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第七章特种耐火材料

出钢制度

温度制度 1 转炉炼钢的温度制度包括哪些内容,它对冶炼有什么影响? 温度制度主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制。 吹炼任何钢种,对其出钢温度都有要求。如果出钢温度过低,水口容易结瘤,钢包易粘钢甚至出现要回炉处理的事故。若出钢温度过高,不仅会增加钢中夹杂物和气体含量,影响钢的质量,而且还会增加铁的烧损,降低合金元素吸收率,降低炉衬和钢包内衬寿命,造成连铸坯(或钢锭)多种缺陷甚至浇注漏钢。沸腾钢出钢温度过高时,还会引起浇注前期模内不沸腾,后期大翻,导致坚壳带过薄等缺陷。因此,控制好终点温度是顶吹转炉吹炼工艺的重要环节之一。控制好炼钢过程温度是确保终点温度达到目标值的关键。 2 吹炼过程中熔池热量的来源与支出各有哪些方面? 氧气顶吹转炉炼钢的热量来源是铁水的物理热和化学热。铁水的物理热是指铁水带入的热量,与铁水温度有直接关系;铁水的化学热就是铁水中各元素氧化、成渣过程所放出的热量,它与铁水的化学成分有关。 从表4—7可以清楚地分析热量的来源、热量的支出及热量损失等方面情况及其各占的比例。

表4-7 热量平衡表 从热量的来源看,铁水的物理热和化学热大约各占一半,因此铁水的温度与化学成分直接关系转炉炼钢热量的来源,所以对转炉用铁水的温度和化学成分必须有一定的要求。 从热量支出来看,钢水的物理热约占70%,这是一项主要的支出,熔渣带走的热量大约占10%,炉气物理热也约占10%,金属铁珠及喷溅带走热、炉衬及冷却水带走热、烟尘物理热,生白云石及矿石分解热,还有其他热损失总共约占10%。 3 什么叫转炉的热效率,如何提高热效率?

转炉炼钢的热效率是有效热占总热量的百分比,其中有效热指钢水物理热及矿石分解热。 总热效率=(有效热/总热量)×100% (4-13) 从表4—7看出,真正有效热占整个热量来源的70%左右,在热量的利用上还有一定潜力。其中,熔渣带走的热量大约占10%,它与渣量的多少有关。因此在保证去除P、S的条件下,宜用最小的渣量。渣量过大不仅增加渣料的消耗,也增加热量的损失,为此最好应用铁水预处理技术,实现少渣操作;同时在吹炼过程中还要尽量减少和避免喷溅;缩短冶炼周期,减少炉与炉的间隔时间等,都是减少热损失,提高转炉热效率的措施。热效率提高以后,可以多加废钢,或多加冷却剂铁矿石,以< 8 什么是终点控制,终点的标志是什么? 终点控制主要是指终点温度和成分的控制。对转炉终点的精确控制不仅要保证终点碳、温度的精确命中,确保S、P成分达到出钢要求,而且要求控制尽可能低的钢水氧含量[O]。 转炉兑入铁水后,通过供氧、造渣等操作,经过一系列物理化学反应,而达到该钢种所要求的成分和温度的时刻,称为“终点”。到达终点的具体标志如下。 (1)钢中碳含量达到所炼钢种要求的控制范围; (2)钢中P、S含量低于规定下限要求的一定范围; (3)出钢温度保证能顺利进行精炼和浇注;

