無機(jī)非工學(xué)-耐火材料課件

1、LOGO1耐火材料部分2第一節(jié) 概 述v一、耐火材料的定義與分類一、耐火材料的定義與分類v（一）定義與作用（一）定義與作用v1. 定義：定義： v 耐火材料是耐火度不低于耐火材料是耐火度不低于1580的無機(jī)非金屬的無機(jī)非金屬材料。材料。v2. 作用：作用：v 作為高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以及工作為高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以及工業(yè)用高溫容器和部件材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)業(yè)用高溫容器和部件材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化和機(jī)械作用。變化和機(jī)械作用。3v（二）分類（二）分類v 關(guān)于耐火材料的分類方法很多?？梢愿鶕?jù)耐關(guān)于耐火材料的分類方法很多?？梢愿鶕?jù)耐火度分類、礦物組成分類、密度分類

2、、形狀分類?；鸲确诸?、礦物組成分類、密度分類、形狀分類。比較有代表性的分類是根據(jù)礦物組成分類。比較有代表性的分類是根據(jù)礦物組成分類。v 按礦物組成分，耐火材料可以被分為：按礦物組成分，耐火材料可以被分為：硅質(zhì)硅質(zhì)耐火材料、耐火材料、硅酸鋁質(zhì)硅酸鋁質(zhì)耐火材料、耐火材料、鎂質(zhì)鎂質(zhì)耐火材料、耐火材料、白云石質(zhì)白云石質(zhì)耐火材料、含耐火材料、含鋯質(zhì)鋯質(zhì)耐火材料、含耐火材料、含碳質(zhì)碳質(zhì)耐耐火材料、火材料、特殊性質(zhì)特殊性質(zhì)耐火材料。耐火材料。4v 硅質(zhì)硅質(zhì)-硅磚、硅質(zhì)耐火泥、保溫磚硅磚、硅質(zhì)耐火泥、保溫磚v 硅酸鋁硅酸鋁-粘土磚、高鋁磚、相對應(yīng)的耐火泥、粘土磚、高鋁磚、相對應(yīng)的耐火泥、保溫磚保溫磚v 鎂質(zhì)鎂

3、質(zhì)-鎂磚、鎂鋁磚、鎂鋯磚鎂磚、鎂鋁磚、鎂鋯磚v 鋯質(zhì)鋯質(zhì)-鋯剛玉磚、熔鑄耐火材料鋯剛玉磚、熔鑄耐火材料 v 含碳質(zhì)含碳質(zhì)-碳化硅碳化硅v 特種耐火材料特種耐火材料-氮化物、硼化物氮化物、硼化物5二、耐火材料的性質(zhì)和組成v（一）耐火材料的組成（一）耐火材料的組成v 耐火材料的組成包括：化學(xué)組成和礦相組成。耐火材料的組成包括：化學(xué)組成和礦相組成。v 化學(xué)組成：包括主要成分、外加成分和雜質(zhì)?；瘜W(xué)組成：包括主要成分、外加成分和雜質(zhì)。v 礦相組成：主晶相、次晶相和基質(zhì)相三大類。礦相組成：主晶相、次晶相和基質(zhì)相三大類。v 根據(jù)耐火材料的有關(guān)相圖，可以由主晶相的出根據(jù)耐火材料的有關(guān)相圖，可以由主晶相的出現(xiàn)位

4、置選擇適當(dāng)?shù)脑冀M成?，F(xiàn)位置選擇適當(dāng)?shù)脑冀M成。6v（二）耐火材料的性質(zhì)（二）耐火材料的性質(zhì)v 耐火材料的性質(zhì)包括七個方面，這七個方面耐火材料的性質(zhì)包括七個方面，這七個方面都很重要。都很重要。v1、耐火度、耐火度v 耐火度是指耐火材料在高溫作用下，達(dá)到特耐火度是指耐火材料在高溫作用下，達(dá)到特定軟化程度的溫度。它是表征材料抵抗高溫作用定軟化程度的溫度。它是表征材料抵抗高溫作用的能力。（可作為最高使用溫度的參考值）的能力。（可作為最高使用溫度的參考值）v2、荷重軟化溫度、荷重軟化溫度v 指耐火材料在一定的重力負(fù)荷和熱負(fù)荷的共指耐火材料在一定的重力負(fù)荷和熱負(fù)荷的共同作用下，達(dá)到某一特定變形程度的溫度

5、。同作用下，達(dá)到某一特定變形程度的溫度。7v3 3、高溫體積穩(wěn)定性、高溫體積穩(wěn)定性v 耐火材料在高溫長期作用下，其外形體積保耐火材料在高溫長期作用下，其外形體積保持長期穩(wěn)定的不發(fā)生變化的性能。例如：玻璃熔持長期穩(wěn)定的不發(fā)生變化的性能。例如：玻璃熔窯中的大碹、陶瓷窯中的燒成段等。窯中的大碹、陶瓷窯中的燒成段等。v4 4、熱震性、熱震性v 指耐火材料抵抗溫度激烈變化的能力。玻璃指耐火材料抵抗溫度激烈變化的能力。玻璃生產(chǎn)中，熔窯有的部位，會受到溫度高低變化的生產(chǎn)中，熔窯有的部位，會受到溫度高低變化的沖擊沖擊-抗熱震性好，在溫度劇烈變化時，不發(fā)生抗熱震性好，在溫度劇烈變化時，不發(fā)生開裂。開裂。8v5

6、5、抗渣性、抗渣性v 指耐火材料在高溫下抵抗熔渣，及其它熔融指耐火材料在高溫下抵抗熔渣，及其它熔融液體侵蝕而不損毀的性能。只要有物料與耐火材液體侵蝕而不損毀的性能。只要有物料與耐火材料接觸就有侵蝕發(fā)生。料接觸就有侵蝕發(fā)生。v （后面我們要講玻璃液對耐火材料的侵蝕）（后面我們要講玻璃液對耐火材料的侵蝕）v6 6、耐真空性、耐真空性v 指耐火材料在真空和高溫條件下的耐久性。指耐火材料在真空和高溫條件下的耐久性。（真空條件，物料的穿透性能增強(qiáng)）（真空條件，物料的穿透性能增強(qiáng)）v7 7、耐火材料制品的形狀規(guī)整、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、耐火材料制品的形狀規(guī)整、尺寸標(biāo)準(zhǔn)v 達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)9v三、耐火材料生產(chǎn)工

7、藝過程三、耐火材料生產(chǎn)工藝過程v 不同的耐火制品有不同的原料選擇，進(jìn)行不同的耐火制品有不同的原料選擇，進(jìn)行不同物理不同物理化學(xué)反應(yīng)過程，但耐火材料的生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)過程，但耐火材料的生產(chǎn)工序和加工方法卻基本是一致的。工序和加工方法卻基本是一致的。v 都要進(jìn)行原料加工、配料、混練、成型、都要進(jìn)行原料加工、配料、混練、成型、干燥、燒成等加工工序，而且這些工序中影響干燥、燒成等加工工序，而且這些工序中影響制品質(zhì)量的基本因素也基本相同。因此，了解制品質(zhì)量的基本因素也基本相同。因此，了解耐火材料生產(chǎn)中的共性，有利于對不同耐火材耐火材料生產(chǎn)中的共性，有利于對不同耐火材料特殊生產(chǎn)制度的認(rèn)識和掌握。料特殊生產(chǎn)制度

