什么是耐火材料范文

什么是耐火材料范文什么是耐火材料范文 一 什么是耐火材料 耐火材料一般是指耐火度在1580oC以上的无 机非金属材料 它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工 艺制成的各种产品 具有一定的高温力学性能 良好的体积稳定性 是各种高温设备必需的材料 二 耐火材料是怎样分类的 耐火材料的分类方法有很多 但主要 的有按化学成分划分可以分为酸性 碱性和中性 按耐火度划分可 以分为普遍耐火材料 1580 1770 C 高级耐火材料 1770 2000 C 特级耐火材料 2000 C以上 和超级耐火材料 大于3000 C 四大类 按加工制造工艺划分 可分为烧成制品 熔铸制品 不烧制品 按用 途划分 可分为高炉用 平炉用 转炉用 连铸用 玻璃窑用 水泥 窑用耐火材料等 按外观划分 可分为耐火制品 耐火泥 不定形耐 火材料 按形状和尺寸划分可分为 标型 普型 异型 特型和超特 型制品 按成型工艺划分 可分为天然岩石切锯 泥浆浇注 可塑成 型 半干成型和振动 捣达 熔铸成型等制品 按化学 矿物组成划 分可分为硅酸铝质 粘土砖 高铝砖 半硅砖 硅质 硅砖 熔融 石英烧制品 镁质 镁砖 镁铝砖 镁铬砖 碳质 碳砖 石墨砖 白云石质 锆英石质 特殊耐火材料制品 高纯氧化物制品 难 熔化合物制品和高温复合材料 三 经常使用的耐火材料有那些 经常使用的普通耐火材料有硅砖 半硅砖 粘土砖 高铝砖 镁砖等 经常使用的特殊材料有AZS砖 刚玉砖 直接结合镁铬砖 碳化硅砖 氮化硅结合碳化硅砖 氮化 物 硅化物 硫化物 硼化物 碳化物等非氧化物耐火材料 氧化钙 氧化铬 氧化铝 氧化镁 氧化铍等耐火材料 经常使用的隔热耐 火材料有硅藻土制品 石棉制品 绝热板等 经常使用的不定形耐火 材料有补炉料 耐火捣打料 耐火浇注料 耐火可塑料 耐火泥 耐火喷补料 耐火投射料 耐火涂料 轻质耐火浇注料 炮泥等 四 耐火制品分几类 1 高铝制品 2 莫来石质制品 3 粘土制品 4 硅质制品 5 镁质制品 6 含碳制品 7 含锆制品 8 隔热制品 五 耐火材料的物理性能包括那些 耐火材料的物理性能包括结构 性能 热学性能 力学性能 使用性能和作业性能 耐火材料的结构 性能包括气孔率 体积密度 吸水率 透气度 气孔孔径分布等 耐 火材料的热学性能包括热导率 热膨胀系数 比热 热容 导温系 数 热发射率等 耐火材料的力学性能包括耐压强度 抗拉强度 抗折强度 抗扭强 度 剪切强度 冲击强度 耐磨性 蠕变性 粘结强度 弹性模量 等 耐火材料的使用性能包括耐火度 荷重软化温度 重烧线变化 抗 热震性 抗渣性 抗酸性 抗碱性 抗水化性 抗CO侵蚀性 导电 性 抗氧化性等 耐火材料的作业性包括稠度 塌落度 流动度 可塑性 粘结性 回弹性 凝结性 硬化性等 六 什么是特种耐火材料 它与传统的陶瓷和耐火材料有什么不同 特种耐火材料是在传统的陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来 的新型无机非金属材料 它具有以下特性高熔点 高纯度 良好的化学稳定性和热震稳定性 特种耐火材料包括高熔点氧化物和难熔化合物及由此衍生的金属陶 瓷 高温涂层 高温纤维及增强材料 与传统的陶瓷和耐火材料相比 特种耐火材料纯度高 熔点高 电 热 机械和化学性能好 因此 可用于高 精 尖科技中 在制 造工艺方面 原料一般要经过预烧 成型除传统方法外 还采用气相沉积 热压等新工艺 成型料为微米级微粉料 烧成需在很高温度下及保护气氛中 可制 成薄型制品 呈半透明状 七 什么是不定型耐火材料 其特点是什么 不定型耐火材料是由 合理级配的粒状和粉状与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接 使用的耐火材料 八 不定型耐火材料如何分类 不定型耐火材料种类繁多 其分类 如下按工艺特性分类浇注料 可塑料 捣打料 喷射料 投射料 火泥 涂抹料 按原料材质分类硅质 粘土质 高铝质 镁质 白云石质 铬质 含铬质等 按结合剂品种分类水玻璃结合 