冶金設(shè)備-1耐火及保溫材料

1耐火及保溫材料【本章重點(diǎn)】（1）耐火的熱工性能（2）常用耐火材料一一硅制、硅酸鋁制和鎂制耐火材料"返回【本章難點(diǎn)】（1）A12O3——SiO2二元系相圖根據(jù)A12O3——SiO2二元系相圖，隨著t的變化找到兩個共晶點(diǎn)（1540°C和1810°C）和三個平衡固相（方石英、莫來石、剛玉），從而分析硅酸鋁制耐火材料的熱工特性。（2）掛渣在火法冶金生產(chǎn)過程中，許多的冶金爐如鼓風(fēng)爐、煙化爐、閃速爐以及轉(zhuǎn)爐和電爐等都有金屬質(zhì)水套或水箱作為其水冷保護(hù)層，有些金屬構(gòu)件在水冷的同時進(jìn)行掛渣保護(hù)，還有一些轉(zhuǎn)爐（窯）的耐火磚內(nèi)襯，進(jìn)行熱掛渣保護(hù)。這些措施均可延長爐襯的使用壽命。根據(jù)掛渣機(jī)理、掛渣的成分分析其在護(hù)爐過程中特點(diǎn)。"返回【主要內(nèi)容】1.1概述耐火材料是指耐火度不低于1580C的無機(jī)非金屬材料，它在一定程度上可以抵抗溫度驟變和爐渣侵蝕，并能承受高溫荷重。應(yīng)用冶金工業(yè)所用耐火材料占其生產(chǎn)總量的60?70%；冶金爐是大量優(yōu)質(zhì)耐火材料的消耗者。要求耐火材料在高溫設(shè)備中受高溫條件的物理化學(xué)浸蝕和機(jī)械破壞作用，所以耐火材料的性能應(yīng)滿足如下要求：⑴.耐火度高在1000?1800C之間，耐火材料應(yīng)具有在高溫作用下不易熔化的性能。⑵.高溫結(jié)構(gòu)耐火材料在受到爐子砌體的荷重下或其他機(jī)械震動下不發(fā)生軟化變形和坍塌。⑶.熱穩(wěn)定性⑶.熱穩(wěn)定性⑷.抗渣蝕性具有抵抗高溫化學(xué)腐蝕的能力。⑸.高溫體積冶金爐在長期高溫使用中，爐磚內(nèi)部由于晶形轉(zhuǎn)變會產(chǎn)生不可恢復(fù)的體積收縮或膨脹，造成砌體的破壞；因此，耐火材料必須在高溫下體積穩(wěn)定。⑹.外形尺寸砌體的磚縫雖用耐火泥填充，但密度和強(qiáng)度均比制品差，因此磚縫愈小愈好，耐火制品不能有大的扭曲、缺角、溶洞和裂紋等缺陷，尺寸公差要合乎規(guī)定要求。1.2耐火材料的分類、組成及性質(zhì)耐火材料的種類很多，除輕質(zhì)耐火材料（絕熱材料）外，所有耐火材料可根據(jù)不同特點(diǎn)進(jìn)行如下分類。1.2.1耐火材料的分類根據(jù)耐火材料的耐火度高低可分為：普通耐火材料高級耐火材料特級耐火材料耐火度為1580?1770°C耐火度為1770?2000°C耐火度為2000°C以上1.2.2耐火材料的一般化學(xué)礦物組成耐火材料化學(xué)礦物組成是決定耐火材料物理性質(zhì)和工作性能的基本因素?；瘜W(xué)組成耐火材料的化學(xué)成分按含量的多少及其作用不同可分為主成分和副成分。主成分一一是耐火材料的主體，是影響耐火材料的基本因素。副成分一一包括雜質(zhì)和添加物，其化學(xué)成分也是氧化物，如Fe2O3、、K2O、Na2O等。礦物組成耐火制品中所含礦物晶相種類和數(shù)量統(tǒng)稱為礦物組成——主晶相和少量的基質(zhì)。主晶相一一是耐火材料中的主體，是熔點(diǎn)較高的結(jié)晶體，它在很大程度上決定耐火材料的性能，可以是一種，也可以是兩種?；|(zhì)一一是填充在主晶相之間的其他不同成分的結(jié)晶礦物和非結(jié)晶玻璃相，它的熔點(diǎn)低，起著溶劑作用。