乌鲁木齐耐火材料的组成与性质

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耐火材料指的是物理和化学性质适合于在高温下运用的非金属材料，但不扫除某些产品可含有必定量的金属材料（CB/T 18930—2002）。一般是指耐火度不低于 1580℃的无机非金属材料或制品。耐火材料有一个标志性方针——耐火度，指的是耐火材料在无荷重的条件下抵挡高温而不熔化的特性。也可以理解为在高温作用下，耐火材料到达特定软化程度时的温度。它是一种材料抵挡高温作用的方针，可以作为窑炉在高温下运用的底子保证。耐火材料在运用过程中，除了遭到高温（一般为 1000 ～1800℃）作用外，还要遭到物理、化学、机械等方面的作用，如：高温新疆耐火材料下承受炉体及物料的荷重；操作过程中的外界应力；由于温度的急剧变化、受热不均而出现的极大温差以及由此而产生的内应力；各种高温流体及炉渣、烟尘的冲刷；液态金属、炉渣及杂质元素的腐蚀，环境气氛的改动及作用等。因此，选用耐火材料除了考虑耐火度以外，还需要考虑耐火材料全面抵挡上述作用的性质，使耐火材料可以尽可能在各种操作条件下适用。

耐火材料因质料、外形、制作方法及运用目标凌乱，如不进行合理的区分将不利于（或不便于)进行研讨、出产和选用，因此，有必要对耐火材料进行科学分类。一般按耐火材料的共性和特性进行区分，也可以按照材料的化学、矿产组成进行分类，还可以按照材料的制备方法、材料的形状尺度及材料的使用等来分类。咱们仅介绍耐火材料的首要分类方法。

1.1 耐火材料分类

1.1.1按化学性质分类

耐火材料在运用过程中除承受高温作用外，往往伴随着熔渣（液态）及气体的化学腐蚀。为了保证耐火材料在运用中有满意的抗腐蚀才干，选用的耐火材料的化学特征应与腐蚀介质的化学特征相同或挨近。按化学特征分类对于了解耐火材料的化学性质，判断耐火材料在实践运用过程中与接触物新疆耐火材料之间的化学作用具有重要意义。耐火材料按化学特征可分为酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。

1.1. 1.1酸性耐火材料


一般是指以 SiO,为主成分的耐火材料。在高温下易与碱性耐火材料、碱性渣、含碱化合物或高铝质耐火材料起化学反应。一般为硅质耐火材料（酸性最大)、黏土质耐火材料（弱酸性）及半硅质耐火材料（酸性居于以上两者之间)。也有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料归入酸性耐火材料的，由于此类材猜中含有较高的 SiO,或在高温情况下能改动为 SiO,。酸性耐火材料对酸性介质的腐蚀具有较强的抵挡才干。

1.1.1.2 中性耐火材料

在高温下与酸性耐火材料、碱性耐火材料、酸性或碱性渣或熔剂不产生显着化学反应的耐火材料称为中性耐火材料。按严峻意义讲是指碳质耐火材料。一般也将以三价氧化物为主体的高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料归人中性耐火材料。由于此类材料含有较多的两性氧化物如 Al,0,、Cr,O,等。此类耐火材料在高温情况下对酸、碱性介质的化学腐蚀都具有必定的稳定性，特别对弱酸、弱碱的腐蚀具有较好的抵挡才干。

1. 1.1.3 碱性耐火材料

碱性耐火材料是指在高温下易与酸性耐火材料、酸性渣、酸性熔剂或高铝质耐火材料起化学反应的耐火材料。一般是指以 MgO、CaO 或以 MgO·Ca0 为首要成分的耐火材料,如镁质、石灰质、镁铬质、镁硅质、白云石质耐火材料。镁质、石灰质、白云石质耐火材料为强碱性耐火材料；镁铬质、镁硅质及尖晶石质耐火材料为弱碱性耐火材料。这类耐火材料的耐火度都比较高，对碱性介质的化学腐蚀具有较强的抵挡才干。

1.1.2按化学组成分类

此种分类法可以很直接地表征各种耐火材料的底子组成和特性，在出产、运用、科研上是常见的分类法，具有较强的实践使用意义。

1.1.2.1硅质耐火材料


以SiO,为首要成分的耐火材料一般称为硅质耐火材料，首要包括硅砖及熔融石英制品。二氧化硅含量（质量分数）不小于 93%，以天然石英岩为首要质料的耐火材料为硅石耐火材料。硅砖以硅石为首要质料出产，其 SiO。含量（质量分数）一般不小于 85%而小于93%，首要矿产组成为鳞石英和方石英，首要用于焦炉和玻璃窑炉等热工设备的构筑。熔融石英制品以熔融石英为首要质料出产，其首要矿产组成为石英玻璃，由于石英豉璃的膨胀系数很小，因此熔融石英制品具有优秀的抗热冲击才干。如熔融石英质浸入式水口用于炼钢连铸中，具有较好的运用作用。

