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常用耐火材料的介绍

文章出处:未知 人气: 发表时间:2019-05-28 17:41
工作性能是决定耐火材料寿命的主要因素,它与耐火材料的化学矿物组成以及物理性质有着密切的关系。化学组成是如何影响材料的性能,常用耐火材料及其特性有哪些?
 
硅酸铝质 
以氧化铝和二氧化硅为基本化学组成的耐火制品,按Al2O3的含量不同,可分为黏土质、半硅质和高铝质等三类耐火材料。
 
1、黏土砖
外表浅棕黄色或黄色,加工成本低廉,工作温度在1400℃左右,对酸性炉渣有一定抵抗能力,广泛用于冶金工业的各种加热炉、锻造炉、热处理炉以及有色冶金炉等炉渣侵蚀作用不大的部位。
 
黏土砖含SiO2 45-65%和Al2O3 30-48%,结晶形态为莫来石(3Al2O3·2SiO2)和方石英。主要原料是高岭土,主要是弱酸性耐火材料。
 
2、半硅砖
半硅砖是指w(SiO2)>65%,w(Al2O3)=15-30%的耐火材料,属于半酸性的耐火材料。原料大多采用天然含石英杂质的黏土和高岭土。
 
3、高铝砖
凡是w(Al2O3)>48%的硅酸耐火制品统称为高铝质耐火制品,按照Al2O3的含量不同分为三级:w(Al2O3)>75%得为一级;w(Al2O3)=65-75%得为二级;w(Al2O3)=48-60%得为三级。按主要矿物又可分为:低莫来石质、莫来石质、莫来石-刚玉质和刚玉质等四种。
 
普通高铝砖的性能一般比黏土砖优越,普通高铝砖的耐火度介于1750-1790℃之间,耐火度随着Al2O3含量的增加而升高,w(Al2O3)=95%以上的刚玉质(α-Al2O3)高铝耐火制品,耐火度达1900-2000℃。
 
目前高铝砖广泛用于砌筑高炉、热风炉、加热炉、回转窑以及铝熔炼炉等。
 
硅质耐火材料 
硅砖是指SiO2>93%的耐火制品。用天然所产的石英岩为原料,并加入少量的矿化剂和结合剂,成型后经高温烧制而成。耐火度在1060-1730℃之间,SiO2含量越高,则耐火度越高。
 
 
镁质耐火材料 
通常把以方镁石为主晶的耐火材料统称为镁质耐火材料。一般MgO含量在80%以上,其产品包括冶金镁砂、镁砖、镁铝砖和镁硅砖等品种。
 
镁砖的耐火度高,大于2000℃,属于高级耐火材料,主要是MgO的熔点高的缘故。镁砖的荷重软化温度较低,为1500-1550℃,因此不能用来砌筑高温炉的炉拱顶。镁砖的抗碱性渣侵能力强,尤其是对含铁炉渣侵蚀的抵抗能力强,对酸性炉渣侵蚀的抵抗能力弱。
 
有色金属用耐火材料,尤其是重金属冶炼炉窑用耐火材料,以碱性耐火材料为主。我国有丰富的镁矿资源,高质量镁砂是高质量碱性耐火材料的基础。镁砂质量,减少镁砂杂质(SiO2、CaO、FeO)是提高镁质耐火材料质量的关键。
 
含碳耐火材料 
由碳或碳的化合物制成的耐火材料,比较常见有碳砖、石墨黏土制品和碳化硅制品。
 
碳砖是将质量好、含灰分低的冶金焦炭或无烟煤,经粉碎烘干后加入一定了熬好的焦油或沥青,经混合、成型,在绝缘空气下烧成。具有耐火度高、抗渣性强、热稳定号等优点。最大缺点是在氧化气氛中会产生强烈氧化,所以只能用在部和氧化性气氛接触的地方,如冶炼铅、铝、锑等有色金属炉子的炉底、炉缸内衬。
 
石墨黏土制品是将质量良好的石墨配入部分软质黏土作为黏接剂,混合后成型;在隔绝空气下烧成含碳量为20-70%的制品。该制品抗氧化性比碳砖强,但耐火度则较低,一般为2000℃左右。
 
碳化硅制品是以人造碳化硅(金刚砂)为原料,加入黏结剂,经高温煅烧而成(含w(SiC)=30-90%)的耐火制品,基本保留了碳砖所具有的特征,如导电导热性好,不易被熔融金属和炉渣所润湿,具有良好的抗渣性、热稳定性和抗氧化性。碳化硅耐火制品造价昂贵,主要用于要求导热性和导电性高的热工设备上,如锌冶金的蒸馏罐、精馏塔、电阻炉的发热体等。
 
锆质及铬质
我国有丰富的锆英石资源,应充分利用氧化锆的耐高温、耐腐蚀、抗冲刷的优良性能。
 
我国铬资源很少,金属铬的产量很低,但有些企业利用生产金属铬产生的渣,研制出耐高温、耐冲刷、耐腐蚀的铬铝尖晶石制品,解决了不少有色冶金炉窑的炉寿问题,如株洲冶炼厂锌渣挥发窑在使用了该企业的铬铝尖晶石制品后,炉寿提高了几倍,深受欢迎。
 
不定形耐火材料 
不定形耐火材料包括耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料等,在有色冶金炉窑使用较多,如氢氧化铝焙烧的流态化炽烧炉,使用不定形耐火材料已达50-70%,而炉型与之相似的锌精矿流态化焙烧炉,则基本上采用砖砌筑。
 
在有色冶金炉窑上采用不定形耐火材料有很大的发展余地,如铅鼓风炉炉缸底部、铜阳极炉炉底、一些电炉炉顶、锡反射炉炉底等部位,均可以使用不定形耐火材料,不仅省时、省钱,还可以加强炉体部位整体性,提高炉寿命。
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