1.2.3耐火材料的物理性質(zhì)耐火材料的物理性質(zhì)包括致密性、熱電性、力學(xué)性和外形尺寸等。它也是衡量耐火材料質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，與其使用性能有著密切的關(guān)系。致密性通常用氣空率、吸水率、體積密度、真密度和透氣性來表示⑴.氣孔率：耐火制品中氣孔體積占總體積的百分?jǐn)?shù)總氣孔率=K+$+巴xioo%ci-i-n顯氣孔率=與丑乂1叫柘（1-1-2）式中叭匕、匕、匕——分別為試樣總體積、閉口氣孔、開口氣孔和貫通氣孔的體積，m3。⑵.吸水率和透氣性：指耐火制品中顯氣孔吸收水的重量與制品干重量之比的百分?jǐn)?shù)，即吸水率=^l￡xlO（J%弓（1-3）式中G]——耐火制品吸水后重量，kg；G——耐火制品烘干重量，kg。⑶.體積密度：它是單位體積（含氣體體積）的質(zhì)量，用符號^”表示（1-4）式中m——耐火材料的質(zhì)量，kg。⑷真密度：它是指耐火材料除去全部氣孔后，單位體積的質(zhì)量，用符號“p，”表示5a）力學(xué)性質(zhì)耐壓強(qiáng)度、耐磨性、抗折強(qiáng)度和彈性模量⑴.常溫耐壓指耐火制品在常溫條件下單位面積上所能承受強(qiáng)度的壓力，Ncm-2。它與制品的組織結(jié)構(gòu)、成型壓力和燒成溫度等因素有關(guān)。⑵.高溫耐壓是耐火材料在高溫條件下單位面積上所能承受強(qiáng)度的壓力，Ncm-2。⑶.耐磨性指低抗摩擦、沖擊作用的能力。它取決于制品的礦物組織結(jié)構(gòu)。在冶金爐內(nèi)，由于爐料、液態(tài)爐渣和金屬、以及含塵爐氣的摩擦和沖擊作用，致使內(nèi)襯被磨損，縮短了爐子使用壽命。⑷.抗折強(qiáng)度常溫耐壓較高制品，其常溫抗折性能也較好，高溫抗折能力強(qiáng)的制品，在高溫條件下，對于物料的撞擊、磨損、液態(tài)渣的沖刷等，均有較好的抵抗能力。圖1-1-2給出了幾種磚的高溫抗折曲線⑸.彈性模量是表征制品抵抗受力變形的能力。耐火制品在彈性極限內(nèi)，外力作用產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變之比稱為彈性模量，即(1-6)式中E——彈性模量，Ncm-2。——制品所承受的應(yīng)力，Ncm-2△L/L——制品相對長度的變化，即彈性變量。熱、電性質(zhì)熱膨脹性、導(dǎo)電性、熱容性和導(dǎo)電性等⑴.熱膨脹性它是指制品熱脹冷縮可逆變化的性質(zhì)，其大小用線膨脹率P表示式中t0、t——試樣試驗(yàn)開始和終止溫度，°C；L0、Lt試樣分別在t0、t的長度，m；pm—制品的平均線膨脹率，C-1。⑵.導(dǎo)熱性即耐火材料傳導(dǎo)熱量的能力，用導(dǎo)熱系數(shù)入表示。⑶.比熱容常壓下加熱1kg樣品使之升溫1C所需的熱量稱之為耐火材料的比熱容，用“Cp”表示。Cp與礦物組成、氣孔率及溫度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)測定證明，比熱容Cp隨溫度升高而緩慢增加，工程計算中一般采用平均比熱容。⑷.導(dǎo)電性在低溫下，除碳質(zhì)、石墨粘土質(zhì)、碳化硅質(zhì)等耐火材料較好的導(dǎo)電性外，其他耐火材料都是電的絕緣體，但溫度升高到1000C以上時，則其導(dǎo)電性有明顯增加。