新疆耐火材料的組成與性質

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耐火材料指的是物理和化學性質適合于在高溫下運用的非金屬材料，但不掃除某些產品可含有必定量的金屬材料（CB/T 18930—2002）。一般是指耐火度不低于 1580℃的無機非金屬材料或制品。耐火材料有一個標志性方針——耐火度，指的是耐火材料在無荷重的條件下抵擋高溫而不熔化的特性。也可以理解為在高溫作用下，耐火材料到達特定軟化程度時的溫度。它是一種材料抵擋高溫作用的方針，可以作為窯爐在高溫下運用的底子保證。耐火材料在運用過程中，除了遭到高溫（一般為 1000 ～1800℃）作用外，還要遭到物理、化學、機械等方面的作用，如：高溫新疆耐火材料下承受爐體及物料的荷重；操作過程中的外界應力；由于溫度的急劇變化、受熱不均而出現的極大溫差以及由此而產生的內應力；各種高溫流體及爐渣、煙塵的沖刷；液態金屬、爐渣及雜質元素的腐蝕，環境氣氛的改動及作用等。因此，選用耐火材料除了考慮耐火度以外，還需要考慮耐火材料全面抵擋上述作用的性質，使耐火材料可以盡可能在各種操作條件下適用。

耐火材料因質料、外形、制作方法及運用目標凌亂，如不進行合理的區分將不利于（或不便于)進行研討、出產和選用，因此，有必要對耐火材料進行科學分類。一般按耐火材料的共性和特性進行區分，也可以按照材料的化學、礦產組成進行分類，還可以按照材料的制備方法、材料的形狀尺度及材料的使用等來分類。咱們僅介紹耐火材料的首要分類方法。

1.1 耐火材料分類

1.1.1按化學性質分類

耐火材料在運用過程中除承受高溫作用外，往往伴隨著熔渣（液態）及氣體的化學腐蝕。為了保證耐火材料在運用中有滿意的抗腐蝕才干，選用的耐火材料的化學特征應與腐蝕介質的化學特征相同或挨近。按化學特征分類對于了解耐火材料的化學性質，判斷耐火材料在實踐運用過程中與接觸物新疆耐火材料之間的化學作用具有重要意義。耐火材料按化學特征可分為酸性耐火材料、中性耐火材料及堿性耐火材料。

1.1. 1.1酸性耐火材料


一般是指以 SiO,為主成分的耐火材料。在高溫下易與堿性耐火材料、堿性渣、含堿化合物或高鋁質耐火材料起化學反應。一般為硅質耐火材料（酸性最大)、黏土質耐火材料（弱酸性）及半硅質耐火材料（酸性居于以上兩者之間)。也有將鋯英石質耐火材料和碳化硅質耐火材料歸入酸性耐火材料的，由于此類材猜中含有較高的 SiO,或在高溫情況下能改動為 SiO,。酸性耐火材料對酸性介質的腐蝕具有較強的抵擋才干。

1.1.1.2 中性耐火材料

在高溫下與酸性耐火材料、堿性耐火材料、酸性或堿性渣或熔劑不產生顯著化學反應的耐火材料稱為中性耐火材料。按嚴峻意義講是指碳質耐火材料。一般也將以三價氧化物為主體的高鋁質、剛玉質、鋯剛玉質、鉻質耐火材料歸人中性耐火材料。由于此類材料含有較多的兩性氧化物如 Al,0,、Cr,O,等。此類耐火材料在高溫情況下對酸、堿性介質的化學腐蝕都具有必定的穩定性，特別對弱酸、弱堿的腐蝕具有較好的抵擋才干。

1. 1.1.3 堿性耐火材料

堿性耐火材料是指在高溫下易與酸性耐火材料、酸性渣、酸性熔劑或高鋁質耐火材料起化學反應的耐火材料。一般是指以 MgO、CaO 或以 MgO·Ca0 為首要成分的耐火材料,如鎂質、石灰質、鎂鉻質、鎂硅質、白云石質耐火材料。鎂質、石灰質、白云石質耐火材料為強堿性耐火材料；鎂鉻質、鎂硅質及尖晶石質耐火材料為弱堿性耐火材料。這類耐火材料的耐火度都比較高，對堿性介質的化學腐蝕具有較強的抵擋才干。

1.1.2按化學組成分類

此種分類法可以很直接地表征各種耐火材料的底子組成和特性，在出產、運用、科研上是常見的分類法，具有較強的實踐使用意義。

1.1.2.1硅質耐火材料


以SiO,為首要成分的耐火材料一般稱為硅質耐火材料，首要包括硅磚及熔融石英制品。二氧化硅含量（質量分數）不小于 93%，以天然石英巖為首要質料的耐火材料為硅石耐火材料。硅磚以硅石為首要質料出產，其 SiO。含量（質量分數）一般不小于 85%而小于93%，首要礦產組成為鱗石英和方石英，首要用于焦爐和玻璃窯爐等熱工設備的構筑。熔融石英制品以熔融石英為首要質料出產，其首要礦產組成為石英玻璃，由于石英豉璃的膨脹系數很小，因此熔融石英制品具有優秀的抗熱沖擊才干。如熔融石英質浸入式水口用于煉鋼連鑄中，具有較好的運用作用。