8、的認(rèn)識和掌握。10v（1 1）原料加工）原料加工v 原料煅燒：有利于破碎，增加活性。原料煅燒：有利于破碎，增加活性。v 破粉碎：破粉碎過程常采用二級破碎，即粗破粉碎：破粉碎過程常采用二級破碎，即粗破碎（破碎至破碎（破碎至50mm70mm50mm70mm）、細(xì)破碎（粉碎至）、細(xì)破碎（粉碎至小于小于5mm5mm）和一級細(xì)磨（磨成小于）和一級細(xì)磨（磨成小于0.088mm0.088mm以下以下的細(xì)粉）。的細(xì)粉）。v 篩分：原料經(jīng)粉碎后，為了獲得符合規(guī)定尺篩分：原料經(jīng)粉碎后，為了獲得符合規(guī)定尺寸的顆粒組分，需要進(jìn)行篩分。寸的顆粒組分，需要進(jìn)行篩分。11v（2 2）坯料的制備）坯料的制備v 顆粒組成：顆粒

9、組成：為了獲得致密度高的坯體，必為了獲得致密度高的坯體，必須使顆粒間形成合理級配，粗細(xì)顆粒才能緊密須使顆粒間形成合理級配，粗細(xì)顆粒才能緊密堆積。一般地，粗顆粒粒徑為堆積。一般地，粗顆粒粒徑為0.54mm0.54mm；中；中顆粒為顆粒為0.20.5mm0.20.5mm；細(xì)顆粒為；細(xì)顆粒為00.2mm00.2mm。v 配料配料：根據(jù)耐火制品的工藝特點(diǎn)，將不同：根據(jù)耐火制品的工藝特點(diǎn)，將不同材質(zhì)和不同粒度的物料按一定比例進(jìn)行配比。材質(zhì)和不同粒度的物料按一定比例進(jìn)行配比。配料方法一般有體積密度配料法和重量配料法配料方法一般有體積密度配料法和重量配料法兩種。前者是按物料的體積比來進(jìn)行配料，精兩種。前者是

10、按物料的體積比來進(jìn)行配料，精度較低，而后者精度較高，應(yīng)用更為普通。度較低，而后者精度較高，應(yīng)用更為普通。12v 混練混練：所謂混練是指使不同組分和粒度的：所謂混練是指使不同組分和粒度的物料同適量的結(jié)合劑經(jīng)混合和擠壓作用達(dá)到組物料同適量的結(jié)合劑經(jīng)混合和擠壓作用達(dá)到組分分布均勻和充分潤濕的混料的制備過程?；旆址植季鶆蚝统浞譂櫇竦幕炝系闹苽溥^程?；炀毘丝梢允刮锪铣煞趾托再|(zhì)分散均勻，還可練除了可以使物料成分和性質(zhì)分散均勻，還可以促進(jìn)顆粒接觸和塑化。以促進(jìn)顆粒接觸和塑化。13v（3 3）成型）成型v 將泥料加工成具有一定形狀的坯體或制品的將泥料加工成具有一定形狀的坯體或制品的過程稱為成型。成型方法有：

11、過程稱為成型。成型方法有：v 注漿法成型。坯料位含水量注漿法成型。坯料位含水量40%40%左右的泥左右的泥漿。漿。v 可塑法成型。用于含水量為可塑法成型。用于含水量為16%25 %16%25 %的的呈塑性狀態(tài)的泥料成型。呈塑性狀態(tài)的泥料成型。v 干壓法成型。指用含水量在干壓法成型。指用含水量在2%7%2%7%左右左右的粉料制備坯體的方法。的粉料制備坯體的方法。v 擠壓成型。擠壓成型。 14v（4 4）坯體干燥）坯體干燥v 坯體干燥的目的在于提高其機(jī)械強(qiáng)度和保證坯體干燥的目的在于提高其機(jī)械強(qiáng)度和保證燒成初期能夠順利進(jìn)行。防止燒成初期升溫快，燒成初期能夠順利進(jìn)行。防止燒成初期升溫快，水分急劇排出所

12、造成的制品干裂。水分急劇排出所造成的制品干裂。 v（5 5）燒成）燒成v 燒成是耐火制品生產(chǎn)過程中最后一道工序，燒成是耐火制品生產(chǎn)過程中最后一道工序，其在極大程度上決定了制品的質(zhì)量。通過燒成，其在極大程度上決定了制品的質(zhì)量。通過燒成，可使坯體中發(fā)生分解和化合等化學(xué)反應(yīng)，形成?？墒古黧w中發(fā)生分解和化合等化學(xué)反應(yīng)，形成玻璃質(zhì)或晶體結(jié)合的制品，從而使制品獲得較好的璃質(zhì)或晶體結(jié)合的制品，從而使制品獲得較好的體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度。體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度。 15四、耐火材料應(yīng)用的領(lǐng)域四、耐火材料應(yīng)用的領(lǐng)域v 耐火材料主要用于高溫作業(yè)的領(lǐng)域。冶金耐火材料主要用于高溫作業(yè)的領(lǐng)域。冶金（鋼鐵廠），建材（水泥、玻璃、陶瓷）

13、，鍋（鋼鐵廠），建材（水泥、玻璃、陶瓷），鍋爐、發(fā)電、化工等。爐、發(fā)電、化工等。v 所使用的部位往往是一些高溫區(qū)域，環(huán)境所使用的部位往往是一些高溫區(qū)域，環(huán)境比較惡劣的區(qū)域、受到物料沖擊、沖刷比較嚴(yán)比較惡劣的區(qū)域、受到物料沖擊、沖刷比較嚴(yán)重的區(qū)域。重的區(qū)域。v 要保證在使用過程中的安全性能。所以有要保證在使用過程中的安全性能。所以有關(guān)耐火材料的七大性質(zhì)都必須達(dá)標(biāo)。關(guān)耐火材料的七大性質(zhì)都必須達(dá)標(biāo)。16第二節(jié) 硅酸鋁質(zhì)耐火材料v一、基本情況一、基本情況v 硅酸鋁質(zhì)耐火材料屬于硅酸鋁質(zhì)耐火材料屬于AlAl2 2OO3 3-SiO-SiO2 2系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)的耐火材料體系，這一系列耐火材料中的主要的耐火材

14、料體系，這一系列耐火材料中的主要成分為氧化鋁和二氧化硅。另外，還有少量的成分為氧化鋁和二氧化硅。另外，還有少量的助熔成分：氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈣助熔成分：氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈣等。等。v 氧化鋁和二氧化硅的比例不同所得到的氧化鋁和二氧化硅的比例不同所得到的耐火材料的性質(zhì)也各不相同。耐火材料的性質(zhì)也各不相同。17v二、硅酸鋁質(zhì)耐火材料的基本特點(diǎn)二、硅酸鋁質(zhì)耐火材料的基本特點(diǎn)v 在該系統(tǒng)中有三個晶相，方石英、莫來石、在該系統(tǒng)中有三個晶相，方石英、莫來石、剛玉，一個液相。剛玉，一個液相。v 三個晶相的熔點(diǎn)都大于三個晶相的熔點(diǎn)都大于17001700度，度，v 方石英方石英-1713-1

15、713度度v 莫來石莫來石-1850-1850度度v 剛玉剛玉-2050-2050度度v 當(dāng)氧化鋁的含量低于當(dāng)氧化鋁的含量低于15%15%時，雜質(zhì)對耐火材時，雜質(zhì)對耐火材料的耐火度影響非常大，因此，不能作耐火材料。料的耐火度影響非常大，因此，不能作耐火材料。（包括粘土、高鋁兩大類）（包括粘土、高鋁兩大類）1819v三、粘土質(zhì)耐火材料三、粘土質(zhì)耐火材料v 粘土質(zhì)耐火材料是以天然粘土為原料所粘土質(zhì)耐火材料是以天然粘土為原料所生產(chǎn)的一類耐火材料。生產(chǎn)的一類耐火材料。v1 1、粘土質(zhì)耐火材料的組成、粘土質(zhì)耐火材料的組成v 粘土質(zhì)耐火材料中粘土質(zhì)耐火材料中AlAl2 2OO3 3的含量：的含量：30-3

