耐火材料简介

耐火材料

一、基本概念
耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。根据耐火度，有阻火级(1000～1580℃)、普通级(1580～1770℃)、高级(1770～2000℃)、特级(2000℃以上)四个等级之分。

大部分耐火材料是以多种天然矿石粉料及粒料的混合物为原料生产的，某些耐火材料各种组分的结合要借助外加的结合剂(即大多数工业部门所称的黏结剂)。结合剂的种类很多，高性能酚醛树脂就是一种性能优良、应用广泛的新型结合剂。

耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，也可用作高温容器和部件的材料。所以在冶金、硅酸盐、化工、石油、动力、机械制造等工业部门都离不开耐火材料，其中冶金工业消耗耐火材料的比例最高，约占总消耗量的60%～70%，每吨产品消耗耐火材料量约18～25kg。钢铁工业是冶金工业的主要部门，所以也就自然是耐火材料应用的主要领域。在钢

铁工业的各个工序的设备中都离不开耐火材料，从炼铁的高炉、炼钢的转炉到转运钢水的钢包、中间包等整体设备的内衬砖到各局部结构，如钢包、中间包的出口滑板、各种水口等都离不开耐火材料。耐火材料的分类方法有许多，按化学矿物组成和按外观的分类概况分别参见表9-1及表9-2。这些分类应遵从ISO1109。

表9-1 耐火材料的化学矿物组成分类

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分类	类别	主要化学成分	主要矿物成分
硅质制品	手摇甘蔗榨汁机硅砖	SiO2	磷石英、方石英
硅质制品	石英玻璃	SiO2	石英玻璃
硅酸铝质品种	半硅砖	SiO2、Al2O3	莫来石、方石英
	黏土砖	SiO2、Al2O3	莫来石、方石英
	高铝砖	SiO2、Al2O3	莫来石、刚玉
镁质制品	镁砖(方镁石砖)	MgO	方镁石
	镁铝砖1000w逆变器电路图	MgO、Al2O3	方镁石、镁铝尖晶石
	镁铬砖	MgO、Cr2O3	方镁石、铬尖晶石
	镁橄榄石砖	MgO、SiO2	镁橄榄石、方镁石
	镁硅砖	MgO、SiO2	方镁石、镁橄榄石
	镁钙砖	MgO、CaO	方镁石、硅酸二钙
	镁白云石砖	MgO、CaO	方镁石、氧化钙
	镁碳砖	MgO、C	方镁石、无定形碳(或石墨)
白云石质制品	白云石砖	CaO、MgO	氧化钙、方镁石
铬质制品	铬砖	Cr2O3、FeO	铬铁矿
铬质制品	铬镁砖	Cr2O3、MgO	铬尖晶石、方镁石
碳质制品	炭砖	C	无定形碳(石墨)
	石墨制品	C	石墨
	碳化硅制品	sic	碳化硅
锆质制品	锆英石砖	ZrO2、SiO2	铬英石
锆质制品		Al2O3、ZrO2	刚玉、高温型ZrO2
特殊制品	纯氧化物制品	CaO、MgO	氧化钙、方镁石
废渣4	其他：碳化物
	氢化物
	硅化物
	硼化物
	金属陶瓷等

表9-2 耐火材料的外观分类

分类	种类
耐火砖(具有一定形状)等定型制品	烧成、不烧砖、电熔砖(熔铸砖)、耐火隔热砖
不定形耐火材料(简称散装料，无一定形状，按所要求形状施工用材料)	浇注料、捣打料、投射料、喷射料、可塑料、耐火泥、炮泥

按ISO2246，还可根据制造耐火材料过程的温度来分类，如表9-3表示。

粘接温度	耐火材料产品	结合剂举例
1、低于150℃	非烧成类产品	黏土、磷酸盐、硫酸镁、水泥、磺化木质及其他的有机黏结剂
2、150～800℃	热处理类产品	磷酸盐、硫酸盐、水泥、沥青、人造及合成树脂
3、高于800℃	烧成类产品	通过燃烧或熔化而交联固化的黏结剂