1.2.4耐火材料的工作性能耐火材料的工作性能包括耐火度、荷重軟化溫度、抗渣性、熱震穩(wěn)定性和高溫體積穩(wěn)定性。耐火度耐火度是指耐火材料在無荷重時抵抗高溫而不熔化的能力，用溫度范圍表示。荷重軟化溫度指耐火材料在高溫下抵抗荷重的能力。由于耐火材料在高溫下產(chǎn)生液相，在負(fù)荷的作用下發(fā)生變形，故其高溫抗壓強(qiáng)度比常溫下的低很多?？乖阅突鸩牧显诟邷叵碌挚谷墼治g的能力?？乖缘闹饕绊懸蛩赜校孩?耐火材料和熔渣的化學(xué)成分⑵.爐內(nèi)溫度：化學(xué)反應(yīng)的速度、熔渣對耐火材料的化學(xué)侵蝕、物理溶解和機(jī)械沖刷作用隨著溫度的升高而迅速增大加劇。⑶.耐火材料的氣孔率：氣孔率(尤其是開口及連同氣孔率)愈低，則熔渣愈不容易滲入，反應(yīng)接觸面愈小，抗渣性就愈好。因此，生產(chǎn)氣孔率低的致密耐火磚是提高抗渣能力和延長其使用壽命的有效措施。耐急冷急熱性耐火材料抵抗溫度急變而不被破壞的能力(也稱為熱震穩(wěn)定性)。測定方法：將試樣放在爐內(nèi)迅速加熱到850°C，保溫一定時間，然后立即浸入流動的冷水中，如此反復(fù)處理，直到試樣的脫落重量達(dá)到最初重量的20%以上為止。高溫體積穩(wěn)定性表現(xiàn)為殘存收縮或膨脹，亦稱重?zé)湛s或膨脹，規(guī)定各種耐火材料的重?zé)什坏贸^0.5?1.0%。重?zé)€收縮或膨脹按下式計算：(1-8)式中L］、L2——分別為重?zé)昂笤嚇娱L度，m。重?zé)w積收縮或膨脹按下式計算：(1-9)式中V】、V2——分別為重?zé)昂笤嚇芋w積，m3。1.3常用耐火材料1.3.1硅酸鋁質(zhì)耐火制品是以A12O3和SiO2為基本化學(xué)組成的耐火制品。按A12O3的含量不同可分為半硅質(zhì)、高鋁質(zhì)和粘土質(zhì)等三類耐火制品。雜質(zhì)為Fe2O3、TiO2、CaO、Na2O和K2O等，這些雜質(zhì)的存在使制品耐火度大大降低。A12O3SiO2二元系相圖（本章難點(diǎn)之一，如圖1-1-5）兩個共晶低熔點(diǎn)，三個平衡相共晶點(diǎn)：1540°C和1810°C。平衡相：方石英（SiO2結(jié)晶體）、莫來石（3A12O3?2SiO2結(jié)晶體）、剛玉（a—A12O3結(jié)晶體）。粘土磚化學(xué)組成、礦物組成、制備、工作性能及應(yīng)用化學(xué)組成：粘土磚的外表為淺棕黃色或黃色，含SiO245?65%和A12O330?48%,礦物組成：主晶相為SiO2和A12O3在粘土磚內(nèi)結(jié)晶形態(tài)為莫來石（3A12O3?2SiO2），雜質(zhì)主要是石英SiO2、鐵的氧化物及鈣、鎂的鹽類，它們起溶劑的作用，降低制品的耐火性能，尤其是鐵的氧化物危害最大原料：天然的耐火粘土，其主要礦物組成是高嶺石。純高嶺石的分子式為A12O3?2SiO2?2H2O,為了保證粘土制品的質(zhì)量，一般要求粘土中的Fe2O3<2.5%，MgO+CaO<1.5%，K2O<1.5%o制備過程：主要是高嶺石高溫焙燒反應(yīng)加熱到450?850C時，分解結(jié)晶水，生成偏高嶺石AlO-2SiO-2HO^AlO-2SiO+2HO(1-10)23222322加熱到930?960C時，偏高嶺石分解無定性的A12O3和SiO2AlO-2SiO^A1O+2SiO(1-11)232232加熱到1200?1300°C時，無定性的Al2O3和SiO2生成莫來石結(jié)晶體3A1O+2SiO^3A1O-2SiO(1-12)232232綜合焙燒反應(yīng)式為3(AlO-2SiO-2HO)^3A1O-2SiO+4SiO+6HO(1-13)232223222主要特性指標(biāo)：⑴.