耐火材料重点

第一章: 1耐火材料的定义;耐火度不小于1580℃的无机非金属 材料分类:按化学成份、矿物组成分类1)氧化硅质2)硅酸铝质3)氧化镁质4)刚玉质5)白云石质MgCa(CO3)2 6)尖晶石质Fe2MgO4 7)橄榄石质Mg2SiO4 8)碳质9)含锆质10)特殊耐火材料 按化学性质分类;1)酸性耐火材料2)中性耐火材料3)碱性耐火材料 3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。 4、按耐火度分类普通耐火材料(1580~1770℃);高级耐火材料(1770~2000℃);特级耐火材料(大于2000℃)。 按密度分:轻质(气孔率45%-85%)、重质 生产过程中的基本知识,如一般生产工艺流程:原料加工→配料→混练→(成型)→干燥→烧成(熔制)→(成型)→检验→成品, 配料(颗粒级配又称(粒度)级配,由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量,用百分数表示。)混料使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。等内容; 耐火材料行业存在的问题1)钢铁行业竞争激烈,面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求,除了要求长寿还要对钢水无污染3)研发有待加强,4)应注意可持续发展战略。 存在的差距: 1、通常用耐火材料综合消耗指标来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平,我国吨钢消耗水还较高。(见下表) 2、耐火材料生产装备落后,新技术推广慢 3、原料不精,高纯原料的生产有困难。, 发展趋势:当今耐火材料的发展,一极是不定形化,而另一极则是定形耐火材料的高级化,概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。等。 问题:1合计可用作耐火原料总数为4000余种,其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。why? 除了考虑熔点外,还要看它在自然界中存在的数量及分布情况,即作为耐火原料还应该具有来源广,成本低廉。在地球岩石层中,硅酸盐+铝酸盐数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃,可以用作耐火原料,但是太昂贵了 2留意“烧成”与“烧结”的区别! 烧成是陶瓷、耐火材料制品烧成过程中最重要的物理、化学过程。所谓“烧结”,就是指坯体经过高温作用逐渐排出气孔而致密的过程。 第二章: 耐火材料的宏观结构、微观结构方面的知识, 如显微结构的类型;基质连续结构,主晶相连续结构;基质连续结构:液相数量较多或主晶相润湿性良好,主晶相被玻璃相包围起来,形成基质连续,主晶相不连续结构,如粘土砖。主晶相连续结构:液相数量较少或主晶相润湿不良,形成主晶相连续,基质不连续结构,如硅砖。 力学性能中抗折强度:材料单位面积所承受的极限弯曲应力,高温抗折强度:材料在高温下单位截面所能承受的极限弯曲应力、蠕变:材料在恒定的高温、恒定

耐火材料复习

1、.耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质; 2、耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 耐火材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性,即在高温无荷重条件下不熔融软化的性能称为耐火度,它表示耐火材料的基本性能。 3、耐火材料的分类方法很多,其中主要有化学属性分类法、化学矿物组成分类法、生产工艺分类法、材料形态分类法等多种方法。 酸性耐火材料:硅质,半硅质,粘土质 中性耐火材料:碳质,高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料 两性氧化物: Al2O3、Cr2O3 碱性耐火材料一般是指以MgO、CaO或以MgO·CaO为主要成分的耐火材料,镁质、石灰质、白云石质为强碱性耐火材料;镁铬质、镁硅质及尖晶石质为弱碱性耐火材料。 (1)硅质耐火材料含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料,主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产,其SiO2含量一般不低于93%,主要矿物组成为磷石英和方石英,主要用于焦炉和玻璃窑炉等热工设备的构筑。熔融石英制品以熔融石英为主要原料生产,其主要矿物组成为石英玻璃,由于石英玻璃的膨胀系数很小,因此熔融石英制品具有优良的抗热冲击能力。 (2)镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料,以方镁石为主晶相,MgO含量大于80%的碱性耐火材料。通常依其化学组成不同分为: 镁质制品:MgO含量≥87%,主要矿物为方镁石; 镁铝质制品:含MgO >75%,Al2O3含量一般为7-8%,主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石(MgAl2O4);镁铬质制品:含MgO>60% ,Cr2O3含量一般在20%以下,主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石; 镁橄榄石质及镁硅质制品:此种镁质材料中除含有主成分MgO外,第二化学成分为SiO2。镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2,前者的主要矿物成分为镁橄榄石,其次为方镁石;后者的主要矿物为方镁石,其次镁橄榄石; 镁钙质制品:此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙(2 CaO?SiO2)。 3)白云石质耐火材料 以天然白云石为主要原料生产的碱性耐火材料称为白云石质耐火材料。主要化学成分为:30-42%的MgO 和40-60%的CaO,二者之和一般应大于90%。其主要矿物成分为方镁石和方钙石(氧化钙)。 4)碳复合耐火材料 碳复合耐火材料是指以不同形态的碳素材料与相应的耐火氧化物复合生产的耐火材料。一般而言,碳复合材料主要包括镁碳制品、镁铝碳制品、锆碳制品、铝碳制品等。 5)含锆耐火材料 含锆耐火材料是指以氧化锆(ZrO2)、锆英石等含锆材料为原料生产的耐火材料。含锆耐火材料制品通常包括锆英石制品、锆莫来石制品、锆刚玉制品等。 (6)特种耐火材料 碳质制品:包括碳砖和石墨制品; 纯氧化物制品:包括氧化铝制品、氧化锆制品、氧化钙制品等; 非氧化物制品:包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化锆、硼化钛、塞伦(Sialon)、阿伦(Alon)制品等; 1.3耐火材料的组成、结构与性质 耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料,在使用过程中除承受高温作用外,还不同程度地受到机械应力、热应力作用,高温气体、熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。 耐火材料的性质主要包括化学-矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质及高温使用性质等。

