱震性是指耐火制品抵抗溫度迅速變化而不破壞的能力。壞的能力。熱震破壞：熱沖擊斷裂和熱震損傷。熱震破壞：熱沖擊斷裂和熱震損傷。以抗熱震次數(shù)來表示。以抗熱震次數(shù)來表示。o由于耐火材料在受熱狀態(tài)下使用，承擔(dān)由于耐火材料在受熱狀態(tài)下使用，承擔(dān)抵抗熱量抵抗熱量、隔絕熱量隔絕熱量、傳傳遞熱量遞熱量的功能。因此耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)也

24、是其性質(zhì)的重要方面。的功能。因此耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)也是其性質(zhì)的重要方面。耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)主要包括熱容、熱膨脹性和導(dǎo)熱性。耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)主要包括熱容、熱膨脹性和導(dǎo)熱性。1 熱容熱容o加熱加熱1Kg物質(zhì)使之溫度升高物質(zhì)使之溫度升高1時(shí)所吸收的熱量時(shí)所吸收的熱量。熱風(fēng)爐蓄熱室。熱風(fēng)爐蓄熱室用磚。用磚。2 熱膨脹性熱膨脹性o耐火材料的體積或長(zhǎng)度隨溫度升高而增大的特性。耐火材料的體積或長(zhǎng)度隨溫度升高而增大的特性。o耐材的使用、窯爐設(shè)計(jì)和砌筑意義耐材的使用、窯爐設(shè)計(jì)和砌筑意義-3 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性o耐火材料在加熱時(shí)的溫度傳遞速度。耐火材料在加熱時(shí)的溫度傳遞速度。o是窯爐設(shè)計(jì)不可缺少的指標(biāo)是窯爐設(shè)計(jì)不可缺

25、少的指標(biāo)保溫耐火材料、隔焰加熱材料，保溫耐火材料、隔焰加熱材料，換熱材料。換熱材料。o碳質(zhì)耐火材料導(dǎo)熱性好，輕質(zhì)多孔材料導(dǎo)熱性差。碳質(zhì)耐火材料導(dǎo)熱性好，輕質(zhì)多孔材料導(dǎo)熱性差。五五 耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)第二章第二章 常用耐火材料常用耐火材料o按照化學(xué)礦物組成分為：酸性、中性、堿性酸性、中性、堿性耐火材料耐火材料酸性耐火材料酸性耐火材料硅質(zhì)制品（硅磚）中性耐火材料中性耐火材料硅酸鋁質(zhì)制品（半硅磚，粘土磚、高鋁磚等），碳質(zhì)制品堿性耐火材料堿性耐火材料含有MgO和CaO的耐火材料。鎂質(zhì)和白云石質(zhì)（強(qiáng)堿性）第節(jié)第節(jié) 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料o硅質(zhì)耐火材料是以硅質(zhì)耐火材料是以二氧化硅二氧化

26、硅為主要成分的耐火為主要成分的耐火材料，包括硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制材料，包括硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制品。品。o對(duì)酸性爐渣抵抗能力強(qiáng)，但受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕，對(duì)酸性爐渣抵抗能力強(qiáng)，但受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕，易被易被Al2O3、K2O、Na2O等氧化物作用而破等氧化物作用而破壞，對(duì)壞，對(duì)CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的等氧化物有良好的抵抗性。目前仍然是焦?fàn)t、玻璃熔窯、高爐熱抵抗性。目前仍然是焦?fàn)t、玻璃熔窯、高爐熱風(fēng)爐、硅磚倒焰窯和隧道窯、有色冶煉和酸性風(fēng)爐、硅磚倒焰窯和隧道窯、有色冶煉和酸性煉鋼爐及其它一些熱工設(shè)備的良好筑爐材料。煉鋼爐及其它一些熱工設(shè)備的良好筑爐材料。硅磚的主要原料

27、：硅磚的主要原料：o石英巖石英巖(硅石硅石)， 要求其二氧化硅的含量在要求其二氧化硅的含量在95%以上，最好在以上，最好在97%以以上，將硅石塊破碎、粉碎成上，將硅石塊破碎、粉碎成直徑不等直徑不等的顆粒，篩分后的顆粒，篩分后就可以直接作為原料使用。就可以直接作為原料使用。o石灰乳、鐵磷、紙漿廢液為結(jié)合劑和礦化劑石灰乳、鐵磷、紙漿廢液為結(jié)合劑和礦化劑，在高溫，在高溫下燒成。下燒成。 1 硅磚的生產(chǎn)硅磚的生產(chǎn)硅磚的性能與硅磚的性能與SiO2的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系o礦化劑的作用礦化劑的作用:是加速石英在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈捅戎氐淖兪羌铀偈⒃跓蓵r(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈捅戎氐淖凅w體(鱗石英和方石英鱗石