16、0-46%46%，其余為，其余為SiOSiO2 2和助熔劑。和助熔劑。v2、粘土質(zhì)耐火材料的等級、粘土質(zhì)耐火材料的等級v 一級粘土：耐火度不低于一級粘土：耐火度不低于17301730；v 二級粘土：耐火度不低于二級粘土：耐火度不低于16701670；v 三級粘土：耐火度不低于三級粘土：耐火度不低于15801580；20v3. 3. 粘土質(zhì)耐火材料的用途粘土質(zhì)耐火材料的用途v 粘土質(zhì)耐火材料是耐火材料中用途最為廣泛粘土質(zhì)耐火材料是耐火材料中用途最為廣泛的一類粘土質(zhì)耐火材料。主要用于高爐、熱風(fēng)爐、的一類粘土質(zhì)耐火材料。主要用于高爐、熱風(fēng)爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐等熱工設(shè)備。鍋爐、水泥等玻璃窯爐、陶瓷窯

17、爐等熱工設(shè)備。鍋爐、水泥等熱工設(shè)備。熱工設(shè)備。v 粘土質(zhì)耐火材料所使用的部位一般溫差比較粘土質(zhì)耐火材料所使用的部位一般溫差比較大。大。凡無特殊要求的砌體均可使用粘土磚。凡無特殊要求的砌體均可使用粘土磚。212223v三、高鋁質(zhì)耐火材料三、高鋁質(zhì)耐火材料v1. 1.高鋁質(zhì)耐火材料的組成高鋁質(zhì)耐火材料的組成v AlAl2 2OO3 3含量大于含量大于48%48%的硅酸鋁質(zhì)耐火材料的硅酸鋁質(zhì)耐火材料統(tǒng)稱為高鋁質(zhì)耐火材料。按統(tǒng)稱為高鋁質(zhì)耐火材料。按AlAl2 2OO3 3含量的多少含量的多少劃分為三個等級：劃分為三個等級：v I I等（等（AlAl2 2OO3 375%75%）；）；v II II等（

18、等（AlAl2 2OO3 3=60%=60%75%)75%)；v IIIIII等（等（AlAl2 2OO3 3=48%=48%60%60%）。）。 24v2.2.高鋁質(zhì)耐火材料的礦物組成高鋁質(zhì)耐火材料的礦物組成v 根據(jù)礦物組成可分為（相圖）：根據(jù)礦物組成可分為（相圖）：v 低莫來石質(zhì)（包括硅線石質(zhì)）及莫來石質(zhì)低莫來石質(zhì)（包括硅線石質(zhì)）及莫來石質(zhì)（ AlAl2 2OO3 3 48% 48%71.8%71.8%）；）；v 莫來石莫來石- -剛玉質(zhì)及剛玉剛玉質(zhì)及剛玉- -莫來石質(zhì)（莫來石質(zhì)（ AlAl2 2OO3 3 71.8%71.8%95%95%）；）；v 剛玉質(zhì)（剛玉質(zhì)（ AlAl2 2OO3

19、 3 95% 95%100%100%）。）。v3. Al3. Al2 2OO3 3含量與荷重軟化溫度的關(guān)系含量與荷重軟化溫度的關(guān)系v （圖）（圖）25v高鋁制品的荷重軟化溫度與氧化鋁含量的關(guān)系高鋁制品的荷重軟化溫度與氧化鋁含量的關(guān)系26v4.4.高鋁質(zhì)耐火材料的使用高鋁質(zhì)耐火材料的使用v 高鋁制品與粘土制品相比，具有良好的使用高鋁制品與粘土制品相比，具有良好的使用性能，因此比粘土制品具有較長的使用壽命，成性能，因此比粘土制品具有較長的使用壽命，成為目前建材工業(yè)應(yīng)用較廣泛的耐火材料之一。為目前建材工業(yè)應(yīng)用較廣泛的耐火材料之一。v 水泥窯的燒成帶、玻璃熔窯的某些部位，以水泥窯的燒成帶、玻璃熔窯的某

20、些部位，以及高溫隧道窯都采用高鋁磚作窯襯。及高溫隧道窯都采用高鋁磚作窯襯。 27各種高鋁磚各種高鋁磚 28高鋁磚高鋁磚 高鋁球高鋁球 高鋁磚高鋁磚 29水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚 水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚 30第三節(jié) 硅質(zhì)耐火材料v 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料(siliceous refractory)(siliceous refractory)是指以是指以SiOSiO2 2為主要成分的耐火材料。主要制品有硅磚，為主要成分的耐火材料。主要制品有硅磚，不定形硅質(zhì)耐火材料及石英玻璃制品。不定形硅質(zhì)耐火材料及石英玻璃制品。v 硅質(zhì)耐火材料是典型的酸性耐火材

21、料。其礦硅質(zhì)耐火材料是典型的酸性耐火材料。其礦物組成：主晶相為鱗石英和方石英，基質(zhì)為石英物組成：主晶相為鱗石英和方石英，基質(zhì)為石英玻璃相。玻璃相。v 硅質(zhì)耐火材料屬于酸性耐火材料。對酸性爐硅質(zhì)耐火材料屬于酸性耐火材料。對酸性爐渣抵抗能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高。渣抵抗能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高。 31一、硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的物理化學(xué)原理v 制造硅質(zhì)耐火材料的主要原料是硅石制造硅質(zhì)耐火材料的主要原料是硅石（硅質(zhì)巖石），其主要成分是（硅質(zhì)巖石），其主要成分是SiOSiO2 2。 v SiOSiO2 2在不同的溫度下以不同的晶型存在，在不同的溫度下以不同的晶型存在，在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。在晶型轉(zhuǎn)變時，伴隨在一定

22、條件下相互轉(zhuǎn)化。在晶型轉(zhuǎn)變時，伴隨較大的體積變化，從而在制品中產(chǎn)生應(yīng)力。較大的體積變化，從而在制品中產(chǎn)生應(yīng)力。 v1. SiOSiO2 2的多晶轉(zhuǎn)變的多晶轉(zhuǎn)變32v2. 2. 硅磚的晶相組成硅磚的晶相組成v 在石英晶體的各種晶相中，有兩種晶型的熔在石英晶體的各種晶相中，有兩種晶型的熔點(diǎn)很高，方石英和磷石英。它們的熔點(diǎn)分別為：點(diǎn)很高，方石英和磷石英。它們的熔點(diǎn)分別為：17131713和和16701670。33v 一般希望燒成制品中含有大量的鱗石英，方一般希望燒成制品中含有大量的鱗石英，方石英次之，而殘余石英愈少愈好。石英次之，而殘余石英愈少愈好。v 硅磚中的礦相組成：硅磚中的礦相組成：v 鱗石英

23、：鱗石英：30-70%30-70%；v 方石英：方石英：20-30%20-30%；v 方石：方石： 3-15%3-15%；v 玻璃相：玻璃相： 4-10% 4-10% 。34v3. 3. 礦化劑礦化劑(mineralizer)(mineralizer)v石英在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英和方石英，必須要有石英在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英和方石英，必須要有礦化劑的礦化劑的“礦化礦化”作用。在制造硅磚時，理想的作用。在制造硅磚時，理想的礦化劑應(yīng)該是既能在高溫下促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)化，又礦化劑應(yīng)該是既能在高溫下促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)化，又對制品性能影響很小，而且比較經(jīng)濟(jì)和容易獲得。對制品性能影響很小，而且比較經(jīng)濟(jì)和容易獲得。v在硅磚的