铝碳化硅锆质耐火材料完整

学生毕业论文(设计) 课题名称:铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖 的研制与使用 专业班级:材料工程0501 姓名:利鹏 系部:冶金学院 实习单位:莱芜钢铁集团 指导老师:田华孙华云 2008年05月06日 摘要:随着钢铁企业市场竟争的激烈,“优质、高效、低耗、环保”

的发展战略,是企业生存和发展的必经之路。在这种形势下,莱芜市耐火材料厂,本着“优质、高效、低耗、环保”的八字方针,开发研制出了一种新型的铁水罐砖,铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖。这种材质的不烧砖,解决了传统的粘土砖粘铁挂渣现象,使用寿命在进行脱硫、脱硅、脱磷的处理时,仍大于1000次,同时它又是一种不烧砖,既节约了能源,又降低了排污污染,是目前较为理想的耐火材料。 关键词:铝碳化硅锆不烧砖铁水罐冷铁抗渗透 铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖的研制与使用 1、铁水罐的构造 根据铁水罐内衬大致可分为3个区域,即上部、渣线部和罐底部。

各部位使用条件差异较大,砖的损毁特点也各有不同: 1.1铁水罐上部 在服役期间与铁水的熔渣接触较少,大部分时间暴露在高温氧化气氛中,由于砖中的石墨易被氧化,往往会导致砖体结构疏松,强度下降。对于上部用罐砖,既要提高其抗氧化性,又要提高对铁水,熔渣抗冲刷性。 1.2渣线部位 铁水罐渣线部位的砖在服役期浸泡在熔渣和铁水中,经受熔渣的长期的化学侵蚀,这是渣线部位铁水罐砖损毁的主要原因。 1.3罐底部及冲击区 罐底首先要承受高温铁水的强烈机械冲击,(高炉铁水口到铁水罐底的高度落差一般都在3-5米)。铁水罐罐底部在服役期间被高温铁水反复浸泡,受到铁水的熔损和热冲刷。在进行“三脱”处理时,在铁水底部喷吹强碱性造渣粉状材料,铁水的强烈搅动,加剧了对罐底的侵蚀,高温铁水的熔损、热冲击和机械冲刷是此部位耐火材料损毁的主要原因。 2、铁水罐的主要技术 2.1由烧成砖改为树脂C链结合不烧砖 制品中虽然含有碳、但不烧工艺使产品的热导率比烧成显著降低,保温性能好,铁水在单位时间内温降小,杜绝了罐内冷铁现象。 2.2材质配方的创新使用 原来铁水罐多是以铝Al2O3、SiC为主成分,根据我们研究和罐衬侵蚀机理,在配方中引入了具有熔态渣铁难以浸润的高温材料C成分,增加了ZrO2质增韧材料,提高制品的韧性。 2.3砖型设计的创新 该铁水罐砖型分为两部分设计:桶形罐衬由原来的万能旋转弧衬衬砖改为以圆扇面按角度分割出每个砖型,罐底球面部分利用球体分割法设计每个砖型,砖与砖之间严丝合缝,最大限度的降低了熔态渣铁渗漏机会,提高其全罐的安全性和耐用性。 3、采用的实验方法和技术路线

