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耐火材料的概念和分類


編輯:2021-12-17 09:56:35

耐火度高于1580℃的無(wú)機(jī)非金屬材料。耐火度指耐火材料錐形體試樣在沒(méi)有荷重情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料與高溫技術(shù)相伴出現(xiàn),大致起源于青銅器時(shí)代中期。東漢時(shí)期已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀(jì)初,耐火材料向高純、高致密和溫制品方向發(fā)展,同時(shí)出現(xiàn)了不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維。現(xiàn)代,隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展,具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優(yōu)良性能的耐火材料得到了應(yīng)用。

      耐火材料種類繁多,通常按耐火度高低分為普通耐火材料(1580~1770℃)、耐火材料(1770~2000℃)和耐火材料(2000℃以上);按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外,還有用于特殊場(chǎng)合的耐火材料。

      酸性耐火材料以氧化硅為主要成分,常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅93%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,抗熱振性差。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,但抗熱振性較差,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,耐熱振性能好,高溫強(qiáng)度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,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)涂層和纖維陶瓷等。


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