耐火度在1580?1750C之間。隨著雜質(zhì)含量增加耐火度下降。一般規(guī)定Na2O及K2O的含量不超過2%,Fe2O3含量不超過5.5%。*按A12O3含量及耐火度的不同可將制品分為四等:特等的耐火度不小于1750C一等的不小于1730C；二等的不小于1673C；三等的不小于1580C⑵.荷重軟化溫度為1250?1400C,*比其耐火度低很多，其原因與粘土磚的化學(xué)礦物組成及結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān)。提高3A12O3-2SiO2含量和降低雜質(zhì)含量，能提高荷重軟化溫度。⑶.抗渣性含SiO2在45?65%之間，屬于弱酸性耐火材料。*對酸性爐渣有一定抵抗能力，但容易被堿性爐渣侵蝕。粘土磚抗渣能力與熟料含量有關(guān)，熟料含量愈高，則氣孔率愈低，磚愈致密，抗渣能力愈強(qiáng)⑷.耐急冷急熱性好。*普通粘土磚為10?15次，多熟料粘土磚為50?100次。⑸.體積穩(wěn)定性在1350C時，粘土磚的重?zé)湛s率約為0.5?0.7%。*這使?fàn)t子砌磚體的磚縫變寬，給爐子壽命帶來不利的影響。應(yīng)用：在硅酸鋁質(zhì)耐火制品中，最常使用的為粘土磚。廣泛用于冶金工業(yè)的各種加爐、鍛造爐、熱處理爐以及有色冶金爐等爐渣侵蝕作用不大的部位。半硅磚含SiO2>65%，A12O315?30%的耐火材料。屬半酸性的耐火材料。原料：大多采用天然含石英雜質(zhì)的粘土和高嶺石，制磚時，同樣需經(jīng)高溫焙燒。性能：與粘土磚的性能相近，其特點(diǎn)是高溫體積穩(wěn)定性好，抗酸性渣的能力較好。應(yīng)用：可以砌筑焦?fàn)t、酸性化鐵爐內(nèi)襯等。高鋁磚化學(xué)組成、礦物組成、制備、工作性能及應(yīng)用化學(xué)組成：A12O3大于48%和SiO2。*制品按AlO含量的不同分為三級：AlO含量大干75%的為一級；AlO含量65?75%的為二級；A1&匕。匕。匕。匕。含量48?60%的為三級。礦物組成：莫來石和剛玉，以及由雜質(zhì)生成的少量玻璃體。*按主要礦物組成又可分為：低莫來石質(zhì)、莫來石質(zhì)、莫來石一剛玉質(zhì)和剛玉質(zhì)等四類。主要性能：普通高鋁磚的性能一般比粘土磚優(yōu)越⑴.耐火度普通磚1750?1790°C,含A12O3在95%以上的剛玉質(zhì)（lA'O3）高鋁耐火制品，可達(dá)1900?2000C。⑵.荷重軟化度普通磚1400?1530C之間。荷重軟化溫度隨著A12O3含量的增加而提高，隨雜質(zhì)含量的增加而降低。⑶.抗渣性因A12O3屬于兩性氧化物，故既能抗酸性又能抗堿性渣的侵蝕。*但抗酸性渣侵蝕能力不如硅磚，抗堿性渣侵蝕能力不如鎂磚而優(yōu)于粘土磚。制品的抗渣性隨著A12O3含量增加而增加。⑷.耐急冷急性高鋁制品的耐急冷急熱性主要與礦物組成有關(guān)，呈現(xiàn)比較復(fù)雜的情況。如電熔剛玉磚可達(dá)水冷50次，一般高鋁磚只能承受水冷5?6次。