28、英和方石英)而不顯著降低其耐火度，它還能而不顯著降低其耐火度，它還能防防止止磚磚坯坯燒成時(shí)出發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開裂。燒成時(shí)出發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開裂。硅磚的性能與硅磚的性能與SiO2的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系o其中其中鱗石英鱗石英具有矛頭狀雙晶結(jié)構(gòu)，使得磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械具有矛頭狀雙晶結(jié)構(gòu)，使得磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械強(qiáng)度。強(qiáng)度。o而當(dāng)硅磚中殘余石英存在時(shí)，由于使用時(shí)它會(huì)繼續(xù)發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變，體積而當(dāng)硅磚中殘余石英存在時(shí)，由于使用時(shí)它會(huì)繼續(xù)發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變，體積膨脹較大，易引起磚體結(jié)構(gòu)的松散。膨脹較大，易引起磚體結(jié)構(gòu)的松散。o在硅磚生產(chǎn)中石英的轉(zhuǎn)變程度用密度衡

29、量，硅磚的密度一般應(yīng)小于在硅磚生產(chǎn)中石英的轉(zhuǎn)變程度用密度衡量，硅磚的密度一般應(yīng)小于2.38g/cm32 硅磚的性質(zhì)硅磚的性質(zhì)o耐火度耐火度16901730。SiO2含量含量 ，耐火度，耐火度 ； 雜質(zhì)雜質(zhì) ，硅磚的耐火硅磚的耐火度度 。o荷重軟化溫度荷重軟化溫度 16201670，與其耐火度相近。（優(yōu)點(diǎn)），與其耐火度相近。（優(yōu)點(diǎn)）o高溫體積穩(wěn)定性高溫體積穩(wěn)定性在加熱過程中，伴有體積膨脹。在加熱過程中，伴有體積膨脹。o耐熱震性耐熱震性在在850 下水冷僅為次，這是硅磚的一大弱點(diǎn)。下水冷僅為次，這是硅磚的一大弱點(diǎn)。o抗渣性抗渣性對(duì)酸性及弱酸性爐渣和含腐蝕性爐氣的侵蝕有很強(qiáng)的抵抗能力。對(duì)酸性及弱酸性

30、爐渣和含腐蝕性爐氣的侵蝕有很強(qiáng)的抵抗能力。o高密度高導(dǎo)熱性硅磚：高密度高導(dǎo)熱性硅磚：通過采取純凈的硅石原料，調(diào)整顆通過采取純凈的硅石原料，調(diào)整顆粒組成，選擇適宜的礦化劑和高壓成型等工藝措施，氣孔粒組成，選擇適宜的礦化劑和高壓成型等工藝措施，氣孔率低于率低于16的硅磚。（的硅磚。（23%）o高密度高導(dǎo)熱性硅磚高密度高導(dǎo)熱性硅磚 ：添加劑如SiC，Si3N4和金屬硅等添加劑可增加密度，添加CuO、Cu2O、TiO2 、Fe2O3等金屬氧化物可以有效地提高硅磚的熱導(dǎo)率， 3 特種硅磚特種硅磚 4熔融石英制品熔融石英制品 o熔融石英玻璃制品熔融石英玻璃制品：以以SiO2為單一組分的玻璃相，為單一組分的

31、玻璃相，為非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。用硅石或硅化物為原料，經(jīng)高溫熔化或?yàn)榉蔷з|(zhì)結(jié)構(gòu)。用硅石或硅化物為原料，經(jīng)高溫熔化或氣相沉積而成。氣相沉積而成。1.透明石英玻璃透明石英玻璃不含或少含氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。安全使用溫度是不含或少含氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。安全使用溫度是1100。 2.不透明石英玻璃不透明石英玻璃 含有大量微小氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。其隔熱性含有大量微小氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。其隔熱性能優(yōu)于透明石英玻璃，但其他性能不如透明石英玻璃。能優(yōu)于透明石英玻璃，但其他性能不如透明石英玻璃。主要性能：化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、耐熱震主要性能：化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、耐熱震性

32、很高并具有良好的電絕緣性，能透過紅外線、紫外線。性很高并具有良好的電絕緣性，能透過紅外線、紫外線。o熔融石英陶瓷制品（再燒結(jié)制品）熔融石英陶瓷制品（再燒結(jié)制品）第二節(jié)第二節(jié) 硅酸鋁質(zhì)耐火材料硅酸鋁質(zhì)耐火材料 Al2O3-SiO2系統(tǒng)耐火材料除含有兩種主要化學(xué)成分Al2O3和SiO2外，往往還含有56種雜質(zhì)氧化物，常見的為TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、R2O等。這些雜質(zhì)氧化物均起熔劑熔劑作用，降低熔液的生成溫度及其粘度，增大液相的生成量，降低了耐火度、荷軟、抗渣性等使用性能。 一一 粘土質(zhì)耐火材料粘土質(zhì)耐火材料oA12O3含量在含量在3048的鋁硅系耐火材料。的鋁硅系耐火材料。o是耐火材

33、料工業(yè)的最早的產(chǎn)品，也是迄今為止在各種工是耐火材料工業(yè)的最早的產(chǎn)品，也是迄今為止在各種工業(yè)窯爐上使用最廣泛的耐火材料。約占耐火材料總產(chǎn)量業(yè)窯爐上使用最廣泛的耐火材料。約占耐火材料總產(chǎn)量的的5060，是硅酸鋁質(zhì)耐火材料中占用重要地位的是硅酸鋁質(zhì)耐火材料中占用重要地位的一個(gè)品種。一個(gè)品種。1 粘土質(zhì)耐火材料的原料粘土質(zhì)耐火材料的原料 軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土 生產(chǎn)過程中通常以細(xì)生產(chǎn)過程中通常以細(xì)粉的形式加入，起到粉的形式加入，起到結(jié)合劑和燒結(jié)劑的作結(jié)合劑和燒結(jié)劑的作用。蘇州土和廣西泥用。蘇州土和廣西泥是我國優(yōu)質(zhì)軟質(zhì)粘土是我國優(yōu)質(zhì)軟質(zhì)粘土的代表。的代表。 硬質(zhì)粘土硬質(zhì)粘土 通常以顆粒和細(xì)粉的通常以顆粒和細(xì)粉