北京科技大学+耐火材料期末复习

基质:基质是耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。 主晶相:主晶相是指构成耐火制品结构的主体且熔点较高的晶相 耐火度:耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。 显微结构:在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的关系,称为显微结构。 陶瓷结合:又称为硅酸盐结合,其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 直接结合:指耐火制品中,高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合,而不是靠低熔点的硅镁酸盐相产生结合。 混练:使两种以上不均匀的物料的成分和颗粒均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程称混炼。 液相烧结:凡有液相参加的烧结过程;液相起到促进烧结和降低烧结温度的作用。 低水泥浇注料:由水泥带入的CaO含量一般在1.0-2.5%之间的反絮凝浇注料。 热硬性结合剂:热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低,而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 水硬性结合剂:水硬性结合剂是必须同水进行反应并在潮湿介质中养护才可逐渐凝结硬化的结合剂 气硬性结合剂:气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化而具有相当高强度的结合剂 减水剂:保持浇注料流动值基本不变的条件下,可显著降低拌和用水量的物质称为减水剂弹性后效:坯体压制时,外部压力被内部弹性力所均衡,当外力取消时,内部弹性力被释放出来,引起坯体膨胀的作用称为弹性后效 荷重软化点:以压缩0.6%时的变形温度作为被测材料的荷重软化温度,即荷重软化点 镁碳砖:镁碳砖是以烧结镁砂或电熔镁砂为主要原料,并加入适量的石墨和含碳质有机结合剂而制成的镁质制品。 电熔镁砂:由天然菱镁矿、水镁石、轻烧镁砂或烧结镁砂在电弧炉中高温熔融而成的镁质原料 矿化剂:加入耐火材料中,在烧成过程中能促进其他物质转变或结晶的少量物质。 防氧化剂:含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化,被称为防氧化剂 可塑性: 物料受外力作用后发生变形而不破裂,在所施加使其变形的外力撤除后,变形的形态仍保留而不恢复原状,这种性质称为可塑性。 熔铸莫来石制品:由高铝矾土或工业氧化铝、粘土或硅石进行配料,在电弧炉内熔融,再浇铸成型及退火制成的耐火制品称为熔铸莫来石制品。 再结晶碳化硅制品:再结晶碳化硅制品是一种无结合物的碳化硅制品,它是在不加入结合剂的条件下,靠碳化硅晶粒的再结晶作用制成的。 水玻璃的模数:氧化硅与氧化钠的分子比称为水玻璃的模数。 捣打料:以粉粒状耐火物料与结合剂组成的松散状耐火材料称为捣打料。 耐火泥:耐火泥也叫铝酸盐水泥,是以铝矾土和石灰石为原料,经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约为50%的熟料,再磨制成的水硬性胶凝材料。

耐火材料与保温技术

耐火材料与保温技术 摘要:文章根据我国主要保温材料的应用,分析其各自特点,结合国外保温材料的发展现状,分析今后我国保温材料的发展。耐火材料一般是指耐火度在1580oC以上的无机非金属材料.它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一 定的工艺制成的各种产品.具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性,是各种高温设备必需的材料. 关键词耐火材料;保温材料;复合;绿色环保 一耐火材料分类 耐火材料的分类方法有很多.但主要的有按化学成分划分:可以分为酸性、碱性和中性;按耐火度划分:可以分为普遍耐火材料(1580~1770°C)高级耐火材料(1770~2000°C)特级耐火材料(2000°C以上)和超级耐火材料(大于 3000°C)四大类;按加工制造工艺划分:可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品;按用途划分:可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料等;按外观划分:可分为耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料;按形状和尺寸划分可分为:标型、普型、异型、特型和超特型制品;按成型工艺划分:可分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣达、熔铸成型等制品;按化学-矿物组成划分:可分为硅酸铝质(粘土砖、高铝砖、半硅砖)硅质(硅砖、熔融石英烧制品)镁质(镁砖、镁铝砖、镁铬砖);碳质(碳砖、石墨砖)白云石质、锆英石质、特殊耐火材料制品(高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料). 二、经常使用的耐火材料 经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖等. 经常使用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料. 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等. 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等. 三、耐火制品的类别 1、高铝制品 2、莫来石质制品 3、粘土制品 4、硅质制品 5、镁质制品 6、含碳制品 7、含锆制品 8、隔热制品 四、耐火材料的物理性能 耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能. 耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、气孔孔径分布等.