24、實(shí)際生產(chǎn)中，廣泛采用的礦化劑有石灰在硅磚的實(shí)際生產(chǎn)中，廣泛采用的礦化劑有石灰(CaO)(CaO)、鐵鱗、鐵鱗(FeO+Fe2O3)(FeO+Fe2O3)、MnOMnO以及以及FeOFeO含量含量高的平爐渣等。其中最常用的是高的平爐渣等。其中最常用的是FeOFeO和和CaOCaO。二、硅磚的制備工藝流程二、硅磚的制備工藝流程35v硅磚生產(chǎn)工藝流程圖硅磚生產(chǎn)工藝流程圖36三、硅磚的理化指標(biāo)v各種牌號硅磚的理化指標(biāo)各種牌號硅磚的理化指標(biāo)37四、硅磚的應(yīng)用v 硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐以及其他熱工設(shè)備。以及其他熱工設(shè)備。v 硅磚屬于酸性耐火材料，只能在

25、玻璃熔窯的硅磚屬于酸性耐火材料，只能在玻璃熔窯的火焰空間使用，不能與玻璃液接觸。玻璃液對硅火焰空間使用，不能與玻璃液接觸。玻璃液對硅磚的溶解非常厲害。磚的溶解非常厲害。v 對于硅磚的使用，在升溫、烘烤時一定要注對于硅磚的使用，在升溫、烘烤時一定要注意其中的晶型轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變過程中會體積的變化。意其中的晶型轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變過程中會體積的變化。-防止開裂、降低強(qiáng)度。采用熱風(fēng)烤窯。防止開裂、降低強(qiáng)度。采用熱風(fēng)烤窯。38硅磚硅磚39硅磚硅磚40四、白泡石磚（天然硅磚） v 白泡石白泡石(quartzitic sandston)(quartzitic sandston)是一種天然的耐火材料，其是一種天然的耐火材料

26、，其主要組成主要組成SiOSiO2 2含量含量73%90%73%90%，AlAl2 2OO3 37.6%21%7.6%21%。它是。它是一種半酸性耐火材料。一種半酸性耐火材料。v 白泡石主要晶相為石英。石英呈均勻的顆粒狀，硅鋁酸白泡石主要晶相為石英。石英呈均勻的顆粒狀，硅鋁酸鹽和碳酸鹽粘結(jié)在一起，如高嶺石常是白泡石中石英顆鹽和碳酸鹽粘結(jié)在一起，如高嶺石常是白泡石中石英顆粒的膠結(jié)物。粒的膠結(jié)物。v 白泡石的耐火度波動在白泡石的耐火度波動在1650173016501730之間，含鐵量較大之間，含鐵量較大的黃色白泡石的耐火度為的黃色白泡石的耐火度為15601560，白泡石的荷重軟化溫，白泡石的荷重軟

27、化溫度為度為1570163015701630，密度為，密度為2.512.61g/cm32.512.61g/cm3，真密度為，真密度為2.062.61g/cm32.062.61g/cm3。v 目前，有些小型玻璃窯用它砌筑池壁和池底，或用在池目前，有些小型玻璃窯用它砌筑池壁和池底，或用在池窯拉絲通路口等。窯拉絲通路口等。41白泡石磚白泡石磚42五、石英玻璃制品v 熔融石英制品是以石英玻璃為原料而制得的熔融石英制品是以石英玻璃為原料而制得的再結(jié)合制品。再結(jié)合制品。SiOSiO2 2含量大于含量大于99.5%99.5%的熔融石英的的熔融石英的膨脹系數(shù)為膨脹系數(shù)為0.540.541010-6-6/，它具

28、有熱震穩(wěn)定性好，它具有熱震穩(wěn)定性好，耐化學(xué)侵蝕（特別是酸和氯），耐沖刷，高溫強(qiáng)耐化學(xué)侵蝕（特別是酸和氯），耐沖刷，高溫強(qiáng)度大，能抵抗高溫下有害介質(zhì)的侵入。度大，能抵抗高溫下有害介質(zhì)的侵入。v 常用作陶瓷匣缽、棚板等窯具。由于其燒成常用作陶瓷匣缽、棚板等窯具。由于其燒成時收縮小，可以制得尺寸精確的制品。缺點(diǎn)是在時收縮小，可以制得尺寸精確的制品。缺點(diǎn)是在11001100以上長期使用時，會向方石英轉(zhuǎn)變（即高以上長期使用時，會向方石英轉(zhuǎn)變（即高溫析晶），促使制品產(chǎn)生裂紋和剝落。溫析晶），促使制品產(chǎn)生裂紋和剝落。 43熔融石英熔融石英44石英陶瓷天線罩 石英棍棒 石英閘板 45第四節(jié) 鎂質(zhì)耐火材料v 鎂

29、質(zhì)耐火材料鎂質(zhì)耐火材料(magnesite refractory)(magnesite refractory)是指以鎂是指以鎂石作原料，以方鎂石（石作原料，以方鎂石（MgOMgO）為主要礦物組成，）為主要礦物組成，MgO MgO 含量在含量在80%80%85%85%以上的耐火材料。以上的耐火材料。v 鎂質(zhì)耐火材料屬堿性耐火材料，抵抗堿性物鎂質(zhì)耐火材料屬堿性耐火材料，抵抗堿性物質(zhì)的侵蝕能力較好，耐火度很高。質(zhì)的侵蝕能力較好，耐火度很高。v一、鎂質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的物化基礎(chǔ)一、鎂質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的物化基礎(chǔ)v（一）鎂質(zhì)耐火材料的主晶相（一）鎂質(zhì)耐火材料的主晶相46v 鎂質(zhì)耐火材料的主成分是氧化鎂，主晶相鎂

30、質(zhì)耐火材料的主成分是氧化鎂，主晶相是方鎂石。許多鎂質(zhì)耐火材料制品中還含有是方鎂石。許多鎂質(zhì)耐火材料制品中還含有硅酸鹽或尖晶石或其他部分。硅酸鹽或尖晶石或其他部分。 v 1. 1.方鎂石方鎂石v 多由煅燒碳酸鎂制得，有的國家也從海水多由煅燒碳酸鎂制得，有的國家也從海水中提取。方鎂石是中提取。方鎂石是MgOMgO的唯一結(jié)晶形態(tài)，屬的唯一結(jié)晶形態(tài)，屬等軸晶系，等軸晶系，NaClNaCl型結(jié)構(gòu)。海水鎂磚。型結(jié)構(gòu)。海水鎂磚。 47v 2.2.鎂方鐵礦鎂方鐵礦v 也稱為方鎂石富氏體。當(dāng)也稱為方鎂石富氏體。當(dāng)MgOMgO與鐵介質(zhì)或在與鐵介質(zhì)或在還原氣氛下與鐵的氧化物接觸時，在此還原氣氛下與鐵的氧化物接觸時，

31、在此MgO-FeOMgO-FeO系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)中，由于MgMg2+2+和和FeFe2+2+的離子半徑相近，故極的離子半徑相近，故極易互相置換，形成連續(xù)固溶體易互相置換，形成連續(xù)固溶體(Mg,Fe)O(Mg,Fe)O，稱之，稱之為鎂方鐵礦。為鎂方鐵礦。v MgOMgO吸收大量的吸收大量的FeOFeO而不生成液相。如而不生成液相。如MgOMgO、FeOFeO質(zhì)量比各占質(zhì)量比各占50%50%，開始出現(xiàn)液相的溫，開始出現(xiàn)液相的溫度為度為18501850，完全液化溫度超過，完全液化溫度超過20002000。所以鎂。所以鎂質(zhì)耐火材料對含鐵爐渣有良好的抵抗能力。質(zhì)耐火材料對含鐵爐渣有良好的抵抗能力。 48