應(yīng)用：廣泛用于砌筑高爐、熱風(fēng)爐、加熱爐、回轉(zhuǎn)窯以及鋁熔煉爐等。1.3.2硅磚圖1-1-6SiO2的同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變硅制耐火材料是指含SiO2>93%的耐火制品。它是用天然所產(chǎn)的石英巖為原料，并加入少量的礦化劑（鐵磷、石灰乳）和結(jié)合劑（亞硫酸紙漿廢液），成型后經(jīng)高溫（1350?1430C）燒成。SiO2的同質(zhì)異性體硅磚的主成分是SiO2,而SiO2具有同質(zhì)異性體的性質(zhì)。⑴.SiO2有三類晶形七種變體及石英玻璃體（如圖1-1-6）方石英：熔點(diǎn)最高，變體轉(zhuǎn)化時體積變化最大；石英：熔點(diǎn)最低，變體轉(zhuǎn)化時體積變化較小。硅磚中殘留的石英在使用時轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌?，體積變化較大，使制品結(jié)構(gòu)松散；鱗石英：為矛頭雙晶相交錯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，比重最小。硅磚的真比重愈小，說明鱗石英含量多，硅磚質(zhì)量好。⑵.SiO2同質(zhì)異性體快速型和遲鈍型轉(zhuǎn)變快速型轉(zhuǎn)變：是SiO2同類晶型不同變體之間的轉(zhuǎn)變（如agY型轉(zhuǎn)變），這類轉(zhuǎn)變只是結(jié)構(gòu)的畸變，轉(zhuǎn)變溫度低、速度快、可逆、體積變化小。遲鈍型轉(zhuǎn)變：是不同晶體之間的轉(zhuǎn)變，這類轉(zhuǎn)變原子排序?yàn)樾碌慕Y(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變在高溫下進(jìn)行，轉(zhuǎn)變的時間長（有礦化劑時轉(zhuǎn)變速度快），多數(shù)是非可逆的，體積變化大。⑶.硅磚在600°C下溫度急劇變化熱震穩(wěn)定性變差。這是因?yàn)镾iO2的快速轉(zhuǎn)變造成的，因此在使用時應(yīng)特別注意。硅磚：性質(zhì)和應(yīng)用性質(zhì)：⑴.耐火度1690?1730C，一般來說，SiO2含量越高，則耐火度愈高；⑵.荷重軟化溫度1620?1670C，常用于砌筑高溫爐的爐頂。⑶.抗渣性屬強(qiáng)酸性耐火材料。*對酸性爐渣的抵抗能力很強(qiáng)，但易被堿性爐渣侵蝕。⑷.耐急冷急熱性很差。⑸.高溫體積穩(wěn)定硅磚長期在高溫下時會產(chǎn)生殘存膨脹。*這是由于硅磚中SiO2遲鈍型轉(zhuǎn)變使體積發(fā)生非可逆增大造成的。硅磚的真比重愈小，晶型轉(zhuǎn)變充分，使用時殘存膨脹愈小。應(yīng)用：適用于高溫和荷重大的地方，如煉銅反射爐的爐頂，煉焦?fàn)t爐體等處。在使用時應(yīng)減少和防止溫度（尤其是600°C以下）的變化和避免堿性爐渣的侵蝕。1.3.3鎂質(zhì)耐火制品以方鎂石為主晶的耐火材料統(tǒng)稱為鎂質(zhì)耐火材料。一般MgO含量在80%以上，其產(chǎn)品包括冶金鎂砂、鎂磚、鎂鋁磚、鎳銘磚和鎂硅磚等品種。冶金鎂砂由菱鎂礦（MgCO3）或海水提取的氫氧化鎂經(jīng)過高溫焙燒而來。