1.1.2.2 硅酸鋁質耐火材料

以Si02-AI2O3，系礦產為首要質料的耐火材料，為硅酸鋁質耐火材料。根據 AL2O3含量的不同，可將硅酸鋁質耐火材料區分為不同的品種，

1.1.2.3 鎂質耐火材料


鎂質耐火材料是指以鎂砂為首要質料，以方鎂石為主晶相，MgO 含量（質量分數）大于80%的堿性耐火材料。一般依其化學組成不同分為：

（1）鎂質制品。w(MgO)≥87%，首要礦產為新疆耐火材料方鎂石。

(2）鎂鋁質制品。w(MgO)>75%,w(Al,0,)一般為7%～8%，首要礦產成分為方鎂石和鎂鋁尖晶石（MgO·Al,O,）。

（3）鎂鉻質制品。w（MgO)>60%，w（CrQ,）一般在 20%以下，首要礦產成分為方鎂石和鉻尖晶石。

（4）橄欖石質及鎂硅質制品。此種鎂質材猜中除含有主成分 Mg0 外，第二化學成分為 Si0,。鎂橄欖石磚比鎂硅磚含有更多的 Si0,，前者的首要礦產成分為鎂橄欖石和方鎂石，后者的首要礦產為方鎂石和鎂橄欖石。

(5)鎂鈣質制品。此種鎂質材猜中含有必定量的 CaO，首要礦產成分除方鎂石外還含有必定量的硅酸二鈣（2CaO·SiO,）。

1.1.2.4 白云石質耐火材料

以天然白云石為首要質料出產的堿性耐火材料稱為白云石質耐火材料。首要化學成分為30%～42%的 MgO 和40%~60%的 Ca0，二者之和一般應大于90%。其首要礦產成分為方鎂石和方鈣石（氧化鈣)。

1. 1. 2.5’含碳耐火材料


含碳耐火材料，又稱碳復合耐火材料，是指以新疆耐火材料不同形狀的炭素材料與耐火氧化物復合出產的耐火材料。含碳耐火材料首要包括鎂碳材料、鎂鋁碳材料、鋁碳材料、鋁碳化硅碳材料等。

1.1.2.6 含鋯耐火材料

含鋯耐火材料是指以氧化鋯（ZrO_)、鋯英石等含鋯材料為質料出產的耐火材料。含鋯耐火材料制品一般包括鋯英石制品、鋯莫來石制品、鋯剛玉制品等。

1. 1.2.7 特種耐火材料

上述分類所不能包括的材料，此類材料除其化學組成比較特別，不宜歸類到上述類別中外，一般它們還具有各自的較為出色的特征，如優秀的熱震穩定性、抗渣性等，這些特征往往用于特定的運用條件。特種耐火材料制品又可分為如下品種：

（1）碳質制品。碳質制品包括碳磚和石墨制品。

(2）純氧化物制品。純氧化物制品包括氧新疆耐火材料化鋁制品、氧化鋯制品、氧化鈣制品等。

（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、硼化鋯、硼化鈦、賽�。⊿iAION）、阿�。ˋION）、鎂阿�。∕gAION）制品等。

1.1.3 其他分類方法


(1)按耐火材料供給形狀可分為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狀的耐火制品，分為細密定形制品與保溫定形制品兩類，前者為總氣孔率小于45%的制品，后者為總氣孔率大于 45%的制品。包括標型磚、異型磚、特異型磚，以及實驗室和工業用坩堝、管、器皿及其他形狀凌亂的制品等。不定形耐火材料是指由骨料(顆粒)、細粉與結合劑及添加物組成的混合料，以散狀為交貨情況直接運用，或者參與一種或多種不影響耐火材料運用性能的適合液體后運用的耐火材料。在某些不定形耐火材猜中還可以參與少量金屬、有機或無機纖維材料。不定形耐火材料的品種許多，首要有澆注料、可塑料、搗打料、干式料、噴發料、接縫料、揉捏料、涂料、炮泥、泥漿等。具體內容將在不定形耐火材料一章中進行談論。應該闡明的是，所謂定形與不定形耐火材料是相對的。由不定形耐火材料澆注或模塑成必定形狀并經預處理而得到的預制塊是以定形制品的形式供貨的，但它的整個出產工藝與不定形耐火材料相同，因此，也可將它歸入不定形耐火材猜中。

(2)按耐火度，可分為一般耐火制品（1580～1770℃)、高級耐火制品（1770～2000℃)、特級耐火制品（>2000℃）、超級耐火制品（>3000℃）。

（3）按出產工藝，可分為燒成制品、熔鑄制品及不燒制品。


（4）根據形狀及尺度的不同，可分為標普型：230mm × 113mm × 65mm，不多于4 個量尺，Max：Min <4 ：1 （尺度比)；異型：不多于 2 個凹角，Max：Min <6：1（尺度比)，或有一個 50°~70°的銳角；特異型 Max：Min < 8 ：1 （尺度比)，或不多于 4 個凹角，或有一個30°~50°的銳角等。對新疆耐火材料耐火材料而言，其運用條件比較凌亂，與金屬材料、高分子材料及其他陶瓷材料比較，其組成也相對凌亂，是一種多相非均質材料，給研討工作帶來許多困難。近年來，由于材料科學以及研討方法與設備的前進，對耐火材料的顯微結構、組成以及其與耐火材料的性質的聯絡有了更多的知道。

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