34、的形式加入，前者起到形式加入，前者起到配料骨架的作用，后配料骨架的作用，后者參與基體中高溫反者參與基體中高溫反應(yīng)，形成莫來石等高應(yīng)，形成莫來石等高溫形礦物。溫形礦物。結(jié)合劑結(jié)合劑水和紙漿廢液水和紙漿廢液2 粘土質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)粘土質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)125013503 粘土質(zhì)耐火材料的品種、性質(zhì)、應(yīng)用粘土質(zhì)耐火材料的品種、性質(zhì)、應(yīng)用（1）耐火度耐火度 波動(dòng)在15801770，一般情況下，隨著Al2O3含量的增加而提高，隨雜質(zhì)含量的增加，尤其是隨Fe2O3和堿金屬含量的增加而顯著降低。（2）荷重軟化溫度荷重軟化溫度主要取決于制品中的Al2O3含量和雜質(zhì)的種類和數(shù)量。開始于125014

35、00，遠(yuǎn)比硅磚低。（3）高溫體積穩(wěn)定性）高溫體積穩(wěn)定性長(zhǎng)期在高溫下使用，會(huì)產(chǎn)生殘余收縮。（4）耐熱震性）耐熱震性較好。普通粘土磚1100 水冷循環(huán)達(dá)10次以上。（5）抗渣性）抗渣性抵抗弱酸性爐渣侵蝕的能力強(qiáng)，對(duì)酸性和堿性爐渣的抵抗能力較差化學(xué)組成A12O3在3048，其主要礦物組成為莫來石A3S2 2550、玻璃相玻璃相(2560)以及少量的方石英和石英方石英和石英。品種及應(yīng)用品種及應(yīng)用o普通粘土磚o低蠕變、低氣孔粘土磚o大型粘土磚o粘土澆注料粘土質(zhì)耐火材料制品原料來源豐富，制造工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量很大，廣泛用于各種工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐上。如隧道窯，隧道窯，加熱爐和熱處理爐等的全部或大部分爐體，排煙系

36、統(tǒng)內(nèi)加熱爐和熱處理爐等的全部或大部分爐體，排煙系統(tǒng)內(nèi)襯襯用耐火材料，其中鋼鐵冶金系統(tǒng)是粘土質(zhì)耐火材料制品的大用戶，用于盛鋼桶，熱風(fēng)爐、高爐、焦?fàn)t等盛鋼桶，熱風(fēng)爐、高爐、焦?fàn)t等使用溫度在1350以下的高溫部位。通常按照Al2O3含量的高低，一般將高鋁質(zhì)耐火材料分為三級(jí)：二二 高鋁質(zhì)耐火材料高鋁質(zhì)耐火材料o在鋁硅系耐火材料中，當(dāng)Al2O3含量大在45%以上時(shí)的耐火制品，統(tǒng)稱為高鋁質(zhì)耐火制品。1 高鋁質(zhì)耐火材料的原料高鋁質(zhì)耐火材料的原料o高鋁礬土熟料高鋁礬土熟料o是由高鋁礬土礦煅燒后是由高鋁礬土礦煅燒后Al2O3含量大于含量大于48%、Fe2O3含量較低的鋁土礦。含量較低的鋁土礦。 鋁土礦是一種由水

37、鋁石和高嶺石(Al2O3.2SiO2.2H2O)組成的細(xì)分散膠體混合物。我國有豐富的鋁礬土資源，約25億噸，居世界前列，與幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西同屬世界上礬土資源四大國。 主要分布在山西陽泉、山東、河北、河南鞏縣、貴州、四川、廣西、湖南等地。2 高鋁制品的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)高鋁制品的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)高鋁礬土熟料揀選破碎篩分除鐵30.5mm0.50.088mm3.45,: 3.45,氣孔率氣孔率3%80m80m。CaO/SiOCaO/SiO2 2在在3 38 8之間之間 石墨石墨 C95%,C95%,加入量加入量10102020 酚醛樹脂結(jié)合劑酚醛樹脂結(jié)合劑 加入量加入量5 5左右左右 抗氧化劑抗氧化劑S

38、iSi、AlAl、MgMg、SiCSiC、B B4C C、B B4N N以及以及Al-Al-SiSi、Al-MgAl-Mg合金等。加入量合金等。加入量3%3% （1）降低開口氣孔率；（2）把CO(g)還原成C(s)，抑制碳的消耗速度；（3）生成碳和氧化物，使耐火材料致密化；（4）形成保護(hù)層；（5）促進(jìn)石墨的結(jié)晶；（6）提高高溫強(qiáng)度生產(chǎn)流程鎂砂細(xì)粉鎂砂細(xì)粉添加劑添加劑預(yù)混預(yù)混困料困料成型成型石墨石墨混練混練鎂砂顆粒料鎂砂顆粒料液體酚醛樹脂液體酚醛樹脂180 熱處熱處理理防滑處理防滑處理成品成品鎂碳磚主要用于轉(zhuǎn)爐、電爐、精煉爐 鋁鎂碳磚主要用于條件苛刻的盛鋼桶內(nèi)襯，精煉包的熔池部位和包底部位 鎂炭

