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耐火材料的通性

发布日期:2018-04-21 作者: 点击:

    在普通和特种耐火材料中,常用的品种主要有以下几种:

  酸性

  用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强,但易受碱性渣的侵蚀,它的荷重软化温度很高,接近其耐火度,重复转炉用镁碳砖煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗

  热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30%~46%氧化铝,它以耐火粘土为主要原料,耐火度1580~1770℃,抗热震性好,属于弱酸性耐火材料,对酸性炉渣有抗蚀性,用途广泛,是生产量最大的一类耐火材料。

  中性

  高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚玉,刚玉的含量随着氧化铝含量的增加而增高,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。铬砖主要以铬矿为原料制成的,主晶相是铬铁矿。它对钢渣的耐蚀性好,但抗热震性差,高温荷重变形温度较低。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好,主要用作碱性平炉顶砖。

  碳质制品是另一类中性耐火材料,根据含碳原料的成分和制品的矿物组成,分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。碳砖是用高品位的石油焦为原料,加焦油、沥青作粘合剂,在1300℃隔绝空气条件下烧成。石墨制品(除天然石墨外)用碳质材料在电炉中经2500~2800℃石墨化处理制得。碳化硅制品则以碳化硅为原料,加粘土、氧化硅等粘结剂在1350~1400℃烧成。也可以将碳化硅加硅粉在电炉中氮气氛下制成氮化硅-碳化硅制品。

  碳质制品的热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高。在高温下长期使用也不软化,不受任何酸碱的侵蚀,有良好的抗盐性能,也不受金属和熔渣的润湿,质轻,是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化,不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬(炉底、炉缸、炉身下部等)、熔炼有色金属炉的衬里。石墨制品可以做反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品还可以制成熔炼铜同金和轻合金用的坩埚。

镁碳砖

  碱性

  以镁质制品为代表。它含氧化镁80%~85%以上, 以方镁石为主晶相。生产镁砖的主要原料有菱镁矿、海水镁砂由海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成)等。对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800℃,因此,镁砖的耐火度较粘土砖和硅砖都高。20世纪50年代中期以来,由于采用了吹氧转炉炼钢和采用碱性平炉炉顶,碱性耐火材料的产量逐渐增加,粘土砖和硅砖的生产则在减少。碱性耐火材料主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼以及一些高温镁碳砖厂家热工设备。营口耐火材料的高温耐压强度是指耐火材料在高于1000~2000℃的高温热态下单位面积所能承受的****压力,以N/mm2 表示。耐火材料的耐压强度一般随温度升高而有明显的变化。当温度由常温起,开始都随温度升高而呈线性下降。此后,有的材料仍随温度升高而继续下降;有的当温度升至一定范围内时,则随温度升高而升高,并在某一特定温度下达****值,随后急剧下降。

    耐火制品高温耐压强度的这种变化是受材料中的一些组分特别是其中的基质或其结合相在高温下发生的变化所控制。一般而论,完全由晶体构成的烧结耐火材料,因高温下其中晶粒及晶界易发生塑性变形,特别是当其加荷速度较小时更易产生塑性变形,故其强度随温度的升高而降低。当其中部分晶相或各晶相间在高温下熔融或形成熔融体时,则其强度往往剧烈下降。当耐火材料中除含有晶体以外,还含有一定量的玻璃相时,如硅砖、粘土砖和高铝砖,其基质主要由玻璃相构成,随着温度的提高,此种多相材料的强度也因结构随温度的变化而降低。但当温度进一步提高后,由于玻璃相的粘度由脆性变为强韧性,使材料颗粒间结合更为牢固,从而使强度反而有明显提高。再后,当温度继续升高,制品中熔体粘度急剧降低,强度才随熔体粘度急剧下降而降低。当耐火材料中含有一定数量的随温度而变化的结合剂时,则制品的强度随温度升高必有相应波动。


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