1.1.2.2 硅酸铝质耐火材料

以Si02-AI2O3，系矿产为首要质料的耐火材料，为硅酸铝质耐火材料。根据 AL2O3含量的不同，可将硅酸铝质耐火材料区分为不同的品种，

1.1.2.3 镁质耐火材料


镁质耐火材料是指以镁砂为首要质料，以方镁石为主晶相，MgO 含量（质量分数）大于80%的碱性耐火材料。一般依其化学组成不同分为：

（1）镁质制品。w(MgO)≥87%，首要矿产为新疆耐火材料方镁石。

(2）镁铝质制品。w(MgO)>75%,w(Al,0,)一般为7%～8%，首要矿产成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgO·Al,O,）。

（3）镁铬质制品。w（MgO)>60%，w（CrQ,）一般在 20%以下，首要矿产成分为方镁石和铬尖晶石。

（4）橄榄石质及镁硅质制品。此种镁质材猜中除含有主成分 Mg0 外，第二化学成分为 Si0,。镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的 Si0,，前者的首要矿产成分为镁橄榄石和方镁石，后者的首要矿产为方镁石和镁橄榄石。

(5)镁钙质制品。此种镁质材猜中含有必定量的 CaO，首要矿产成分除方镁石外还含有必定量的硅酸二钙（2CaO·SiO,）。

1.1.2.4 白云石质耐火材料

以天然白云石为首要质料出产的碱性耐火材料称为白云石质耐火材料。首要化学成分为30%～42%的 MgO 和40%~60%的 Ca0，二者之和一般应大于90%。其首要矿产成分为方镁石和方钙石（氧化钙)。

1. 1. 2.5’含碳耐火材料


含碳耐火材料，又称碳复合耐火材料，是指以新疆耐火材料不同形状的炭素材料与耐火氧化物复合出产的耐火材料。含碳耐火材料首要包括镁碳材料、镁铝碳材料、铝碳材料、铝碳化硅碳材料等。

1.1.2.6 含锆耐火材料

含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO_)、锆英石等含锆材料为质料出产的耐火材料。含锆耐火材料制品一般包括锆英石制品、锆莫来石制品、锆刚玉制品等。

1. 1.2.7 特种耐火材料

上述分类所不能包括的材料，此类材料除其化学组成比较特别，不宜归类到上述类别中外，一般它们还具有各自的较为出色的特征，如优秀的热震稳定性、抗渣性等，这些特征往往用于特定的运用条件。特种耐火材料制品又可分为如下品种：

（1）碳质制品。碳质制品包括碳砖和石墨制品。

(2）纯氧化物制品。纯氧化物制品包括氧新疆耐火材料化铝制品、氧化锆制品、氧化钙制品等。

（3）非氧化物制品。非氧化物制品包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化锆、硼化钛、赛隆（SiAION）、阿隆（AION）、镁阿隆（MgAION）制品等。

1.1.3 其他分类方法


(1)按耐火材料供给形状可分为定形耐火材料和不定形耐火材料。定形耐火材料指具有固定形状的耐火制品，分为细密定形制品与保温定形制品两类，前者为总气孔率小于45%的制品，后者为总气孔率大于 45%的制品。包括标型砖、异型砖、特异型砖，以及实验室和工业用坩埚、管、器皿及其他形状凌乱的制品等。不定形耐火材料是指由骨料(颗粒)、细粉与结合剂及添加物组成的混合料，以散状为交货情况直接运用，或者参与一种或多种不影响耐火材料运用性能的适合液体后运用的耐火材料。在某些不定形耐火材猜中还可以参与少量金属、有机或无机纤维材料。不定形耐火材料的品种许多，首要有浇注料、可塑料、捣打料、干式料、喷发料、接缝料、揉捏料、涂料、炮泥、泥浆等。具体内容将在不定形耐火材料一章中进行谈论。应该阐明的是，所谓定形与不定形耐火材料是相对的。由不定形耐火材料浇注或模塑成必定形状并经预处理而得到的预制块是以定形制品的形式供货的，但它的整个出产工艺与不定形耐火材料相同，因此，也可将它归入不定形耐火材猜中。

(2)按耐火度，可分为一般耐火制品（1580～1770℃)、高级耐火制品（1770～2000℃)、特级耐火制品（>2000℃）、超级耐火制品（>3000℃）。

（3）按出产工艺，可分为烧成制品、熔铸制品及不烧制品。


（4）根据形状及尺度的不同，可分为标普型：230mm × 113mm × 65mm，不多于4 个量尺，Max：Min <4 ：1 （尺度比)；异型：不多于 2 个凹角，Max：Min <6：1（尺度比)，或有一个 50°~70°的锐角；特异型 Max：Min < 8 ：1 （尺度比)，或不多于 4 个凹角，或有一个30°~50°的锐角等。对新疆耐火材料耐火材料而言，其运用条件比较凌乱，与金属材料、高分子材料及其他陶瓷材料比较，其组成也相对凌乱，是一种多相非均质材料，给研讨工作带来许多困难。近年来，由于材料科学以及研讨方法与设备的前进，对耐火材料的显微结构、组成以及其与耐火材料的性质的联络有了更多的知道。

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