耐火材料-基础知识

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1、耐火材料基础知识何金峥耐火材料的现状及发展方向我国有丰富的优质镁矿、高铝矾土、石墨原料资源，储量居全球之首，产量也最高，耐火粘土与硅石原料分布地区很广，储量与产量均很大。我国耐火原料现年产量约1500万吨，耐火材料年产量约800万吨。近3年来，每年出口耐火原料与材料约500万吨：（其中耐火原料470万吨、耐火材料30多万吨）。每年为国家创汇约7亿美元。按我国耐火原料资源的优势，专家们认为，应进一步发展镁铝碳质耐火材料的生产与使用，减少粘土质等普通耐火材料的生产与使用。提高产品质量和改善性能，积极开发优质新品种，合理利用和提高耐火材

2、料服役寿命，进一步降低消耗，保证和促进高温技术工业和热能工程以及国民经济的发展。要发展高级耐火原材料的出口，特别要增加高级耐火材料制品的出口，为国家创收更多外汇，为企业增加更多经济效益。一、耐火材料的定义定义：耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。它是难以被高温融化熔融的非金属材料的总称。其他定义：1500℃以上的定型耐火材料和最高使用温度在800℃以上的不定型耐火材料、耐火灰浆以及耐火绝热砖。二、耐火材料的分类（1）按化学成分为：酸性、碱性和中性耐火材料。（2）按耐火度分为：普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火

3、材料。（3）按加工工艺分为：烧成制品、熔铸制品、不烧制品。（4）按外观分为：标型、普型、异型、特型和超特型（5）按成型工艺分为：天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型（6）按矿物组成分为：硅酸铝质、硅质、镁质、碳质、白云石质、锆英石质、特殊耐火材料（高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料）。（7）按密度分为：重质和轻质。（8）按外形分为：定型耐火材料和不定型耐火材料。三、耐火材料的组成1.化学组成（1）主成分酸性耐火材料：二氧化硅中性耐火材料：碳质耐火材料、高铝耐火材料、铬质耐火材料碱性耐火材料：氧

4、化镁、氧化钙（2）杂质成分（3）添加成分2.矿物组成结晶相+玻璃相（基质）四、耐火材料的性质（常用）1.高的耐火度2.良好的荷重软化温度3.具有高温下的体积稳定性4.良好的抗热震性5.良好的抗蚀性五、耐火材料的制备原理1.烧结耐火材料烧结耐火材料的生产工艺流程如下图：2.熔铸耐火材料熔铸耐火材料生产工艺流程如下图：配料混料成型烧成拣选成品微机控制烧结耐材流程图例耐火材料性质的介绍（1）物理性质：气孔率、吸水率、体积密度、真密度（真比重）（2）热学性能：热容、热膨胀性、导热系数（3）力学性能：常温耐压强度、抗折强度（4）使用性能：耐

5、火度、高温荷重软化温度、体积稳定性（5）热稳定性：渣性（耐玻璃侵蚀性）、热震（6）抗蚀性能：抗碱性、抗氧化、抗水化耐火材料的物理性质----（1）气孔率气孔率是耐火制品所含气孔体积与制品总体积的百分比。耐火材料内的气孔是由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所构成。大致可分为三类：(1)闭口气孔，它封闭在制品中不与外界相通；(2)开口气孔，一端封闭，另一端与外界相通，能为流体填充；(3)贯通气孔，贯通制品的两面，能为流体通过。闭气孔它封闭在制品中不与外界相通闭气孔定形耐材抛面开气孔一端封闭，另一端与外界相通开气孔定形耐材表面贯通气孔贯通

6、制品的两面，能为流体通过贯通气孔图中：1为闭气孔2为开气孔3为贯通气孔定形耐材抛面示意图耐火材料的物理性质----（2）体积密度体积密度是耐火制品的质量与其体积（包括气孔）的比值。它表征耐火材料的致密程度，是所有耐火原料和耐火制品质量标准中的基本指标之一。体积密度高的制品，其气孔率小，强度、高温荷重软化温度等一系列性能好。耐火材料的物理性质----（3）真比重（真密度）真密度是耐火制品的质量与其真体积（不包括气孔体积）之比。在耐火材料中，硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要技术指标。SiO2组成的各种不同矿物的真密度不同，鳞石英的

7、真密度最小，方石英次之，石英最大。对于耐火材料的真密度，中国标准（GB/T5071－1997）和国际标准（ISO5018）规定，把材料破碎、磨细到尽可能无封闭气孔存在的颗粒后，用测量试样干燥质量和真体积来测定真密度。耐火材料的物理性质----（4）吸水率吸水率是耐火制品全部开口气孔所吸收的水的质量与干燥试样的质量百分比。耐火原料生产中习惯上用吸水率来鉴定熟料的煅烧质量，原料煅烧得越好，吸水率数值越低，一般应小于5％。耐火材料的物理性质----（5）透气度透气度是耐火制品允许气体在压差下通过的性能。透气度主要是由贯通气孔的大小、数量

8、和结构决定的。某些制品，如用于隔离火焰或高温气体的制品，要求具有很低的透气度；有些制品．如吹氩浸入式水口透气内壁等一系列专用透气耐火制品，则又必须具有一定的透气度。耐火材料的物理性质----（6）气孔孔径分布气孔孔径分布是耐火制品中各种孔径的气孔所