铝酸盐水泥结合 硅酸盐结合 焦 油沥青结合 酚醛树脂结合等 也有按使用部位分的 九 不定型耐火材料用结合剂如何分类 按化学性质分有机和无机 结合剂 无机结合剂 硅酸盐类 硅酸钙水泥 水玻璃 结合粘土等 铝酸盐类 普通铝酸钙水泥 纯铝酸钙水泥 铝酸钡水泥等 磷酸盐类 磷酸 磷酸二氢铝 三聚磷酸钠 六偏磷酸钠 铝铬磷酸盐类 硫酸盐类 硫酸镁 硫酸铝 硫酸铁等 氯化物类 氯化镁 氯化铁 聚合氯化铝等 溶胶类 硅溶胶 铝溶胶 硅铝溶胶等 有机结合剂 天然有机物 淀粉 糊精 阿拉伯树胶 纸浆废液 焦油 沥青 海澡酸钠等 合成有机物 环氧树脂 线性酚醛树脂 甲阶酚醛树脂 聚苯乙烯 硅酸乙酯 聚胺脂树脂等 按结合剂硬化条件分类 水硬性结合剂 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥等 气硬性结合性 水玻璃加氟硅酸钠 磷酸或磷酸二氢铝加氧化镁 氧化硅微粉加铝 酸钙水泥等 热硬性结合剂 磷酸 磷酸二氢铝 甲阶酚醛树脂等 按不同温度下结合作用分暂时性和永久性结合剂 暂时性结合剂 水溶性结合剂 糊精 粉状羧甲基纤维素 粉状及液状木质素磺酸类材料 聚乙烯 乙醇粉状晶体等 非水溶性结合剂 硬沥青类 石蜡 聚丙烯类等 永久性结合剂 炭素结合剂 焦油沥青 酚醛树脂等 铝酸盐水泥 硅酸盐结合剂 水玻璃 硅酸乙脂等 磷酸及磷酸盐结合剂 氯化盐和硫酸盐结合剂 十 结合剂的结合方式有几类 水化结合 借助于常温下 结合剂与水发生水化反应生成水化产物而产生结合 化学结合 借助于结合剂与硬化剂 或结合剂与耐火材料 之间在常温下发生化学反应 或加热时发生化学反应生成具有结合 剂作用的化合物而产生结合 聚合结合 借助于加催化剂或交联剂 使结合剂发生缩聚 形成网络状结构而产生结合强度 陶瓷结合 系指低温烧结结合 即在散状耐火材料中加入 可降低烧结温度的助剂或金属粉末 以大大降低液相出现温度 促 进低温下固一液反应而产生低温烧结结合 粘着结合 是借助于如下几种物理作用之一而产生结合的 物理吸附作用依靠分子间的相互作用力 范德华力而产生结 合的 扩散作用在物质分子热运动的作用下 粘结剂与被粘结 物的分子发生相互扩散作用 形成扩散层 从而形成牢固的结合 静电作用粘结剂与被粘结物的界面存在着双电层 由双电层的 静电引力作用而产生结合 凝聚结合 依靠加入凝聚剂使微粒子 胶体粒子 发生凝 聚而产生结合 火度高于1580 的无机非金属材料 耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下 抵抗高温作用而 不软化熔倒的摄氏温度 耐火材料与高温技术相伴出现 大致起源于青铜器时代中期 中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵 20世纪初 耐火材料向高纯 高致密和超高温制品方向发展 同时 出现了完全不需烧成 能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维 现代 随着原子能技术 空间技术 新能源技术的发展 具有耐高 温 抗腐蚀 抗热振 耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应 用 耐火材料种类繁多 通常按耐火度高低分为普通耐火材料 1580 1 770 高级耐火材料 1770 2000 和特级耐火材料 2000 以上 按化学特性分为酸性耐火材料 中性耐火材料和碱性耐火 材料 此外 还有用于特殊场合的耐火材料 酸性耐火材料以氧化硅为主要成分 常用的有硅砖和粘土砖 硅砖是含氧化硅93 以上的硅质制品 使用的原料有硅石 废硅砖 等 其抗酸性炉渣侵蚀能力强 荷重软化温度高 重复煅烧后体积 不收缩 甚至略有膨胀 但其易受碱性渣的侵蚀 抗热振性差 硅砖主要用于焦炉 玻璃熔窑 酸性炼钢炉等热工设备 粘土砖以耐火粘土为主要原料 含有30 46 的氧化铝 属弱酸 性耐火材料 抗热振性好 对酸性炉渣有抗蚀性 应用广泛 中性耐火材料以氧化铝 氧化铬或碳为主要成分 含氧化铝95 