32、49（二）鎂質(zhì)耐火材料的結(jié)合相v 1. 1.鐵酸鎂（鎂鐵尖晶石）鐵酸鎂（鎂鐵尖晶石） v 當(dāng)方鎂石與鐵的氧化物在氧化氣氛中如在當(dāng)方鎂石與鐵的氧化物在氧化氣氛中如在空氣中接觸時，方鎂石與空氣中接觸時，方鎂石與FeFe2 2OO3 3在在600600即開即開始形成鐵酸鎂（始形成鐵酸鎂（MgOMgO FeFe2 2OO3 3，簡寫，簡寫MFMF）。）。v 當(dāng)溫度提高到當(dāng)溫度提高到1200120014001400反應(yīng)就更加活反應(yīng)就更加活躍。鐵酸鎂具有尖晶石類結(jié)構(gòu)，故又稱鎂鐵尖躍。鐵酸鎂具有尖晶石類結(jié)構(gòu)，故又稱鎂鐵尖晶石。晶石。 50v 當(dāng)系統(tǒng)中當(dāng)系統(tǒng)中MgOMgO的含量大于的含量大于75%75%，以后

33、，在，以后，在形成主晶相時，可以得到鐵酸鎂。形成主晶相時，可以得到鐵酸鎂。v 鐵酸鎂的分解溫度為鐵酸鎂的分解溫度為17201720。此時所燒成的。此時所燒成的鎂磚就具有非常耐火度?？梢宰鳛楦邷啬突鸩逆V磚就具有非常耐火度。可以作為高溫耐火材料使用。料使用。v 而當(dāng)鐵含量比較高時，結(jié)果相反。而當(dāng)鐵含量比較高時，結(jié)果相反。 51v2.2.鎂鋁尖晶石鎂鋁尖晶石v 在鎂質(zhì)耐火材料中，在鎂質(zhì)耐火材料中，由于天然原料菱鎂礦中由于天然原料菱鎂礦中不可避免地含有不可避免地含有AlAl2 2OO3 3雜雜質(zhì)，有時為改善鎂質(zhì)耐質(zhì)，有時為改善鎂質(zhì)耐火材料基質(zhì)的高溫性能，火材料基質(zhì)的高溫性能，人為地加入含有人為地加入含

34、有AlAl2 2OO3 3的的組分。組分。 MgO-Al2O3系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖 52v 方鎂石與尖晶石在約方鎂石與尖晶石在約15001500以上有明顯互溶，以上有明顯互溶，并形成固溶體，且隨溫度的升高溶解量增加。在并形成固溶體，且隨溫度的升高溶解量增加。在19951995，MgOMgO可溶可溶AlAl2 2OO3 3 16% 16%，但，但MAMA可溶可溶MgO10%MgO10%左右。左右。v 雖然雖然MgOMgO與與MAMA的低共熔溫度為的低共熔溫度為19951995，但，但MgOMgO溶解溶解AlAl2 2OO3 3或當(dāng)或當(dāng)MAMA溶解溶解MgOMgO形成固溶體后，形成固溶體后，出現(xiàn)液相的

35、溫度皆高于出現(xiàn)液相的溫度皆高于MgOMgO和和MAMA兩相的最低共兩相的最低共熔點(diǎn)。熔點(diǎn)。 53v3.3.鎂鉻尖晶石鎂鉻尖晶石v 在鎂質(zhì)耐火材料中，在鎂質(zhì)耐火材料中，主要是在鎂鉻磚中，除含主要是在鎂鉻磚中，除含有方鎂石等礦物外，還含有方鎂石等礦物外，還含有鎂鉻尖晶石有鎂鉻尖晶石（MgOMgOCrCr2 2OO3 3, ,簡寫簡寫MKMK）。此種尖晶石與方）。此種尖晶石與方鎂石的相關(guān)系如鎂石的相關(guān)系如MgO-MgO-CrCr2 2OO3 3二元系統(tǒng)圖所示。二元系統(tǒng)圖所示。MgO-CrMgO-Cr2O3系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖 54v4.4.硅酸鹽相硅酸鹽相v 在鎂質(zhì)天然原料菱鎂礦中往往還含有在鎂質(zhì)天然原

36、料菱鎂礦中往往還含有CaOCaO和和SiOSiO2 2等雜質(zhì)，故在鎂質(zhì)耐火材料中與方鎂石共存等雜質(zhì)，故在鎂質(zhì)耐火材料中與方鎂石共存的還有一些硅酸鹽相。的還有一些硅酸鹽相。v 在在MgO-CaO-SiOMgO-CaO-SiO2 2三元系統(tǒng)中，按共存的平衡三元系統(tǒng)中，按共存的平衡關(guān)系，與方鎂石共存的硅酸鹽相依系統(tǒng)中的關(guān)系，與方鎂石共存的硅酸鹽相依系統(tǒng)中的CaO/SiOCaO/SiO2 2比值不同而異。比值不同而異。 55二、鎂質(zhì)耐火材料的主要品種及生產(chǎn)v 鎂質(zhì)耐火制品的一般生產(chǎn)過程是以較純鎂質(zhì)耐火制品的一般生產(chǎn)過程是以較純凈的菱鎂礦或由海水、鹽湖水等提取的氧化鎂凈的菱鎂礦或由海水、鹽湖水等提取的氧

37、化鎂為原料，經(jīng)高溫煅燒制成燒結(jié)鎂石（硬燒鎂石、為原料，經(jīng)高溫煅燒制成燒結(jié)鎂石（硬燒鎂石、死燒鎂石），或經(jīng)電熔制成電熔鎂石等熟料，死燒鎂石），或經(jīng)電熔制成電熔鎂石等熟料，然后將熟料破碎、粉碎，依制品品種經(jīng)相應(yīng)配然后將熟料破碎、粉碎，依制品品種經(jīng)相應(yīng)配料，再依次經(jīng)坯料制備、成型、干燥和燒成等料，再依次經(jīng)坯料制備、成型、干燥和燒成等工藝過程成為制品。工藝過程成為制品。v 主要品種有：主要品種有：561.鎂磚 Magnesite bricksMZ-95MZ-89MZ-87化學(xué)成份化學(xué)成份 MgOMgO959589898787SiOSiO2 2- - - -CaOCaO3 33 33 3荷重軟化溫荷重軟

38、化溫度度 155015501540154015201520 經(jīng)高溫?zé)贫?，是堿性耐火材料中最主要經(jīng)高溫?zé)贫桑菈A性耐火材料中最主要的制品，具有耐火度高，對鐵的氧化物、堿性爐的制品，具有耐火度高，對鐵的氧化物、堿性爐渣及高鈣熔劑具有良好的抗侵蝕性等特點(diǎn)，在冶渣及高鈣熔劑具有良好的抗侵蝕性等特點(diǎn)，在冶金窯爐中應(yīng)用廣泛。金窯爐中應(yīng)用廣泛。 572.燒成鎂鉻磚 Mge-20Mge-20Mge-16Mge-16Mge-12Mge-12Mge-8Mge-8化學(xué)成份化學(xué)成份 MgOMgO5050555560606565CrCr2 2OO3 32020161612128 8荷重軟化溫荷重軟化溫度度 17