用菱鎂礦生產(chǎn)冶金鎂砂時，必須經(jīng)過高溫焙燒，其燒結(jié)反應(yīng)為：350?1000C時MgCO3—MgO（非結(jié)晶）+CO2T（1-14）1000?1650C時MgO（非結(jié)晶）一MgO（晶體）（1-15）苛性鎂石：菱鎂礦在低溫焙燒時分解得到的非結(jié)晶MgO稱為輕燒鎂石。其質(zhì)地疏松，化學(xué)活性很大，易與水反應(yīng)而水化，即MgO（非結(jié)晶）+H2O=Mg（OH）2（1-16）燒結(jié)鎂石或死燒鎂石：由于輕燒鎂石易水化，不能用于制造鎂質(zhì)耐火材料，必須經(jīng)過高溫焙燒。菱鎂礦經(jīng)高溫焙燒后稱，其中的MgO結(jié)晶為方鎂石。方鎂石組織結(jié)構(gòu)致密，化學(xué)活性顯著降低，不易水化，是生產(chǎn)鎂質(zhì)耐火制品的主要原料。普通鎂磚普通鎂磚是由燒結(jié)鎂石制造而來，分為不燒成鎂磚與燒結(jié)鎂磚兩種。普通鎂磚的主要性能如下：⑴.耐火度鎂磚的耐火度高，大于2000C，屬于高級耐火材料；主要是MgO的熔點(diǎn)高（2800C）的緣故。⑵.荷重軟化溫度荷重軟化溫度較低，為1500?1550C，因此不能用來砌筑高溫爐的爐拱。⑶.抗渣性抗堿性渣能力強(qiáng)，尤其是對含鐵爐渣侵蝕的抵抗能力強(qiáng)，對酸性爐渣侵蝕的抵抗能力差。⑷.耐急冷急熱性很差。⑸.體積穩(wěn)定性差，與其他耐火材料相比，鎂磚的熱膨脹系數(shù)最大，故在砌筑過程中，應(yīng)留有足夠的膨脹縫。⑹.導(dǎo)熱性能很好。1.3.4含碳耐火材料（以自學(xué)為主）含碳耐火材料是指由碳或碳的化合物制成的耐火材料。比較常見的有：碳磚、石墨粘土制品和碳化硅制品。*碳磚是將質(zhì)量好、含灰份低的冶金焦炭或無煙煤，經(jīng)粉碎烘干后加入一定量熬好的焦油或?yàn)r青，經(jīng)混合、成型，在隔絕空氣下燒成。它具有耐火度高（只在3500°C升華）、抗渣性極強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。其最大缺點(diǎn)是在氧化氣氛中會產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化。*石墨粘土制品是將質(zhì)量良好的石墨配入部分軟質(zhì)粘土作粘結(jié)劑，混合后成型；在隔絕空氣下燒成含碳量在20?70%的制品。該制品抗氧化性比碳磚強(qiáng)，耐火度則較低，一般為2000C左右。*碳化硅制品是以人造碳化硅（金剛砂）為原料，加入粘結(jié)劑，經(jīng)高溫煅燒而成含SiC30?90%的耐火制品，它基本上保留了碳磚所具有的特性。如導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，不易被熔融金屬和爐渣所潤濕，具有良好的抗渣性、熱穩(wěn)定性。而抗氧化能力比碳磚強(qiáng)。*碳化硅耐火制品造價昂貴，所以主要用于要求導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性高的熱工設(shè)備上，如鋅冶金的蒸餾罐、精餾塔、電阻爐的發(fā)熱體等。1.3.5不定型耐火材料（以自學(xué)為主）不定形耐火材料是由一定級別的耐火骨料和粉料與一種或多種結(jié)合劑混合而成，而無須預(yù)先成型、燒成即可在現(xiàn)場按規(guī)定的形狀和尺寸構(gòu)筑成所需要的砌體。不定形耐火材料又稱散狀耐火材料，其種類很多，包括耐火澆注料、耐火噴涂料、耐火混凝土、耐火可塑料、耐火泥、補(bǔ)爐料、搗打料等。