以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料 以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好 但抗热振性较差 高温荷重变形温度较低 碳质耐火材料有碳砖 石墨制品和碳化硅质制品 其热膨胀系数很 低 导热性高 耐热振性能好 高温强度高 抗酸碱和盐的侵蚀 不受金属和熔渣的润湿 质轻 广泛用作高温炉衬材料 也用作石油 化工的高压釜内衬 碱性耐火材料以氧化镁 氧化钙为主要成分 常用的是镁砖 含氧化镁80 85 以上的镁砖 对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性 耐火度比粘土砖和硅砖高 主要用于平炉 吹氧转炉 电炉 有色金属冶炼设备以及一些高温 设备上 根据耐火材料中各种化学成分的含量和其作用 通常将其分为主成 分 杂质和外加成分三类 一 主成分耐火材料中的主成分是指占绝大多数的 对材料高温 性质起决定性作用的化学成分 耐火材料之所以具有优良的抵抗高温作用的性能 以及许多耐火材 料又各具特性 完全或基本上取决于主成分 所以 对耐火材料的主成分 必须予以充分重视 通常 对耐火材料依化学组成分类 以及对许多同材质的耐火材料 划分为若干等级 都是或多半是根据其主成分的种类以及其含量多 寡而定的 可作为耐火材料主成分的都是具有很高晶格能的高熔点或分解温度 很高的单质或化合物 要求它在耐火材料生产或服役过程中能形成稳定的具有优良性能的 矿物 在自然界储量较高而且较易提取与利用 在地壳中分布较多 可作为耐火材料主成分的主要是氧化物 另外 有一些碳化物 氮化物 硅化物和硼化物 也可作为耐火材 料的主成分 现在 生产与使用较广泛的耐火材料中的主成分主要是Al2O 3 BeO Cr 203 MgO CaO SiO 2 ThO 2 TiO 2 UO 2 ZrO2等氧化物和SiC WC B4C等碳化物以及AI N Si3N4等氮化物 二 杂质杂质是指在耐火材料中不同于主成分的 含量微少而对 耐火材料的抵抗高温性质往往带来危害的化学成分 这种化学成分多是由含主成分的原料中夹带而来的 耐火材料的杂质中有的是易熔物 有的本身具有很高熔点 但同主 成分共存时 却可产生易熔物 故杂质的存在往往对主成分起强的助熔作用 助熔作用虽有时有助于材料的液相烧结 但对材料抵抗高温作用却 有严重危害 助熔作用愈强 即由于杂质的存在 系统中开始形成液相的温度愈 低 或形成液相量愈多 或随着温度升高液相量增长速度愈快 以 及所形成的液相粘度愈低和润湿性愈好 危害愈严重 可见 若Na2O与SiO2共存 由于开始形成液相的温度很低 故以SiO 2为主成分的耐火材料中 若含有少量Na2O 即可对其高温性质带来 严重危害 若以SiO2 为主成分的耐火材料中分别含有Al2O3和TiO2 虽然SiO2 Al2O3与SiO2 TiO2两系统的共熔温度相近 分别为1595 和1550 但在共熔温 度下系统内每1 杂质氧化物生成的液相量却差别较大 前者约为后 者1 9倍 而且 随温度的升高 此差别更大 如在1600 下 约为2 3倍 因此 杂质Al2O3较TiO2对SiO2的熔剂作用强 氧化铝对硅质耐火材料的高温性能危害极大 另外 当杂质与主成分共存时 若生成的液相粘度较低 且随温度 升高粘度降低愈快以及润湿性愈好 则对耐火材料的危害愈严重 因此 欲提高耐火材料抵抗高温的性能 必须严格控制杂质的含量 三 外加成分常称外加剂 是在耐火制品生产中为特定目的另外 加入的少量成分 如为促进材料中某些物相的形成和转化 而加入的矿化剂 为抑制 材料中某些物相形成 而加入的抑制剂或稳定剂 为促进材料的烧 结 而加入的助熔剂 等等 总之 在耐火材料生产中 采取加入少量外加剂可在一定程度上改 变材料的组成与结构 从而便于生产和使制品获得某种预期特性 但必须注意 切勿因此而严重影响其抵抗高温作用的基本性质 硼板类支柱类最高安全使用温度1550 常温抗折强度45Mpa1400 高 温抗折强度50Mpa体积密度2 7 2 75g cm31000 热膨胀率