钢水流动性差分析研究与改进

钢水流动性差的原因分析及改进 原因: LF炉精炼钢水粘的主要原因是由于精炼过程中或钢水浇注过程中钢水中铝氧化,由于钢水中存在大量尖锐、带刺状且熔点较高的A12O3夹杂,容易在浇注过程中粘附到水口内壁上,从而逐渐堵塞水口,造成钢水流动性变差,即钢水粘现象。生产实际中大多采用钙处理控制铝脱氧产物在炼钢连铸温度下呈液态,促进铝夹杂物上浮。铝夹杂物组成随着钙含量增加按以下顺序变化: A12O3一CaO?6A12O3一CaO?A12O3一CaO?A12O3—12CaO?7A12O3—3CaO?A12O3—CaO 当夹杂物成分位于CaO?A12O3,12CaO?7A12O3和3CaO?A12O3的低熔点区域时,在浇铸温度下,钙铝酸盐类夹杂物在钢水中以液相存在。 另一方面,钙的加入量过多,形成高熔点的CaS(熔点为2450℃),此时同样会恶化钢水的浇铸性能。生产含铝钢时随着钢中铝含量的增加,氧的活度降低,有利于硫化物的形成;随着钢中硫含量的增加,有利于形成高熔点的CaS;钢水温度降低时,氧的活度降低,也有利于CaS的形成,影响钢水流动性。 具体地说,LF 精炼钢水流动性差的主要原因是在精炼或浇注过程中钢水中的[Al]氧化,生成大量尖锐、带刺状且熔点较高的Al2O3夹杂,在浇注过程中粘附到水口内壁上,堵塞水口,造成钢水流动性变差。在生产实际中,常规做法是采用钙处理的方式,使铝脱 氧产物呈液态,促进铝夹杂物上浮。铝夹杂物组成随着钙含量增加呈以下变化形态: Al2O3—CaO·6Al2O3—CaO·2Al2O3—CaO·Al2O3—12CaO·7Al2O3—3CaO·Al2O3—CaO。 当夹杂物成分位于CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3和3CaO·Al2O3的低熔点区域时,在适当的浇铸温度下,钙铝酸盐类夹杂物在钢水中以液相存在。若钙的加入量过多,易形成高熔点CaS(熔点为2 450 ℃),会恶化钢水的流动性。生产含铝精炼钢种时,随着[Al]含量的增加,氧的活度呈降低趋势,有利于硫化物的形成;随着硫含量的增加,易形成高熔点的CaS。钢水温度降低时,氧的活度降低也有利于CaS的形成,从而影响钢水的流动性。 采取措施: 总:严格控制好钢水成分。如Al、Ti、Si等易氧化元素,在保证产品性能的前提下,应尽可能减少其含量;尽量提高Mn/Si、Mn/S比;炼钢脱氧尽量采用复合脱氧剂。(2)严格做好保护浇注,防止钢水二次氧化。(3)控制合适的钢

炼钢名词解释

001,化学亲和力 指元素于元素之间结合能力的强弱。 002,冲击面积 氧气流股与平静金属液面接触时的面积。 003,炉容比 转炉有效容积与公称容量的比值。 004,均衡炉衬 根据炉衬各部位的损失机理及侵蚀情况,在不同部位使用不同材质的耐火砖,砌筑不同厚度的炉衬。 005,喷孔夹角 喷孔几何中心线与喷头轴线之间的夹角。 006,石灰活性 是指石灰与熔渣的反应能力,它是衡量石灰在渣中溶解速度的指标。 007,碳氧浓度积 即在一定温度和压力下,钢液中碳与氧的质量百分浓度之积是一个常数,而与反应物和生成物的浓度无关。 008,转炉的热效率 转炉炼钢的热效率是有效热占总热量的百分比,其中有效热指钢水物理热及矿石分解热。 009,留渣操作 留渣操作就是将上炉终渣的一部分留给下炉使用。终点熔渣的碱度高,温度高,并且有一定(Tfe)含量,留到下一炉,有利于初期渣尽早形成,并且能够提高前期去除P、S的效率,有利于保护炉衬,节约石灰用量。 010,终点控制 主要是指终点温度和成分的控制。对转炉终点控制不仅要保证重点碳、温度的精确命中,确保P、S成分达到出钢要求,而且要求控制尽可能低的钢水氧含量。

011,拉瓦尔型喷头 拉瓦型喷头是收缩-扩张型喷孔,出口氧压低于进口氧压之比小于0.528,形成超音速射流。气体在喉口处速度等于音速,在出口处达到超音速。 012,定量装入制度,有何特点 定量装入是在整个炉役期间,每炉的装入量保持不变;这种装入制度的优点是:发挥了设备的最大潜力,生产组织、操作稳定,有利于实现过程自动控制。但炉投前期熔池深、后期熔池变浅,只适合大、中型转炉。国内外大型转炉已广泛采用定量装入制度。 013,溅渣护炉 利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣,通过高压氮气的吹溅,使其在炉衬表面形成高熔点的熔渣层,并与炉衬很好的粘结附着,称为溅渣护炉。 014,复合吹炼强搅拌 在顶、底复合吹氧工艺中,供气强度(标态)波动在0.20~2.0m3/(t.min);底部供气组件通常使用套管式喷嘴,中心管供氧,环管供天然气、或液化石油气、或油做冷却剂,此工艺属于复合吹炼强搅拌。 015,“后吹”,有何弊病 一次拉碳未达到控制的目标值需要进行补吹,补吹也称为后吹。因此,后吹是对未命中目标进行处理的手段。后吹会给转炉冶炼造成如下严重危害。(1)钢水碳含量降低,钢中氧含量升高,从而钢中夹杂物增多,降低了钢水纯净度,影响钢的质量。(2)渣中TFe增高、降低炉衬寿命。(3)增加了金属铁的氧化,降低钢水收得率,使钢铁料消耗增加。(4)延长了吹炼时间,降低转炉生产率。(5)增加了铁合金和增碳剂消耗量,氧气利用率降低,成本增加。 016,转炉日历利用系数? 转炉在日历时间内每公称吨每日所生产的合格钢产量。 转炉日历利用系数(吨/公称吨·日)=合格钢产量(吨)/(转炉公称吨×日历日数)