39、磚的性質(zhì)和應(yīng)用鎂炭磚的性質(zhì)和應(yīng)用o鎂炭磚的組成材料為氧化鎂和炭，兩者都具有很高的熔點(diǎn)，鎂炭磚的組成材料為氧化鎂和炭，兩者都具有很高的熔點(diǎn)，成分互不固熔，因此鎂炭磚成分互不固熔，因此鎂炭磚有較高的耐火度有較高的耐火度。o 鎂炭磚是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，其主要部分系采用對(duì)堿性渣抵鎂炭磚是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，其主要部分系采用對(duì)堿性渣抵抗抗 能力強(qiáng)的氧化鎂熟料和難于被爐渣潤(rùn)濕的碳，所以顯示出能力強(qiáng)的氧化鎂熟料和難于被爐渣潤(rùn)濕的碳，所以顯示出 優(yōu)良的抗侵蝕性，尤其是優(yōu)良的抗侵蝕性，尤其是抵抗熔渣滲透的能力強(qiáng)抵抗熔渣滲透的能力強(qiáng)。o由于炭形成網(wǎng)絡(luò)骨架，石墨具由于炭形成網(wǎng)絡(luò)骨架，石墨具有優(yōu)良的耐熱沖擊性能有優(yōu)良的耐熱沖擊

40、性能。鎂。鎂炭磚的高溫導(dǎo)熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)和彈性模量小，炭磚的高溫導(dǎo)熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)和彈性模量小，高溫高溫強(qiáng)度比較大，荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性好強(qiáng)度比較大，荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性好。o鎂炭磚還有鎂炭磚還有較好的熱態(tài)抗蠕變性較好的熱態(tài)抗蠕變性。鎂炭磚的應(yīng)用鎂炭磚的應(yīng)用o 根據(jù)轉(zhuǎn)爐各部位的工作條件，采用不同種類的鎂炭磚，根據(jù)轉(zhuǎn)爐各部位的工作條件，采用不同種類的鎂炭磚，同時(shí)采用綜合同時(shí)采用綜合爐襯爐襯，與冶煉操作緊密配合等手段，使?fàn)t，與冶煉操作緊密配合等手段，使?fàn)t襯均衡蝕損，提高爐襯壽命。襯均衡蝕損，提高爐襯壽命。低碳鎂碳磚很有發(fā)展前途。低碳鎂碳磚很有發(fā)展前途。o 鎂炭磚還用在鎂炭磚還用

41、在出鋼口出鋼口，其壽命大大提高，用作復(fù)吹轉(zhuǎn)，其壽命大大提高，用作復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的供氣磚及爐外精煉鋼包渣線部位、電爐熱點(diǎn)部位的爐的供氣磚及爐外精煉鋼包渣線部位、電爐熱點(diǎn)部位的襯體，都顯示出特殊的優(yōu)越性，是傳統(tǒng)堿性耐火材料不襯體，都顯示出特殊的優(yōu)越性，是傳統(tǒng)堿性耐火材料不可比的。可比的。o 鎂炭磚使用中受到損壞的主要原因仍是氧化脫炭。鎂炭磚使用中受到損壞的主要原因仍是氧化脫炭。如如何制造能滿足各種復(fù)雜工作條件的鎂炭磚，增強(qiáng)鎂炭磚何制造能滿足各種復(fù)雜工作條件的鎂炭磚，增強(qiáng)鎂炭磚的抗氧化能力和減緩氧化速度等，仍然是要繼續(xù)深入研的抗氧化能力和減緩氧化速度等，仍然是要繼續(xù)深入研究的課題。究的課題。轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐是一種

42、不需外加熱源，主要以液態(tài)生鐵為原料進(jìn)行煉是一種不需外加熱源，主要以液態(tài)生鐵為原料進(jìn)行煉鋼的直立式圓筒形冶煉爐。根據(jù)爐襯耐火材料的性質(zhì)，分鋼的直立式圓筒形冶煉爐。根據(jù)爐襯耐火材料的性質(zhì)，分為酸性轉(zhuǎn)爐和堿性轉(zhuǎn)爐兩種。根據(jù)氣體吹入爐內(nèi)的部位，為酸性轉(zhuǎn)爐和堿性轉(zhuǎn)爐兩種。根據(jù)氣體吹入爐內(nèi)的部位，分為底吹、頂吹、側(cè)吹和頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐。分為底吹、頂吹、側(cè)吹和頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐。1爐身；2爐腔；3爐帽；4出鋼口；5爐底；6供氣磚o以以白云石、鎂砂、焦油瀝青、石墨白云石、鎂砂、焦油瀝青、石墨為主要原料，以為主要原料，以CaO（4060）和）和MgO（3040）為主要成分的堿性耐）為主要成分的堿性耐火材料。火材料

