耐火及保温材料（4学时）课件.ppt

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1、火法冶金设备第1章耐火及保温材料第1章耐火及保温材料1.1概述1.2耐火材料的分类、组成及性质1.3常用耐火材料极其特性1.4  耐火材料的外形尺寸1.5水冷与挂渣保护1.6绝热材料耐火材料在冶金中的地位及作用定义：耐火材料是指耐火度≥1580℃的无机非金属材料，它在一定程度上可以抵抗温度骤变和炉渣侵蚀，并能承受高温荷重。作用：耐火材料主要用于工业生产中的高温热工设备和各种窑炉，在冶金工业（钢铁与有色金属）中所消耗的耐火材料占整个耐火材料消耗量的60~70%。而冶金炉是高温设备、是大量优质耐火材料的主要消耗者。因此，耐火材料在冶金工业占有重要的地位。1.1概述例如砌一座1513m3高炉需

2、耐火材料3000t；砌一座42m3沸腾炉约需耐火材料150t；砌一座210m3炼铜反射炉需耐火材料1500t。由此可见耐火材料费用在冶炼生产中占有重要的比例，据不完全统计，平炉钢吨钢消耗量约45~60kg耐火材料；一吨粗铜需消耗2~5kg镁砖（而镁砖是较昂贵的材料）…因此，降低耐火材料单位消耗指标，可降低冶炼生产成本。措施：提高耐火材料的质量，合理选择使用耐火材料，改善冶炼工艺条件。耐火度高：≥1000~1800℃高温结构强度大：高温下荷重不变形热稳定性好：高温下抵抗温度骤变引起破坏的能力。抗渣侵蚀能力：抵抗炉内高温下熔融炉渣、金属和炉气等的化学腐蚀。高温体积稳定：高温下使用，其内部由于

3、晶型转变会产生不可恢复的体积收缩或膨胀，而造成炉体破坏。因此，要求耐火材料在高温时体积稳定。外形尺寸规整、公差小：筑炉时砌体要规整、砖缝小，以防止炉体从砖缝处破损，这就要求耐火材料制品不能有大的扭曲、缺损、熔洞和裂缝等；尺寸公差合乎规定的要求。冶金炉对耐火材料的要求1.2.1耐火材料的分类：耐火材料的分类有多种方式。如有按耐火材料的化学矿物组成、耐火材料的外型尺寸以及耐火材料制造方法等分类；而根据耐火材料的耐火度高低可分为：⑴普通耐火材料耐火度为1580~1770℃；⑵高级耐火材料耐火度为1770~2000℃；⑶特级耐火材料耐火度为2000℃以上。1.2耐火材料的分类、组成及性质耐火材料

4、的化学矿物组成是决定耐火材料物理性质和工作性质的基本因素。1.2.2.1化学组成：耐火材料的化学成分按含量的多少及其作用不同可分为主成分和副成分。主成分是耐火材料的主体，是影响耐火材料的基本因素。除碳质耐火材料以外，普通耐火材料的主成分都是氧化物，例如硅砖中的SiO2，粘土质耐火材料中的SiO2和Al2O3，镁砖中的MgO。副成分包括杂质和添加物，其化学成分也是氧化物，如Fe2O3、、K2O、Na2O等，它使耐火材料的性能降低，有的具有溶剂作用，即在耐火砖的烧成过程中产生液相实现烧结。1.2.2耐火材料的一般化学矿物组成Ⅰ1.2.2.2矿物组成主晶相：主晶相是耐火材料中的主体，是熔点较高

5、的结晶体，它在很大程度上决定耐火材料的性能，可以是一种，也可以是两种。例如，高铝砖中的莫来石和刚玉，镁砖中的方镁石，都是主晶相。基质：是填充在主晶相之间的其他不同成分的结晶矿物和非结晶玻璃相，它的熔点低，起着溶剂作用，例如，镁铝砖的基质是一种称为尖晶石MgO·Al2O3的结晶成分，依靠它将砖紧紧粘结成整体，因此也称结合相。基质的数量虽少，但它对耐火材料的性能影响很大，在耐火材料的使用过程中，往往首先从基质部分开始损坏。1.2.2耐火材料的一般化学矿物组成Ⅱ1.2.3.1致密性：用气孔率、吸水率、体积密度、真密度和透气率表示（1）气孔率：气孔总体积与耐火材料总体积V的比值——总气孔率：1.

6、2.3耐火材料的物理性质Ⅰ式中：V、V1、V2、V3——分别为试样总体积、闭口气孔、开口气孔和贯通气孔的体积，m3。显气孔体积与耐火材料总体积的比值——显气孔率：包括：致密性、热电性、力学性质和外形尺寸1121122211-闭口气孔；2-开口气孔；3-贯通气孔图1-1-1耐火制品中气孔类型3式中：G——耐火材料烘干质量，kg;G1——耐火材料吸水后质量，kg。耐火制品的透气性是指耐火材料对一定压力的气体的透过程度，用透气率表示，即在单位压力差的空气作用下，在单位时间内，通过单位厚度和单位面积制品的空气量。耐火材料的透气性与制品内连通气孔的数量及气体压力有关，一般要求透气性愈小愈好。1.2

7、.3耐火材料的物理性质Ⅱ（2）吸水率和透气性：耐火材料制品中显气孔吸水重量与耐火材料制品重量的比值，即式中：m——耐火材料的质量，kg。（4）真密度：它是指耐火材料除去全部气孔后，单位体积的质量，用符号“ρ'”表示。1.2.3耐火材料的物理性质Ⅲ（3）体积密度：它是单位体积（含气体体积）耐火材料的质量，用符号“ρ”表示。1.2.3.2力学性质：（1）常温耐压强度：在常温下单位面积耐火材料所能承受的压力，N·cm-2；普通耐火材料＞