热处理炉03筑炉材料

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1、第三章筑炉材料授课人：杨晓敏NorthUniversityofChinaCollegeofMaterialsScienceandEngineering2008.01.04返回总目录教学提示教学要求：本章让学生掌握热处理炉常用的筑炉材料。：筑炉材料包括耐火材料和保温材料，炉壳用的金属材料（钢板、角钢等），做炉底板、坩锅用的耐热金属材料等。在设计热处理炉时，根据炉子的工作条件合理选用筑炉材料，尽量做到延长炉子寿命，降低炉子的造价和燃料消耗量。一、耐火材料二、保温材料三、炉用金属材料图1炉衬结构(耐火材料:直接承受高温作用)(保温材料：保温作用，减少炉体散热。)炉衬结构2、耐火材料的性能物理性能

2、工作性能体积密度、气孔率、吸水率、透气性、导热性、导电性等。耐火度耐急冷急热性体积稳定性化学稳定性高温结构强度1、定义：指能抵抗高温及高温下的物理、化学作用的非金属筑炉材料。一、耐火材料耐火度（1）定义：耐火度是耐火材科抵抗高温作用的性能，指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。（2）耐火度的测定：是测定一定尺寸的三角形锥体，在规定加热条件下，试锥顶部因受温度及本身重量影响而弯倒刚接触底平面时的温度。（3）耐火材料普遍耐火材料，耐火度为1580-1770℃高级耐火材料，耐火度为1770-2000℃特级耐火材料，耐火度大于2000℃耐火材料的耐火度和使用温度砖的名称粘土砖轻质粘土砖高铝砖耐火

3、度（℃）1610－17301670－17101750－1790使用温度（℃）1300－14001150－14001650－1670高温结构强度－荷重软化点来评价（1）定义：是指耐火制品在高温下承受压力而不发生变形的抗力。（2）荷重软化点：是指在一定压力(196kPa，轻质的为98kPa)条件下以一定的升温速度加热，测出样品开始变形的温度和压缩变形达4％或40％的温度。前者的温度叫荷重软化开始点，后者的温度叫荷重软化4％或40％的软化点。耐火材料名称粘土砖高铝砖硅砖荷重软化开始点1250－14001400－15301620－1650耐火材料的荷重软化点高温化学稳定性定义：是指耐火材料在高温下

4、，抵抗炉气、熔盐和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。包括化学侵蚀和物理溶解。热震稳定性(耐急冷急热性)（1）定义：是指耐火制品抵抗温度急剧变化而不损坏（不破裂或剥落）的性质。（2）测定：将耐火制品加热到850℃，然后再放入流动的冷水中冷却，反复进行直至破碎至其总量损失20％时的次数。砖的种类粘土砖高铝砖硅砖次数5－255－61－4耐火制品的耐急冷急热性次数高温体积稳定性定义：是指耐火制品在高温下长期使用时,化学成分发生变化,产生再结晶或进一步烧结的现象,从而使耐火材料的体积发生收缩或膨胀。一般允许的耐火材料制品的体积变化不应超过0.5－1.0％。2、常用耐火材料（1）耐火粘土砖（2）高铝砖（3

5、）轻质砖与超轻质砖（4）碳化硅耐火制品（5）耐火纤维（6）耐火混凝土（7）陶瓷涂料（8）耐火泥耐火粘土砖成分：Al2O3（小于48％）和SiO2和各种金属氧化物等。特点：普通粘土砖是弱酸性的耐火材料，抗急冷急热较好（可达20余次）高于其它耐火制品，荷重软化点比其它耐火材料低，最高使用温度为1300－1400℃。应用：可用于砌筑炉墙、炉顶、炉底、燃烧室等处。由于铁铬铝电阻合金与粘土砖有化学反应，不宜做电热体搁砖；易于受炉气中CO、H2等还原性气体的侵蚀，不宜做无炉罐可控气体热处理炉炉衬。高铝砖成分：Al2O3含量大于48％的硅酸铝质耐火砖。特点：高温下呈中性，耐火度和荷重软化开始点都较高，最

6、高使用温度为1400－1500℃。高铝砖有良好的耐急冷急热性及化学稳定性，但成本较高。应用：高温炉和盐浴炉的内衬砌砖，它与电热元件不发生化学作用，常用作电热元件的隔热砖和套管等。抗渗碳砖：含Fe2O3量低于1%的高铝砖称为抗渗碳砖，专用来砌筑无马弗气体渗碳炉的内衬。砖中的铁会与气氛中的CO发生反应，导致砖体疏松、剥落而破坏。轻质砖与超轻质砖分类：按体积密度分为重质粘土砖（密度为2.1-2.2g/cm3）,轻质粘土砖（0.4-1.3g/cm3），超轻质粘土砖（小于0.3g/cm3）。特点：体积密度小，保温性强（传热损失小），热容量小（炉子的蓄热损失小），但高温强度低，抗化学侵蚀能力较差。应用

7、：轻质砖可用于炉墙和炉顶。超轻质砖多数用于砌筑保温隔热层和低温炉的炉衬。碳化硅耐火制品主要成分：SiC。特点：耐火度高，高温结构强度高，抗磨性、耐急冷急热性好；导热性好（比一般耐火材料大5－10倍），导电性好（可用做电热元件）。在1300℃以上易氧化，也易于被碱性物质侵蚀而脆化。应用：高温炉的电热元件，高温电阻炉的炉底板，马弗罩，炉底的轨道等。耐火纤维组成：系由各种耐火物质制成的一种纤维状耐火材料。热处理炉中常用的有硅酸