43、。o白云石是由碳酸鈣和碳酸鎂組成的復(fù)鹽，化學(xué)式為CaCO3MgCO3。oCaO具有較強(qiáng)的抗酸性渣的能力，具有較強(qiáng)的抗酸性渣的能力，CaO又具有獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)又具有獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性以及凈化鋼液的作用。定性以及凈化鋼液的作用。o鎂鈣磚抗渣蝕、耐剝落、對(duì)鎂鈣磚抗渣蝕、耐剝落、對(duì)FeO、低鈣硅比的爐渣有優(yōu)異的、低鈣硅比的爐渣有優(yōu)異的抗侵蝕性，對(duì)鈣硅比高的爐渣能形成堅(jiān)固的掛渣層，可以抑抗侵蝕性，對(duì)鈣硅比高的爐渣能形成堅(jiān)固的掛渣層，可以抑制和減緩磚的氧化。制和減緩磚的氧化。 u大量地應(yīng)用到不銹鋼和潔凈鋼等高級(jí)鋼種的精煉設(shè)備上，并大量地應(yīng)用到不銹鋼和潔凈鋼等高級(jí)鋼種的精煉設(shè)備上，并且以較快的速度發(fā)展。生產(chǎn)廠家

44、不斷增多，產(chǎn)品品種和產(chǎn)量且以較快的速度發(fā)展。生產(chǎn)廠家不斷增多，產(chǎn)品品種和產(chǎn)量不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，使用效不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，使用效果越來越好。果越來越好。鎂鈣碳磚耐火材料鎂鈣碳磚耐火材料二二 鋁碳質(zhì)耐火材料鋁碳質(zhì)耐火材料o指以氧化鋁氧化鋁和碳素碳素為原料，大多數(shù)情況下還加入添加劑，如碳化硅、單質(zhì)Si等，用瀝青或樹脂等有機(jī)結(jié)合劑粘結(jié)而成的碳復(fù)合耐火材料。o按照生產(chǎn)工藝可分為：按照生產(chǎn)工藝可分為：不燒鋁碳質(zhì)耐火材料：屬于碳結(jié)合型，在高爐、鐵水包等鐵水預(yù)處理設(shè)備。燒成鋁碳質(zhì)耐火材料：屬于陶瓷結(jié)合和碳結(jié)合的雙重結(jié)合。具有強(qiáng)度高、抗侵蝕和熱震性能好等優(yōu)點(diǎn)

45、。大量用于連鑄用滑板，鋼包水口及連鑄三大件中。連續(xù)鑄鋼工藝1 滑動(dòng)水口系統(tǒng)及連鑄滑動(dòng)水口系統(tǒng)及連鑄“三大件三大件 ”o滑板滑板o整體塞棒整體塞棒o長(zhǎng)水口磚長(zhǎng)水口磚o浸入式水口磚浸入式水口磚連鑄連鑄“三大件三大件 ”鋼包滑動(dòng)水口系統(tǒng)用耐火材料鋼包滑動(dòng)水口系統(tǒng)用耐火材料位于鋼包的外部，起鋼水流量的位于鋼包的外部，起鋼水流量的控制調(diào)節(jié)作用，它不受鋼水?dāng)嚢?、控制調(diào)節(jié)作用，它不受鋼水?dāng)嚢?、熔劑噴入和鋼水停留時(shí)間的影熔劑噴入和鋼水停留時(shí)間的影響，且操作方便。采用滑動(dòng)水口響，且操作方便。采用滑動(dòng)水口易實(shí)現(xiàn)澆注操作自動(dòng)化，消除鋼易實(shí)現(xiàn)澆注操作自動(dòng)化，消除鋼水、渣的停留時(shí)間以及澆注時(shí)間水、渣的停留時(shí)間以及澆注時(shí)

46、間對(duì)流量控制的影響。對(duì)流量控制的影響。o包括上水口、滑板、下水口包括上水口、滑板、下水口三部分。水口用高鋁質(zhì)。三部分。水口用高鋁質(zhì)。o滑板滑板起控制鋼流的作用。起控制鋼流的作用。較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐侵蝕較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐侵蝕性和熱震性、尺寸精度。性和熱震性、尺寸精度。材質(zhì)和配料特點(diǎn)材質(zhì)和配料特點(diǎn):o為了提高其抗渣性、耐沖刷性和抗熱震性，使用了鋁碳質(zhì)鋁碳質(zhì)不燒或燒成滑板磚、燒成鋁鋯質(zhì)和鋁鋯碳質(zhì)滑板磚等。其使用壽命其使用壽命較低較低為36次，有時(shí)達(dá)1012次。o骨料和細(xì)粉采用剛玉或鋯剛玉或特級(jí)礬土熟料，炭素為天然鱗片石墨，抗氧化劑采用SiC、金屬Si、Al等，用瀝青或樹脂等有機(jī)結(jié)合劑粘結(jié)而成的碳

