耐火材料結(jié)構(gòu)介紹

酸性耐火材料以氧化硅為主要成分， 耐火材料廠家常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅94%以上的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等，其抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高，重復(fù)煅燒后體積不收縮，甚至略有膨脹;但其易受堿性渣的侵蝕，抗熱震性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30%~46%的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料，抗熱振性好，對(duì)酸性爐渣有抗蝕性，應(yīng)用廣泛。

中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對(duì)鋼渣的耐蝕性好，但抗熱震性較差，高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品，其熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱震性能好，高溫強(qiáng)度高，抗酸堿和鹽的侵蝕，尤其是弱酸堿具有較好的抵抗能力，不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕，質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料，也用作石油、化工的高壓釜內(nèi)襯。

堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分，常用的是鎂磚。含氧化鎂80%~85%以上的鎂磚，對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。

在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料，如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等，難熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復(fù)合材料，主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。

經(jīng)常使用的耐火材料有AZS磚、剛玉磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹?shù)饶突鸩牧稀?/p>

經(jīng)常使用的隔熱耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、絕熱板等。

經(jīng)常使用的不定形耐火材料有補(bǔ)爐料、搗打料、澆注料、可塑料、耐火泥、耐火噴補(bǔ)料、耐火投射料、耐火涂料、輕質(zhì)耐火澆注料、炮泥等。

散狀耐火材料(不定形耐火材料):不定形耐火材料是由合理級(jí)配的粒狀和粉狀料與結(jié)合劑共同組成的不經(jīng)成型和燒成而直接供使用的耐火材料。通常，對(duì)構(gòu)成此種材料的粒狀料稱骨料，對(duì)粉狀料稱摻合料，對(duì)結(jié)合劑稱膠結(jié)劑。這類材料無(wú)固定的外形，可制成漿狀、泥膏狀和松散狀，因而也通稱為散狀耐火材料。用此種耐火材料可構(gòu)成無(wú)接縫的整體構(gòu)筑物，故還稱為整體耐火材料。

不定形耐火材料的基本組成是粒狀和粉狀的耐火物料。依其使用要求，可由各種材質(zhì)制成。為了使這些耐火物料結(jié)合為整體，除極少數(shù)特殊情況外，一般皆加入適當(dāng)品種和數(shù)量的結(jié)合劑。為改進(jìn)其可塑性或減少用水量，可加入少量適當(dāng)增塑減水劑，為滿足其他特殊要求，還可分別加入少量適當(dāng)其他外加劑。

通性

在普通和特種耐火材料中，常用的品種主要有以下幾種:

酸性

用量較大的有硅磚和粘土磚。硅磚是含93%以上SiO2的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，但易受堿性渣的侵蝕，它的荷重軟化溫度很高，接近其耐火度，重復(fù)煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗熱震性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚中含30%~46%氧化鋁，它以耐火粘土為主要原料，耐火度1580~1770℃，抗熱震性好，屬于弱酸性耐火材料，對(duì)酸性爐渣有抗蝕性，用途廣泛，是生產(chǎn)量最大的一類耐火材料。

中性

高鋁質(zhì)制品中的主晶相是莫來(lái)石和剛玉，剛玉的含量隨著氧化鋁含量的增加而增高，含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。鉻磚主要以鉻礦為原料制成的，主晶相是鉻鐵礦。它對(duì)鋼渣的耐蝕性好，但抗熱震性差，高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例制成的鉻鎂磚抗熱震性好，主要用作堿性平爐頂磚。

碳質(zhì)制品是另一類中性耐火材料，根據(jù)含碳原料的成分和制品的礦物組成，分為碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品三類。碳磚是用高品位的石油焦為原料，加焦油、瀝青作粘合劑，在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品(除天然石墨外)用碳質(zhì)材料在電爐中經(jīng)2500~2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料，加粘土、氧化硅等粘結(jié)劑在1350~1400℃燒成。也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮?dú)夥障轮瞥傻?碳化硅制品。

碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱震性能好，高溫強(qiáng)度高。在高溫下長(zhǎng)期使用也不軟化，不受任何酸堿的侵蝕，有良好的抗鹽性能，也不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕，質(zhì)輕，是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。缺點(diǎn)是在高溫下易氧化，不宜在氧化氣氛中使用。碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制品可以做反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。

堿性

以鎂質(zhì)制品為代表。它含氧化鎂80%~85%以上， 以方鎂石為主晶相。生產(chǎn)鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經(jīng)高溫煅燒而成)等。對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性。純氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀(jì)50年代中期以來(lái)，由于采用了吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂，堿性耐火材料的產(chǎn)量逐漸增加，粘土磚和硅磚的生產(chǎn)則在減少。堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫?zé)峁ぴO(shè)備。