39、001700170017001650165016501650 燒成鎂鉻磚的生產(chǎn)工藝與鎂磚大體相仿，其主燒成鎂鉻磚的生產(chǎn)工藝與鎂磚大體相仿，其主要特點(diǎn)為：磚的氣孔率低，耐壓強(qiáng)度、荷重軟化溫要特點(diǎn)為：磚的氣孔率低，耐壓強(qiáng)度、荷重軟化溫度和抗折強(qiáng)度均較高，抗渣性和高溫強(qiáng)度均比其他度和抗折強(qiáng)度均較高，抗渣性和高溫強(qiáng)度均比其他鎂鉻磚好。產(chǎn)品主要用于冶金行業(yè)平爐爐頂、電爐鎂鉻磚好。產(chǎn)品主要用于冶金行業(yè)平爐爐頂、電爐爐頂、精煉爐及各種有色金屬冶煉爐，此外還用在爐頂、精煉爐及各種有色金屬冶煉爐，此外還用在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶和玻璃窯的蓄熱室等部位。水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶和玻璃窯的蓄熱室等部位。 583.鎂鋁磚 Magn

40、esite alumina bricks ML-80AML-80AML80BML80B化學(xué)成份化學(xué)成份 MgOMgO80808080AlAl2 2OO3 310101010荷重軟化溫度荷重軟化溫度 1600160015801580顯氣孔率顯氣孔率% % 18182020 氧化鎂為主要成份，并含有部分氧化鋁經(jīng)燒結(jié)氧化鎂為主要成份，并含有部分氧化鋁經(jīng)燒結(jié)而成的耐火制品，屬堿性耐火材料，其強(qiáng)度較高，而成的耐火制品，屬堿性耐火材料，其強(qiáng)度較高，抗渣性也較好，還克服了普通鎂磚熱震穩(wěn)定性差的抗渣性也較好，還克服了普通鎂磚熱震穩(wěn)定性差的缺陷。主要用于煉鋼平爐頂和有色金屬冶煉爐，水缺陷。主要用于煉鋼平爐頂和有

41、色金屬冶煉爐，水泥回轉(zhuǎn)窯和高溫隧道窯等。泥回轉(zhuǎn)窯和高溫隧道窯等。 59三、鎂磚的生產(chǎn)工藝60水泥窯用耐磨磚水泥窯用耐磨磚鎂砂鎂砂 61鎂碳磚鎂碳磚鎂磚鎂磚鎂鈣磚鎂鈣磚鎂碳磚鎂碳磚62鎂磚鎂磚(格子磚格子磚)63四、鎂質(zhì)耐火材料的應(yīng)用v 1. 1.普通鎂磚普通鎂磚 v 是煉鋼堿性轉(zhuǎn)爐、電爐、化鐵爐，以及許多是煉鋼堿性轉(zhuǎn)爐、電爐、化鐵爐，以及許多有色金屬火法冶煉爐中使用最廣泛的一類重要耐有色金屬火法冶煉爐中使用最廣泛的一類重要耐火材料，也是玻璃熔窯蓄熱室、水泥窯和陶瓷窯火材料，也是玻璃熔窯蓄熱室、水泥窯和陶瓷窯爐高溫帶常用的耐火材料。爐高溫帶常用的耐火材料。v 2.2.鎂鋁磚鎂鋁磚v 由于耐熱震性

42、優(yōu)良，荷重軟化溫度也較高，由于耐熱震性優(yōu)良，荷重軟化溫度也較高，故也可用于遭受周期性溫度波動之處，如用于平故也可用于遭受周期性溫度波動之處，如用于平爐爐頂、水泥窯高溫帶和玻璃熔窯蓄熱室等處，爐爐頂、水泥窯高溫帶和玻璃熔窯蓄熱室等處，使用效果明顯優(yōu)于普通鎂磚。使用效果明顯優(yōu)于普通鎂磚。64v 3.3.鎂鉻磚鎂鉻磚v 可以在高溫、渣蝕和溫度急劇變化的條件可以在高溫、渣蝕和溫度急劇變化的條件下使用。用在與鎂鋁磚相似的工作條件之處，下使用。用在與鎂鋁磚相似的工作條件之處，如在平爐爐頂、有色金屬冶煉爐、水泥窯的高如在平爐爐頂、有色金屬冶煉爐、水泥窯的高溫帶和玻璃窯蓄熱室中，效果更佳。但不宜使溫帶和玻璃窯

43、蓄熱室中，效果更佳。但不宜使用在氣氛頻繁變化的條件下。用在氣氛頻繁變化的條件下。v 4.4.鎂碳磚鎂碳磚v 其抗渣性良好，不易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落，而且其抗渣性良好，不易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落，而且耐熱震性好，不易產(chǎn)生熱崩裂，故宜用于受渣耐熱震性好，不易產(chǎn)生熱崩裂，故宜用于受渣蝕嚴(yán)重和溫度急變之處。此種制品現(xiàn)已成為氧蝕嚴(yán)重和溫度急變之處。此種制品現(xiàn)已成為氧氣煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯和電爐爐壁的主要材料。在盛氣煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯和電爐爐壁的主要材料。在盛鋼桶中也廣泛應(yīng)用。但是此種材料不宜直接在鋼桶中也廣泛應(yīng)用。但是此種材料不宜直接在強(qiáng)氧化氣氛下使用。強(qiáng)氧化氣氛下使用。65第五節(jié) 熔鑄耐火材料v 熔鑄耐火材料熔鑄耐火材料(fused

44、-cast refractory)(fused-cast refractory)指原指原料及配合料經(jīng)高溫熔化后澆鑄成一定形狀的制料及配合料經(jīng)高溫熔化后澆鑄成一定形狀的制品。配合料的熔融方法有電熔法和鋁熱法兩種。品。配合料的熔融方法有電熔法和鋁熱法兩種。電熔法是在電弧爐或電阻爐中熔化配合料。電熔法是在電弧爐或電阻爐中熔化配合料。v一、熔鑄莫來石耐火材料一、熔鑄莫來石耐火材料v 熔鑄莫來石制品主要用高鋁礬土或工業(yè)熔鑄莫來石制品主要用高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石進(jìn)行配料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)氧化鋁、粘土或硅石進(jìn)行配料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)1900220019002200熔融，澆鑄成型及熱處理制成，熔融，澆鑄成型

45、及熱處理制成，其主要礦物成分是莫來石。其主要礦物成分是莫來石。v 莫來石耐火材料可作玻璃熔窯中溫度低莫來石耐火材料可作玻璃熔窯中溫度低于于14501450區(qū)域的砌筑體。區(qū)域的砌筑體。 與玻璃液接觸。與玻璃液接觸。 66v二、熔鑄鋯剛玉耐火二、熔鑄鋯剛玉耐火材料材料 v1. 1.熔鑄鋯剛玉的生產(chǎn)熔鑄鋯剛玉的生產(chǎn)v 以鋯英石礦砂或以鋯英石礦砂或鋯英石砂經(jīng)脫硅處理鋯英石砂經(jīng)脫硅處理的產(chǎn)品和工業(yè)氧化鋁的產(chǎn)品和工業(yè)氧化鋁為原料為原料脫硅處理脫硅處理混合、制球混合、制球20002000電弧爐內(nèi)經(jīng)左右熔化電弧爐內(nèi)經(jīng)左右熔化澆注入砂模澆注入砂模熱處熱處理和機(jī)械加工理和機(jī)械加工耐火耐火制品。制品。 67682.