47、復(fù)合特種耐火材料?？偤剂坎▌?dòng)在515內(nèi)。o燒成滑板中的有機(jī)物碳化后形成談結(jié)合，加入的Si與碳素形成 SiC，并發(fā)生部分燒結(jié)形成陶瓷結(jié)合。o一般機(jī)壓成型，埋碳還原燒成后，油浸，鉆孔研磨包鐵皮箍。長(zhǎng)水口長(zhǎng)水口當(dāng)鋼水由鋼包傾注中間包時(shí)，為當(dāng)鋼水由鋼包傾注中間包時(shí)，為了避免氧化和飛濺，在鋼包底部了避免氧化和飛濺，在鋼包底部滑動(dòng)水口的下端安裝管狀功能耐滑動(dòng)水口的下端安裝管狀功能耐火材料火材料長(zhǎng)水口。長(zhǎng)水口。其作用：其作用：防止鋼水的二次氧化，改善鋼防止鋼水的二次氧化，改善鋼水質(zhì)量；水質(zhì)量；減少鋼中易氧化元素的氧化產(chǎn)減少鋼中易氧化元素的氧化產(chǎn)物在水口內(nèi)壁沉積，延長(zhǎng)其使物在水口內(nèi)壁沉積，延長(zhǎng)其使用壽命；用

48、壽命；沒有噴濺，操作安全；沒有噴濺，操作安全；長(zhǎng)水口可多次使用，還可再生，長(zhǎng)水口可多次使用，還可再生，降低耐火材料消耗。降低耐火材料消耗。材質(zhì)和配料特點(diǎn)材質(zhì)和配料特點(diǎn):o常用的材質(zhì)為熔融石英及鋁碳質(zhì)熔融石英及鋁碳質(zhì)兩種，前者因熱膨脹低，無需預(yù)熱可直接澆鑄，但冷至1000以下時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋，鋁碳質(zhì)長(zhǎng)水口成本較高，需預(yù)烘烤方可使用，但抗渣蝕性較強(qiáng)，可多次使用。 o骨料和細(xì)粉采用剛玉或鋯剛玉或特級(jí)礬土熟料，炭素為天然鱗片石墨，抗氧化劑采用SiC、金屬Si、Al等，用瀝青或樹脂等有機(jī)結(jié)合劑粘結(jié)而成的碳復(fù)合特種耐火材料?？偤剂坎▌?dòng)在2040內(nèi)。o一般等靜壓成型，埋碳還原燒成。 浸入式水口浸入式水口設(shè)在中

49、間包與結(jié)晶器之間。設(shè)在中間包與結(jié)晶器之間。連鑄操作時(shí)，將下水口套在連鑄操作時(shí)，將下水口套在上水口之上。上水口之上。防止鋼水二次氧化氮化和鋼防止鋼水二次氧化氮化和鋼水的飛濺；水的飛濺；調(diào)節(jié)鋼水流動(dòng)狀態(tài)和注入速調(diào)節(jié)鋼水流動(dòng)狀態(tài)和注入速度；度；防止保護(hù)渣非金屬夾雜物卷防止保護(hù)渣非金屬夾雜物卷入鋼水中，對(duì)促進(jìn)鋼水中夾雜入鋼水中，對(duì)促進(jìn)鋼水中夾雜物上浮起重要作用；物上浮起重要作用；對(duì)連鑄拉坯成材率和鑄坯質(zhì)量對(duì)連鑄拉坯成材率和鑄坯質(zhì)量有決定性影響。有決定性影響。o材質(zhì)和生產(chǎn)工藝同長(zhǎng)水口材質(zhì)和生產(chǎn)工藝同長(zhǎng)水口Al2O3-C/ZrO2-C復(fù)合水口復(fù)合水口由于由于ZrO2具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，難以被具有優(yōu)良的化

50、學(xué)穩(wěn)定性，難以被 CaO-Al2O3-SiO2系保護(hù)渣侵蝕，高溫下熔入渣中的系保護(hù)渣侵蝕，高溫下熔入渣中的 ZrO2增強(qiáng)了熔增強(qiáng)了熔渣的粘度。渣的粘度。而未被熔解的而未被熔解的ZrO2顆粒，又增加了渣的表觀粘度，從而降顆粒，又增加了渣的表觀粘度，從而降低了保護(hù)渣對(duì)低了保護(hù)渣對(duì)ZrO2-C渣層的侵蝕，提高了水口的耐用性。渣層的侵蝕，提高了水口的耐用性。共同存在問題：共同存在問題：Al2O3堵塞堵塞o解決方法解決方法:吹氬，改進(jìn)材質(zhì)、改變水口形狀、提高鋼水吹氬，改進(jìn)材質(zhì)、改變水口形狀、提高鋼水潔凈度等。潔凈度等。浸入式水口材質(zhì)與發(fā)展浸入式水口材質(zhì)與發(fā)展2 出鐵溝及魚雷罐車用耐火材料 Al2O3-S

51、iC-C 質(zhì)質(zhì)o氧化鋁、碳化硅、碳素組成的耐火材料。一般采用不燒工藝或不定形工藝。高爐出鐵溝魚雷罐車 第六節(jié)第六節(jié) 不定形耐火材料不定形耐火材料n是由骨料、細(xì)粉和結(jié)合劑由骨料、細(xì)粉和結(jié)合劑混合而成的散狀耐火材料。必要時(shí)可加入適量外加劑。它沒有固定的外形，呈松散狀、漿狀或泥膏狀，因而也稱為散狀耐火材料散狀耐火材料或耐火混凝土?；蚰突鸹炷?。n工藝特點(diǎn)：不需加熱直接使用。工藝特點(diǎn)：不需加熱直接使用。 一一 不定形耐火材料的組成不定形耐火材料的組成1耐火骨料：耐火骨料：是不定形耐火材料的骨架，對(duì)不定形耐火材料的高溫性能起到?jīng)Q定性的作用。骨料也有粗顆粒和細(xì)顆粒之分 。2摻合料：摻合料：是粒度小于0.0