无机材料方面耐火材料技术总结

绪论 1、耐火材料的定义:耐火度不小于1580℃的无机非金属材料(传统定义); 耐火度不小于1500℃的非金属材料及制品(ISO的定义)。 2、耐火材料的分类 按化学矿物组成分类:硅质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、碳复合耐火材料、含锆耐火材料、特种耐火材料。 耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料(硅砖和锆英石砖)、中性耐火材料(刚玉砖、高铝砖、碳砖)、碱性耐火材料(镁砖、镁铝砖、镁铬砖、白云石砖)。 根据耐火度的高低:普通耐火材料:1580~1770℃、高级耐火材料:1770~2000 ℃、特级耐火材料:>2000℃ 依据形状及尺寸的不同:标普型、异型、特异型。 按成型与否分:定型耐火材料、不定型耐火材料。 按烧制方法分:烧成砖、不烧砖、熔铸砖。 第一章 3、耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料,面临:承受高温作用;机械应力;热应力;高温气体;熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。 4、耐火材料的性质主要包括化学-矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质及高温使用性质等。(1)化学组成: 主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分。 杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质(氧化物、化合物等)添加成分为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分,引入添加成分的物质称为添加剂。 (2)矿物组成耐火材料的矿物组成一般分为主晶相和基质两大类。基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。 5、耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。耐火材料中的气孔可分为三类:开口气孔(显气孔)、贯通气孔、闭口(封闭)气孔。 6、气孔产生的原因:1)原料中的气孔(原料没有烧好);2)制品成型时,颗粒间的气孔。 7、耐火材料的力学性质是指制品在不同条件下的强度等物理指标,是表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、耐磨性及高温蠕变等。 8、透气度与贯通气孔的数量、大小、结构和状态有关,并随着制品成型时的加压方向而异。 9、耐火材料的耐压强度包括常温耐压强度和高温耐压强度,分别是指常温和高温条件下,耐火材料单位面积上所能承受的最大压力 10、耐火材料的抗折强度包括常温抗折强度和高温抗折强度,分别是指常温和高温条件下,耐火材料单位截面积上所能承受的极限弯曲应力。它表征的是材料在常温或高温条件下抵抗弯矩的能力,采用三点弯曲法测量。 11、耐磨性是指耐火材料抵抗坚硬的物体或气流的摩擦、磨损、冲刷的能力。 12、耐火材料的高温蠕变性能是指在某一恒定的温度以及固定载荷下,材料的形变与时间的关系。 13、耐火材料的体积或长度随着温度的升高而增大的物理性质称为热膨胀。 14、耐火材料在无荷重条件下,抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。耐火度通常都用标准测温锥的锥号表示(上2,下8,高30mm)。 15、测定耐火材料耐火度试验方法的要点是:将由被测耐火原料或制品制成的试锥与已知耐火度的标准测温锥一起置于锥台上,在规定的条件下加热并比较试锥与标准测温锥的弯倒情况,直到试锥顶部弯倒接触底盘,此时与试锥弯倒的标准温锥可代表的温度即为该试锥的耐火度。