46、熔鑄鋯剛玉的冷加工方法693.熔鑄鋯剛玉的理化指標(biāo)7071三、熔鑄耐火材料的應(yīng)用v 熔鑄耐火制品的種類很多，目前應(yīng)用最廣泛熔鑄耐火制品的種類很多，目前應(yīng)用最廣泛的是熔鑄鋯剛玉磚。其他熔鑄制品有熔鑄莫來石的是熔鑄鋯剛玉磚。其他熔鑄制品有熔鑄莫來石磚、熔鑄鋯莫來石磚、熔鑄剛玉磚，以及石英質(zhì)、磚、熔鑄鋯莫來石磚、熔鑄剛玉磚，以及石英質(zhì)、鎂質(zhì)、尖晶石及鎂橄欖石質(zhì)等熔鑄制品。鎂質(zhì)、尖晶石及鎂橄欖石質(zhì)等熔鑄制品。v 熔鑄制品與燒結(jié)法制品相比，有以下特點(diǎn)：熔鑄制品與燒結(jié)法制品相比，有以下特點(diǎn)：制品很致密，氣孔少，密度大；機(jī)械強(qiáng)度高；高制品很致密，氣孔少，密度大；機(jī)械強(qiáng)度高；高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大；導(dǎo)熱性高，抗渣性好

47、。溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大；導(dǎo)熱性高，抗渣性好。 7273747576電熔窯電熔窯 77玻璃窯爐玻璃窯爐 7879第六節(jié) 輕質(zhì)耐火材料v 輕質(zhì)耐火材料輕質(zhì)耐火材料(light weight refractory)(light weight refractory)是是指氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低的耐火材指氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低的耐火材料。輕質(zhì)耐火材料的特點(diǎn)是具有多孔結(jié)構(gòu)（氣料。輕質(zhì)耐火材料的特點(diǎn)是具有多孔結(jié)構(gòu)（氣孔率一般為孔率一般為40% 85%40% 85%）和高的隔熱性。）和高的隔熱性。v 輕質(zhì)耐火材料有多種分類方法：輕質(zhì)耐火材料有多種分類方法：v（1 1）按體積密度分類：輕質(zhì)耐火材料和超輕

48、質(zhì)）按體積密度分類：輕質(zhì)耐火材料和超輕質(zhì)耐火材料。耐火材料。v（2 2）按使用溫度分類：使用溫度在）按使用溫度分類：使用溫度在900900以下以下為低溫隔熱材料；為低溫隔熱材料；90012009001200為中溫隔熱材為中溫隔熱材料；超過料；超過12001200的為高溫隔熱材料。的為高溫隔熱材料。80v （3 3）按制品形狀分類：定型的輕質(zhì)耐火磚和不定型輕質(zhì)）按制品形狀分類：定型的輕質(zhì)耐火磚和不定型輕質(zhì)耐火材料。輕質(zhì)耐火材料是耐火材料中的一個重要品種，耐火材料。輕質(zhì)耐火材料是耐火材料中的一個重要品種，其優(yōu)缺點(diǎn)如下其優(yōu)缺點(diǎn)如下: :v （1 1）輕質(zhì)耐火材料的優(yōu)點(diǎn)：熱導(dǎo)率低、熱容量小，可）輕質(zhì)耐

49、火材料的優(yōu)點(diǎn)：熱導(dǎo)率低、熱容量小，可節(jié)省燃料消耗；節(jié)省燃料消耗； v （2 2）可以使窯爐實(shí)現(xiàn)快速升溫和冷卻，故能提高設(shè)備）可以使窯爐實(shí)現(xiàn)快速升溫和冷卻，故能提高設(shè)備生產(chǎn)效率；生產(chǎn)效率； v （3 3）能減輕爐體質(zhì)量，簡化窯爐構(gòu)造，提高產(chǎn)品質(zhì)量，）能減輕爐體質(zhì)量，簡化窯爐構(gòu)造，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低環(huán)境溫度，改善勞動條件。降低環(huán)境溫度，改善勞動條件。v （4 4）輕質(zhì)耐火材料的缺點(diǎn)：氣孔率較大，組織疏松，）輕質(zhì)耐火材料的缺點(diǎn)：氣孔率較大，組織疏松，抗渣性能差，熔渣會很快地侵入磚體氣孔抗渣性能差，熔渣會很快地侵入磚體氣孔 內(nèi)，使之碎裂，內(nèi)，使之碎裂，不能用于直接接觸熔渣和液態(tài)金屬的部位；不能用于直接

50、接觸熔渣和液態(tài)金屬的部位； v （5 5）力學(xué)強(qiáng)度低，耐磨性能差；熱穩(wěn)定性不好。）力學(xué)強(qiáng)度低，耐磨性能差；熱穩(wěn)定性不好。 81v一、一、 輕質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)方法輕質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)方法v（一）燃燼加入物法（一）燃燼加入物法(inclusion of combustion (inclusion of combustion material)material)v 這是目前制造輕質(zhì)耐火制品常用的方法，這是目前制造輕質(zhì)耐火制品常用的方法，可用以生產(chǎn)輕質(zhì)粘土磚、輕質(zhì)高鋁磚和輕質(zhì)硅可用以生產(chǎn)輕質(zhì)粘土磚、輕質(zhì)高鋁磚和輕質(zhì)硅磚等。主要加入物為鋸末、木炭、煤粉等，也磚等。主要加入物為鋸末、木炭、煤粉等，也有的加入

51、聚氯乙烯空心球。有的加入聚氯乙烯空心球。v 一般為一般為1.01.3g/cm1.01.3g/cm3 3，強(qiáng)度較高，使用溫，強(qiáng)度較高，使用溫度可達(dá)度可達(dá)1350140013501400。 82v（二）泡沫法（二）泡沫法(foaming method)(foaming method)v 泡沫法主要用于生產(chǎn)輕質(zhì)高鋁磚。首先，將泡沫法主要用于生產(chǎn)輕質(zhì)高鋁磚。首先，將由高鋁熟料、結(jié)合粘土或再加鋸末組成的混合料由高鋁熟料、結(jié)合粘土或再加鋸末組成的混合料加水，制成含水加水，制成含水25%30%25%30%的漿狀泥料，送入打的漿狀泥料，送入打泡機(jī)中制造泡沫，混合均勻，然后用泡沫飽和的泡機(jī)中制造泡沫，混合均勻，

52、然后用泡沫飽和的泥漿進(jìn)行澆注，連同模子一起干燥，在泥漿進(jìn)行澆注，連同模子一起干燥，在1300135013001350下燒成。最后進(jìn)行燒制品修整，保下燒成。最后進(jìn)行燒制品修整，保證其尺寸準(zhǔn)確。這種制品氣孔率高，體積密度一證其尺寸準(zhǔn)確。這種制品氣孔率高，體積密度一般為般為0.91.01g/cm0.91.01g/cm3 3。v 泡沫法采用的起泡劑主要是松香皂溶液，穩(wěn)泡沫法采用的起泡劑主要是松香皂溶液，穩(wěn)定劑用水膠和鉀明礬調(diào)制而成。定劑用水膠和鉀明礬調(diào)制而成。83v( (三三) )化學(xué)法化學(xué)法v 化學(xué)法是利用加入物在泥漿中發(fā)生化學(xué)反化學(xué)法是利用加入物在泥漿中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡來實(shí)現(xiàn)的，如在泥漿中加入