52、88mm的骨料及其它物料細(xì)磨粉。加入摻和料是為了提高不定形耐火材料的致密度、增加和易性、改善燒結(jié)性、提高構(gòu)體的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 3結(jié)合劑：結(jié)合劑：是將骨料和細(xì)粉膠結(jié)在一起，它的種類和用量對(duì)不定形耐火材料的性能有重要影響。4外加劑：外加劑：為改善不定形耐火材料的性能。種類較多，有促凝劑、緩凝劑、減水劑、礦化劑、和膨脹劑等。用量很少。 二二 不定形耐火材料的分類不定形耐火材料的分類1 按所用耐火物料的材質(zhì)可分為剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、粘剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、硅質(zhì)、鋁尖晶石質(zhì)、鎂質(zhì)、碳化硅質(zhì)、含碳土質(zhì)、硅質(zhì)、鋁尖晶石質(zhì)、鎂質(zhì)、碳化硅質(zhì)、含碳質(zhì)等不定形耐火材料。質(zhì)等不定形耐火材料。2根據(jù)在硬化過程中起主要作用

53、的結(jié)合劑性質(zhì)加以命名。如鋁酸鹽水泥結(jié)合、磷酸鹽結(jié)合，硅酸鈉結(jié)合等。 3按施工方式分為：(1) 耐火搗打料 (2) 耐火可塑料 (3) 耐火澆注料(4) 耐火壓入料 (5) 耐火噴涂料 (6) 砌筑接縫材料 (7) 耐火涂抹料 (8) 干式振動(dòng)料 各種不定形耐火材料的主要特征各種不定形耐火材料的主要特征不定型耐火材料的結(jié)合劑不定型耐火材料的結(jié)合劑1 耐火水泥：水硬性結(jié)合劑耐火水泥：水硬性結(jié)合劑鋁酸鹽水泥（高鋁水泥）、低鈣鋁酸鹽水泥、純鋁酸鈣水泥等。鋁酸鹽水泥中含CaO ，其耐火性 。水泥中Al2O3 ，其耐火性 。2.水玻璃水玻璃 :氣硬性結(jié)合劑氣硬性結(jié)合劑化學(xué)式：化學(xué)式： Na2OnSiO2

54、或或Na2OnSiO2XH2O。有固體和液。有固體和液體體之分。之分。3.磷酸及磷酸鹽結(jié)合劑磷酸及磷酸鹽結(jié)合劑:熱硬性結(jié)合劑熱硬性結(jié)合劑 磷酸與一些耐火材料接觸后可反應(yīng)生成酸式磷酸鹽。磷酸與一些耐火材料接觸后可反應(yīng)生成酸式磷酸鹽。 磷酸鋁結(jié)合劑只有在遠(yuǎn)高于常溫的條件下（磷酸鋁結(jié)合劑只有在遠(yuǎn)高于常溫的條件下（500 左右）左右）才能獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。才能獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度。 耐火澆注料耐火澆注料：1 鋁酸鹽水泥耐火澆注料鋁酸鹽水泥耐火澆注料高鋁水泥結(jié)合澆注料高鋁水泥結(jié)合澆注料 ：最高使用溫度為1400 。鋁鋁-60水泥結(jié)合澆注料水泥結(jié)合澆注料：最高使用溫度約為：最高使用溫度約為1500 純鋁酸鈣水

55、泥結(jié)合澆注料純鋁酸鈣水泥結(jié)合澆注料 ：最高使用溫度為1800。 低水泥超、低水泥澆注料：低水泥超、低水泥澆注料：鋁酸鹽水泥耐火澆注料具有快硬高強(qiáng)和施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，因此應(yīng)用廣泛。 2 輕質(zhì)澆注料輕質(zhì)澆注料3 自流澆注料自流澆注料 三三 不定形耐火材料不定形耐火材料的特點(diǎn)的特點(diǎn)o不定形耐火材料可以制成預(yù)制塊使用或制成不定形耐火材料可以制成預(yù)制塊使用或制成無接縫的整體構(gòu)筑物，因此也稱為整體耐火無接縫的整體構(gòu)筑物，因此也稱為整體耐火材料。材料。 o不定形耐火材料具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周不定形耐火材料具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、節(jié)約能源、適應(yīng)性強(qiáng)、便于機(jī)械化施期短、節(jié)約能源、適應(yīng)性強(qiáng)、便于機(jī)械化施工等