耐火材料学

耐火材料学 1、耐火材料定义:耐火材料为物理与化学性质适宜于在高温下使用的非金属材料,但不排除某些产品可含有一定量的金属材料。 2、耐火材料按性质分类为酸性、碱性、中性耐火材料。 3、耐火材料中的气孔可分为三类:开口气孔(显气孔)、贯通气孔、闭口(封闭)气孔。 真密度:带有气孔的干燥材料的质量与其真体积之比值。 显气孔率:带有气孔的材料中所有开口气孔体积与其总体积之比。 吸水率:带有气孔的材料中所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥材料质量之比。4、耐火材料的强度包括耐压强度与抗折强度。耐火材料的耐压强度是单位面积上所能承受而不破坏的极限载荷;耐火材料的抗折强度是指将规定尺寸的长方体试样在三点弯曲装置上能够承受的最大应力。 5、热膨胀系数:耐火材料的热膨胀系数通常是指平均热膨胀系数,即从室温升至试验温度,温度每升高1℃试样长度的相对变化率。线膨胀系数:有时也称为线弹性系数,指温度每变化1℃材料长度变化的百分率。 6、耐火材料的使用性质: ①耐火度:耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。 ②高温蠕变:耐火材料在一定的压力下随时间的变化为产生的等温变形称为耐火材料的高温蠕变或者压蠕变。 ③耐火材料的高温体积稳定性。重烧线变化是指试样在加热到一定的温度保温一段时间后,冷却到室温后所产生的残余膨胀或收缩。 ④耐火材料的抗热震性。其测试方法是加热—冷却法,将一定的试样直接放入已经达到规定温度的炉内保温达到规定的时间后,迅速从炉中取出,在水等介质中或空气中淬冷。 7、耐火材料的抗渣性:耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的性能称为抗渣蚀性能。 8、渣向耐火材料中的渗透: ①通过开口气孔与裂纹向耐火材料内部渗透。 ②通过晶界向耐火材料内部渗透。 ③渣中的离子进入到构成耐火材料的氧化物中,通过晶格扩散进入耐火材料中。 以上三种方式通过气孔与裂纹的渗透是最大的。 9、实验室最常用的抗渣性试验方法为坩埚法。其优点是简单易行,可以在同一个炉子中进行多个坩埚的抗渣性试验;缺点是:耐火材料试样静止不动,试样周围的侵蚀介质(熔渣)变化小,很容易达到饱和状态,在耐火材料内部不存在温度梯度。 10、耐火材料配方设计: ①化学与相组成的设计。②颗粒组成的设计。 11、耐火材料泥料颗粒组成设计原则: ①临界粒度的确定。②最紧密堆积原理。 ③结构、性能与生产过程的综合考虑。 12、硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。根据Al2O3含量的高低,硅酸铝质耐火材料又可分为:半硅质耐火材料,Al2O3含量为15%~30%;黏土质耐火材料,Al2O3含量为30%~45%;高铝质耐火材料,Al2O3含量大于45%。氧化铝质耐火材料是Al2O3含量在95%以上的耐火材料。 13 莫来石—高硅氧玻璃复合材料:在Al2O3·—SiO2系材料的低铝区域,存在于耐火材料中的主要相成分为莫来石,方石英及玻璃相。由于方石英的存在这类制品的抗热震性差。如果将方解石融入玻璃相中,不仅可以消除因方石英的相转变而导致的抗热震性差,而且可以获得SiO2含量高的玻璃相。生产莫来石—高硅氧玻璃复合材料有两种方法(1)直接将黏土等

耐火材料11a

第十一章特殊耐火材料 11.1 氧化物制品 11.1.1 概念 1. 特殊耐火材料基础知识 特种耐火材料的是在传统陶瓷、精密陶瓷和普通耐火材料以及功能性耐火材料的基础上发展起来的,是一组熔点在1980℃以上的高纯氧化物、非氧化物和炭素等单一材料或各种复合料为原料的,采用传统生产工艺或特殊生产工艺生产的、其制品具有特殊性能和特种用途的新型耐火材料,又称为特种耐火材料。 宇航、核能、冶金、电子、化工、建材、交通等行业对耐火材料要求愈来愈苛刻和特殊,普通耐火材料已满足不了新的要求,只有具有耐高温、抗腐蚀、髙温化学和热稳定性好的特种耐火材料冰能承受这样的重任和满足使用条件的要求。 特种耐火材料主要有高熔点氧化物、高熔点非氧化物及由此衍生的复合化合物、金属陶瓷、高温涂层、高温纤维及其增强材料。其中高熔点非氧化物通常称难熔化合物,包括碳化物、氮化物、硼化物、硅化物及硫化物等。 特种耐火材料成本较高,具有很多优异性能,是很多工业部门不可缺少、不能替代的产品。特别是在很多新技术、新领域中,在很多关键的部位替代其他产品,可以大幅度地提髙使用寿命,明显地增加了经济效益。特种耐火材料的分类方以原料和制品性状不同来分类,大致可以分成五方面: (1)高熔点氧化物材料及其复合材料; (2)难熔化合物材料(碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等)及其复合材料; (3)高熔点氧化物与难熔金属的复合材料(金属陶瓷); (4)高温不定形材料及无机物涂层; (5)高温纤维及其增强材料。 不同的特种耐火材料,虽然化学成分和结构不同,其性能也存在一定的差异,特种耐火材料总体来说比普通耐火材料具有许多优良的性能,主要包括以下几个方面。 (1)热学性质 热膨胀性:热膨胀性指材料的线度和体积温度升降发生可逆性增减的性能。常以线膨胀数或体积膨胀系数表示。大多数特种耐火材料的线膨胀系数都比较大,仅有熔融石英,氧化硼,氧化硅的线膨胀系数比较小。 (2)力学性质