53、白云石應(yīng)產(chǎn)生氣泡來實(shí)現(xiàn)的，如在泥漿中加入白云石和硫酸，就可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。和硫酸，就可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。v 再如，將有外加物的泥漿再加入促凝劑半再如，將有外加物的泥漿再加入促凝劑半水石膏，然后注入模中，在模中產(chǎn)生氣泡，體水石膏，然后注入模中，在模中產(chǎn)生氣泡，體積膨脹。促凝劑的加入量以漿料膨脹升到模子積膨脹。促凝劑的加入量以漿料膨脹升到模子指定位置凝固完畢為宜。連模一起干燥。指定位置凝固完畢為宜。連模一起干燥。v 脫模后，在脫模后，在1240130012401300燒成制品。燒成制品。84v（四）多孔材料法（四）多孔材料法v 用天然的硅藻土或人造的粘土泡沫熟料、用天然的硅藻土或人造的粘

54、土泡沫熟料、氧化鋁或氧化鋯空心球等多孔原料制取輕質(zhì)耐氧化鋁或氧化鋯空心球等多孔原料制取輕質(zhì)耐火材料?；鸩牧?。硅藻土輕質(zhì)保溫材料硅藻土輕質(zhì)保溫材料 85二、幾種主要輕質(zhì)耐火材料的性能v（一）輕質(zhì)硅磚（一）輕質(zhì)硅磚 v 是以硅石為原料，采用燃燼加入物法或化是以硅石為原料，采用燃燼加入物法或化學(xué)法制成的含學(xué)法制成的含SiOSiO2 291%91%以上的多孔輕質(zhì)磚，也以上的多孔輕質(zhì)磚，也可制成不燒制品。可制成不燒制品。 v 輕質(zhì)硅磚的一些性能與致密硅磚相接近。輕質(zhì)硅磚的一些性能與致密硅磚相接近。其體積密度為其體積密度為0.91.10g/cm0.91.10g/cm3 3； v 輕質(zhì)硅磚與硅磚相配合使用。

55、輕質(zhì)硅磚與硅磚相配合使用。86v（二）輕質(zhì)粘土磚（二）輕質(zhì)粘土磚v 是含是含AlAl2 2OO3 330%46%30%46%的具有多孔結(jié)構(gòu)的的具有多孔結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)耐火制品，是采用可塑泥料燃燼加入物或輕質(zhì)耐火制品，是采用可塑泥料燃燼加入物或泥漿泡沫法或化學(xué)法制成的多孔制品。輕質(zhì)粘泥漿泡沫法或化學(xué)法制成的多孔制品。輕質(zhì)粘土磚的體積密度為土磚的體積密度為0.751.20g/cm0.751.20g/cm3 3；v（三）輕質(zhì)高鋁磚（三）輕質(zhì)高鋁磚v 指指AlAl2 2OO3 3含量在含量在48%48%以上，主要由莫來石以上，主要由莫來石與玻璃相，或剛玉相與玻璃相組成的具有多孔與玻璃相，或剛玉相與玻璃相組成

56、的具有多孔結(jié)構(gòu)的耐火制品。其性能優(yōu)于輕質(zhì)硅磚和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的耐火制品。其性能優(yōu)于輕質(zhì)硅磚和輕質(zhì)粘土磚。粘土磚。 87v（四）輕質(zhì)混凝土（四）輕質(zhì)混凝土(light weight concrete)(light weight concrete)v 輕質(zhì)混凝土是用輕質(zhì)骨料和粉料，加膠結(jié)劑、輕質(zhì)混凝土是用輕質(zhì)骨料和粉料，加膠結(jié)劑、外加劑，按一定數(shù)量比例配合制成混合料，直外加劑，按一定數(shù)量比例配合制成混合料，直接澆注成具有多孔結(jié)構(gòu)的整體式爐襯或制成多接澆注成具有多孔結(jié)構(gòu)的整體式爐襯或制成多孔制品。它除具有混凝土的特性外，還具有絕孔制品。它除具有混凝土的特性外，還具有絕熱、保溫和體輕等輕質(zhì)材料所具有的性能，

57、并熱、保溫和體輕等輕質(zhì)材料所具有的性能，并有一定的承重能力。有一定的承重能力。v 加氣耐火混凝土是用耐火材料、膠結(jié)劑和外加氣耐火混凝土是用耐火材料、膠結(jié)劑和外加劑按比例配合，采用化學(xué)法制造的具有多孔加劑按比例配合，采用化學(xué)法制造的具有多孔結(jié)構(gòu)的耐火混凝土。它具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱能力結(jié)構(gòu)的耐火混凝土。它具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱能力低、體積密度小和使用溫度較高等優(yōu)點(diǎn)。低、體積密度小和使用溫度較高等優(yōu)點(diǎn)。88（五）其他輕質(zhì)制品及性能（五）其他輕質(zhì)制品及性能 1. 1.硅藻土制品硅藻土制品 v 是用天然硅藻土為原料制成的。天然硅藻土是用天然硅藻土為原料制成的。天然硅藻土是藻類有機(jī)物腐敗后形成的一種松軟多孔礦物，是

58、藻類有機(jī)物腐敗后形成的一種松軟多孔礦物，具有良好的絕熱性能。具有良好的絕熱性能。v主要成分為主要成分為SiO2SiO2，主要雜質(zhì)有，主要雜質(zhì)有MgOMgO、Al2O3Al2O3、Fe2O3Fe2O3和和CaOCaO等。硅藻土制品的體積密度為等。硅藻土制品的體積密度為0.450.68g/cm30.450.68g/cm3，氣孔率，氣孔率72%72%；耐壓強(qiáng)度；耐壓強(qiáng)度低，約為低，約為0.396.8MPa0.396.8MPa；400400時導(dǎo)熱系數(shù)為時導(dǎo)熱系數(shù)為0.190.938W/(m0.190.938W/(m )；耐火度約；耐火度約12801280。最。最高使用溫度為高使用溫度為90010009

59、001000。89v 2.2.膨脹蛭石膨脹蛭石v 是一種鐵、鎂質(zhì)含水硅酸鹽類礦物，其組是一種鐵、鎂質(zhì)含水硅酸鹽類礦物，其組成為成為(Mg(Mg Fe)Fe)3 3 H H2 2OO (Si(Si AlAl Fe)Fe)4 4 OO1010 4H4H2 2OO。具有。具有薄片狀結(jié)構(gòu)，層間含水薄片狀結(jié)構(gòu)，層間含水5%10%5%10%，受熱后體，受熱后體積膨脹，形如蠕動水蛭，取名蛭石。體積膨脹積膨脹，形如蠕動水蛭，取名蛭石。體積膨脹率為率為10301030倍。膨脹后的體積密度為倍。膨脹后的體積密度為0.10.3g/cm30.10.3g/cm3；吸水率達(dá)；吸水率達(dá)40%40%；常溫導(dǎo)熱系；常溫導(dǎo)熱系數(shù)

60、為數(shù)為0.5230.628W/(m0.5230.628W/(m )；耐火度為；耐火度為1300137013001370。使用溫度為。使用溫度為90010009001000。90v3.3.石棉石棉v 是一種具有纖維狀結(jié)構(gòu)，可分剝成微細(xì)而柔是一種具有纖維狀結(jié)構(gòu)，可分剝成微細(xì)而柔軟的纖維的總稱。常用石棉為蛇紋石石棉（溫軟的纖維的總稱。常用石棉為蛇紋石石棉（溫石棉），其化學(xué)組成為石棉），其化學(xué)組成為3MgO3MgO 2SiO2SiO2 2 2H2H2 2OO，并含有少量并含有少量FeFe、AlAl、CaCa等雜質(zhì)。纖維軸向抗張等雜質(zhì)。纖維軸向抗張強(qiáng)度可達(dá)強(qiáng)度可達(dá)294MPa294MPa，加熱到，加熱到