56、特點(diǎn)。工等特點(diǎn)。o缺點(diǎn)：不定形耐火材料與同種材質(zhì)的耐火磚缺點(diǎn)：不定形耐火材料與同種材質(zhì)的耐火磚相比，荷重軟化溫度低，收縮較大，烘烤時(shí)相比，荷重軟化溫度低，收縮較大，烘烤時(shí)間長(zhǎng)。間長(zhǎng)。四四 不定型耐火材料的應(yīng)用不定型耐火材料的應(yīng)用 不定形耐火材料以其生產(chǎn)工藝流程短、節(jié)能不定形耐火材料以其生產(chǎn)工藝流程短、節(jié)能等特性，十幾年來發(fā)展迅猛，在許多場(chǎng)合替等特性，十幾年來發(fā)展迅猛，在許多場(chǎng)合替代定型耐火材料制品，在我國不定形耐火材代定型耐火材料制品，在我國不定形耐火材料占耐火材料生產(chǎn)總量的約料占耐火材料生產(chǎn)總量的約30，并仍處于，并仍處于增長(zhǎng)狀態(tài)。不定形耐火材料廣泛應(yīng)用于冶金增長(zhǎng)狀態(tài)。不定形耐火材料廣泛應(yīng)用

57、于冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、能源、化學(xué)工業(yè)和建筑材工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、能源、化學(xué)工業(yè)和建筑材料工業(yè)的各種窯爐和熱工構(gòu)筑物。料工業(yè)的各種窯爐和熱工構(gòu)筑物。一一 輕質(zhì)耐火材料的定義輕質(zhì)耐火材料的定義o輕質(zhì)耐火材料是指氣孔率高，體積密度小，具有隔熱性輕質(zhì)耐火材料是指氣孔率高，體積密度小，具有隔熱性能，對(duì)熱可起屏蔽作用的材料。能，對(duì)熱可起屏蔽作用的材料。輕質(zhì)耐火材料，除了主要用在高于環(huán)境溫度條件下防止熱的流出損失外，還用于低于環(huán)境溫度的條件下以防止熱的流入。在前一種情況下使用時(shí)，常稱為保溫隔熱材料；而在后一種情況下使用時(shí)則稱為保冷材料。第七節(jié)第七節(jié) 輕質(zhì)耐火材料輕質(zhì)耐火材料二二 輕質(zhì)耐火材料的分類輕質(zhì)耐火材料的

58、分類三三 輕質(zhì)耐火材料的特性輕質(zhì)耐火材料的特性 （5 5）由于輕質(zhì)隔熱耐火材料中含有大量的氣孔，比表面很大，使用時(shí)由于輕質(zhì)隔熱耐火材料中含有大量的氣孔，比表面很大，使用時(shí)受熱和在負(fù)荷受熱和在負(fù)荷(如自重如自重)的作用下，易發(fā)生收縮變形并使隔熱性能的作用下，易發(fā)生收縮變形并使隔熱性能降低。降低。 P為氣孔率為氣孔率隔熱耐火材料的組織結(jié)構(gòu)示意圖 oa-氣相連續(xù)結(jié)構(gòu)型，b-固相連續(xù)結(jié)構(gòu)圖，c-固相與氣相都為連續(xù)結(jié)構(gòu)圖；o1-固相，2-氣相（氣孔），3-纖維四四 輕質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)方法輕質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)方法o多孔材料法制造隔熱耐火材料多孔材料法制造隔熱耐火材料o用泡沫法生產(chǎn)輕質(zhì)磚用泡沫法生產(chǎn)輕質(zhì)磚o用

59、可燃物法生產(chǎn)輕質(zhì)磚用可燃物法生產(chǎn)輕質(zhì)磚o耐火纖維的生產(chǎn)耐火纖維的生產(chǎn)?耐火纖維的生產(chǎn)耐火纖維是纖維狀的新型的耐火材料，它既具有一般纖維的特性，如柔軟、高強(qiáng)度，可以加工成各種帶、線、繩、毯、氈等，又具有普通纖維所沒有的耐高溫、耐腐蝕耐氧化的特性。通常的使用溫度在1000以上。1 硅藻土制品硅藻土制品o硅藻土是一種天然的多孔性隔熱材料的原料，主要由古代硅藻的遺體組成，一般硅藻土制品的使用溫度一般在使用溫度一般在1000以下以下，因?yàn)楦邷貢r(shí)制品的收縮變形較大。 五五 常用輕質(zhì)耐火材料常用輕質(zhì)耐火材料 2 膨脹珍珠巖制品膨脹珍珠巖制品 o膨脹珍珠巖是由珍珠巖（SiO2 6875，Al2O3 914，H

60、2O 36，及CaO、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)）經(jīng)焙燒膨化處理后獲得的一種白色多孔性輕質(zhì)顆粒料，呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔壁很薄，氣孔率很高，為一種超輕質(zhì)高效保溫隔熱材料，并可作為防火、隔音等其它用途的材料。o膨脹珍珠巖隔熱材料的特點(diǎn)膨脹珍珠巖隔熱材料的特點(diǎn)是絕熱性能好、優(yōu)良的耐熱性能，耐酸堿侵蝕，無毒無害，吸濕率非常小，長(zhǎng)期保存和使用不變質(zhì)。膨脹珍珠巖隔熱材料的使用溫度范圍很寬，既可作為中高溫保溫隔熱材料，又可作為保冷材料，最高使用溫度約為l000，最低使用溫度可至200。因此，膨脹珍珠巖隔熱材料廣泛用于冶金、石油、化工、電力、建筑和國防工業(yè)等部門的熱工設(shè)備、制冷設(shè)備和冷藏工程的隔熱。3 粉煤灰漂珠及