若耐火材料的化学组成中SiO2含量高于93%，则为酸性耐火材料，它具有耐酸不耐碱的特点。相应，若化学组成中以MgO、CaO等为主要成分，则为碱性耐活材料，因而具有耐碱不耐酸的特点。碳质耐火材料属中性耐火材料，铬质耐火材料为中偏碱耐火材料，高铝质材料为中偏酸耐火材料。

对耐火材料最主要的性能要求，包含高耐火度、高荷重软化温度、高温体积稳定性、良好抗热震性和抗渣性以及耐磨性。某些场合，还要求有较好的透气性、导热性、导电性和硬度。

二、耐火材料及制品生产过程
1、定型耐火制品
定型耐火制品(各种耐火砖、异型制品等)的生产工艺一般包括原料的拣选、破粉碎、晒粉、配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序。

困料是耐火材料生产中比较特殊的一种操作工序，其操作就是将混合好的混合料，在成

型之前在一定温度下存放一定时间。例如在生产镁质砖时，当原料中CaO含量>2.5%时，就必须困料，以促进MgO和游离CaO水化，使混合料具有更好的成型性并有效避免烧成制品因网状裂纹而造成废品的现象。

成型方法很多，常用的成型方法有机压成型、振动成型、挤压成型、捣打成型、等静压成型、熔铸成型、注浆成型等。成型方法的选择主要根据泥料(混合料)性质、坯体的形状、尺寸及其他工艺要求。机压成型应用最多，该发阿使用压砖机和钢模具将含水量约为5%的半干泥料压成坯体；振动成型一般用于成型大的异形制品；挤压成型用于管状坯体的成型；注浆成型一般用于中空壁薄的坯体成型；等静压成型是在泥料各个方向上施加等同压力的成型方法，所用模具为橡胶或塑料制的柔性模具，而压力传递是用油、水或甘油等液体为介质，等静压成型主要用于成型形状复杂的大件及细长形的制品；熔铸成型是将配合料经高温熔化后直接浇铸成制品的方法，熔铸成型制品具有晶粒大、结构致密、强度高、耐侵蚀性好等特点。

痔疮液 2、不定形耐火材料
不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状与结合剂共同混合组成的一类混合料，它无规定的外形和状态，通常根据使用需要而分别制成浆状、泥膏状或松散状，故称作散状耐火材料，其不经成型和烧成而直接使用，主要用于构筑成无接缝的整体构筑物、耐火砖成设备内衬的填缝及修补、高温炉出口堵塞用的泥料(炮泥)等。

不定形耐火材料多根据施工工艺类别而分类，由于施工工艺的差异，他们在组成、物料特性(状态、流动性、可塑性等)、应用领域等方面有所不同。表9-4列出不定形耐火材料按施工工艺特点的分类及主要特征。

表9-4 不定形耐火材料的类别及主要特征

种类	定义和主要特征
浇注料	以粉状耐火物料与适当结合剂和水等配成，具有较高流动性的耐火材料，多以浇注或(和)震实方式施工。结合剂多用是硬性铝酸竿水泥。用绝热的轻质材料可制成者称轻质浇注料
可塑料	由粉状耐火物料与黏土等结合剂和增塑剂配成，呈泥膏状，在较长时间内具有较高可塑性。施工时可轻捣或压实，经加热获得强度
捣打料	以粉粒状耐火物料与结合剂组成的松散状耐火材料，以强力耷打方式施工
喷射料	以喷射方式施工用的不定形耐火材料。分湿法施工和干法施工良两种。因主要用于涂层和修补其他炉衬，还分别称为喷料和喷补料
投射料	以投射方式施工用的不定形耐火材料
耐火泥滤波插座	以细粉状耐火物料和结合剂组成的不定形耐火材料，有普通耐火泥、气硬性耐火泥、水硬性耐火泥和热硬性耐火泥之分。加适当液体制成的膏状和浆状混合料，常称为耐火泥膏和耐火泥浆。用于涂抹之用时，也称为涂抹料

与定型耐火制品的生产过程相比，不定形耐火材料只要将原材料选定，并按要求制备成符合要求颗粒度的粒料，再经计量、混合过程即可。所以过程简便，设备投资少，生产效率及成品率均高，而且能耗低。不定形耐火材料在大多数场合由于施工成型所加外力较小，在烧结前及烧结后，其气孔铝均高，强度一般较定型制品为低，耐侵蚀性不足，但抗热震性一般较好。

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