不論哪種散狀耐火材料，基本上都是由作為耐火基體的“骨料”和作為結(jié)合劑“膠結(jié)料”等兩部分組成。骨料可以是粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、硅石質(zhì)、堿性耐火材料和其他特殊耐火材料；膠結(jié)料可以是各種水泥、磷酸、磷酸鹽、硫酸鹽、水玻璃、膨潤土以及其他特殊材料。與耐火磚比較，不定形耐火材料的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)和使用簡便，投資少，熱能消耗低，生產(chǎn)效率高；可塑成任何形狀的爐體構(gòu)件，爐體的整體性、密封性和堅(jiān)固性好；修補(bǔ)爐襯即迅速又經(jīng)濟(jì)。它的缺點(diǎn)是氣孔率高，耐侵蝕性差，許多膠結(jié)劑使制品的耐火性降低。近年來，不定形耐火材料發(fā)展很快，應(yīng)用正在推廣，國外有的國家的消耗量占耐火材料的三分之一。耐火材料的外形尺寸了解通用耐火磚形狀尺寸(GB2992-82)和磚號及代號命名方法。水冷與掛渣保護(hù)1.5.1水冷掛渣機(jī)理高溫冶金爐內(nèi)耐火材料爐襯和熔融物之間的接觸表面溫度愈低，耐火磚的損失愈慢。當(dāng)接觸表面的溫度低于某一臨界點(diǎn)時，熔融物便凝結(jié)，因而爐襯被固態(tài)渣覆蓋而被保護(hù)。由于爐襯外表面溫度因水冷而保持恒定，溫度梯度最大，因而熱傳導(dǎo)最強(qiáng)。局部熱損失也最大，但導(dǎo)熱率低的熔融物來不及將這些熱量傳導(dǎo)到襯磚最薄處，此處熔融物溫度迅速降低，如果低于熔渣軟化溫度，則在襯磚表面形成起保護(hù)作用的一層致密固渣層，侵蝕即停止。1.5.2水套水套或水箱是高溫冶金爐內(nèi)產(chǎn)生水冷掛渣必不可少的裝置。水套裝置通常有水冷水套和汽冷水套兩種。根據(jù)不同的爐子有不同材質(zhì)的水套，如鼓風(fēng)爐水套內(nèi)襯常用鍋爐鋼板焊接制作，用水冷卻時，水套也有用普通鋼板制造的；而閃速爐反應(yīng)塔外部則采用銅制水套實(shí)行強(qiáng)制冷卻。1.5.3熱掛渣保護(hù)與水冷掛渣不同，在冶金爐內(nèi)人為地將熔渣粘掛到爐壁上，以保護(hù)襯磚不被迅速損壞的方法稱之為熱掛渣保護(hù)。熱掛渣保護(hù)一般可分為掛渣護(hù)爐和濺渣護(hù)爐兩類。絕熱材料以耐火材料的各種性能為基礎(chǔ)，分組討論各種常用絕熱保溫材料的特性及應(yīng)用。1.6.1概述為了減少爐子砌體的導(dǎo)熱損失，必須在耐火磚外層加砌絕熱材料.絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，一般為0.3W?m-i.°C-i以下，氣孔率一般在50%以上，由于氣孔多，因而體積密度小?1300kg*3))，機(jī)械強(qiáng)度低。絕熱材料的分類絕熱材料按使用溫度不同分為：⑴.高溫絕熱材料使用溫度〉1200C，如輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)硅磚、輕質(zhì)鎂磚、氧化鋁空心球和耐火纖維板等制品。⑵.中溫絕熱材料使用溫度900?1200C，如輕質(zhì)粘土磚、蛭石等制品。⑶.低溫絕熱材料使用溫度＜900C，如硅藻土、石棉、水渣和礦棉渣等制

品。按體積密度可分為:⑴.一般絕熱材料體積密度＜1300kg?m-3品。