耐火材料
耐火材料一般是指由无机非金属材料构成的且耐火度不低于 1580℃的材料和制品1。耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化变形程度时的温度,它标志着材料抵抗高温作用的性能。
耐火材料的种类繁多,用途各异,其分类方法也多样,主要有以下几种:
- 按耐火度高低分:
- 普通耐火材料:耐火度为 1580℃-1770℃。
- 高级耐火材料:耐火度为 1770℃-2000℃。
- 特级耐火材料:耐火度为 2000℃以上。
- 依据制品形状及尺寸的不同分:
- 标准型:230mm×114mm×65mm;不多于 4 个量尺,(尺寸比)max:min<4:1。
- 异型:不多于 2 个凹角,(尺寸比)max:min<6:1;或有一个 50-70° 的锐角。
- 特异型:(尺寸比)max:min<8:1;或不多于 4 个凹角;或有一个 30-50° 的锐角。
- 特殊制品:坩埚、器皿、管等。
- 按制造方法分:
- 烧成制品:经过高温烧成工艺制成。
- 不烧成制品:无需烧成,如某些不定形耐火材料在施工后自然干燥或固化。
- 不定形耐火材料:由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成,不经成型和烧成而直接供使用,通常包括浇注料、喷涂料、捣打料、可塑料、压住料、投射料、涂抹料、干式振动料、自流浇注料、耐火泥浆等。这类材料无固定外形,可制成浆状、泥膏状和松散状,也称为散状耐火材料,还可构成无接缝的整体构筑物,也称为整体耐火材料。
- 按材料化学属性分类:
- 酸性耐火材料:以氧化硅为主要成分,常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅 94% 以上的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等,其抗酸性炉渣侵蚀能力强,荷重软化温度高,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀;但其易受碱性渣的侵蚀,抗热震性差,主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料,含有 30%-46% 的氧化铝,属弱酸性耐火材料,抗热振性好,对酸性炉渣有抗蚀性,应用广泛。
- 中性耐火材料:以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝 95% 以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料;以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好,但抗热震性较差,高温荷重变形温度较低;碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品,其热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高,抗酸碱和盐的侵蚀,尤其是弱酸碱具有较好的抵抗能力,不受金属和熔渣的润湿,质轻,广泛用作高温炉衬材料,也用作石油、化工的高压釜内衬。
- 碱性耐火材料:以氧化镁、氧化钙为主要成分,常用的是镁砖。含氧化镁 80%-85% 以上的镁砖,对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土砖和硅砖高,主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。
耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的 50%-60%。在钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域,耐火材料都是保证生产运行和技术发展必不可少的基本材料,在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。
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