耐火材料离线作业

东北大学继续教育学院 耐火材料与燃料燃烧试卷(作业考核线上) B 卷 学习中心邯郸电大院校学号:C53100113030002姓名朱志慧 (共页) 一、名词解释(每小题3分,共15分) 1. 耐火材料 耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料和制品。 2. 抗热震性 指材料在承受急剧温度变化时,评价其抗破损能力的重要指标.si3N.各测试值之间越接近,精密度就越高.反之,精密度就越低抵抗损伤的能力。 3. 抗渣侵蚀性 耐火材料在高温状态下抵抗各种侵蚀性物质,如固体物料、炉气、熔渣或熔液等的化学作用...因此耐火材料对熔渣或熔液冲刷、侵蚀的抵抗能力,又称为耐火材料的抗渣性。 4. 标准煤 以进入燃烧装置的燃料为准(例如对煤基为应用基)每放出29300kJ(即7000kcal)热量(按低位发热量计算)折算为1kg标准煤。 5. 燃料 凡是在燃烧时能够放出大量的热,并且此热量能够经济地利用在工业和其他方面的物质统称为燃料。二、单项选择(每小题2分,共10分)

1.耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度,它标志着材料作用的性能。 A.抵抗高温;B.抵抗热震;C.抵抗过热;D.抵抗变形选择( A ) 2.硅砖的荷重软化温度较高,一般为1620~1670°C,与其接近。 A. 熔化温度; B. 烧结温度; C. 耐火度; D. 烧成温度选择( C ) 3.碳复合耐火材料在抗渣性及抗热震稳定性方面的优势是由于的存在所 致。 A. 石英; B. 石墨; C. 氧化镁; D. 氧化钙选择( B ) 4. 的高低是评价煤质优劣的主要依据。 A. 煤灰分; B. 煤水分; C. 煤中碳含量; D. 煤中硫含量选择(A ) 5.高温条件下,碳氧共存时,C-O体系内的气相组成主要是。 A. O2; B. CO; C. CO2; D. N2 选择( B ) 三、多项选择(每小题3分,共15分) 1. 硅砖烧成的目的,是使,从而获得所要求的足够强度。 A. 石英充分转化; B. 晶粒长大; C. 充分地烧结; D.提高抗热震性选择(AC ) 2. 是含游离CaO白云石耐火制品的重要缺点。 A. 抗热震性能很差; B. 抗碱性渣的性能好; C. 高温强度比较高; D. 抗水化性能很差选择( AD ) 3. 为了提高白云质耐火材料的稳定性,采取如下措施。 A.浸渍处理; B. 表面涂层; C. 碳酸化处理; D. 重结晶烧结选择(ABC ) 4. 不定形耐火材料的化学和矿物组成取决于所用的。 A.粉状耐火物料; B. 粒状耐火物料; C. 结合剂的品种; D. 结合剂的数量选择( ABCD ) 5. 绝热材料的主要特征为。 A.气孔率高; B. 体积密度小; C. 导热系数小; D. 重烧收缩大 选择( ABC ) 四、简答题(每小题10分,共50分)

特种硅溶胶与特种耐火材料

特种硅溶胶与特种耐火材料

铸造用硅溶胶 ●使用性能要求 ?优良的常温稳定性?与耐火材料良好的兼 容性 ?较快的干燥速度?较高的湿强度 ?适中的高温强度?较低的残留强度●性能指标要求?SiO2%: 15~50 ?粒经(nm): 5~100?pH:3-7 或9-10.5?Na2O%:0.3~0.8?粘度(25℃):5-16?比重:1.1~1.4

快干(加强型)硅溶胶 ●普通硅溶胶通过物理或化学方法改性、使其更适合 精密铸造使用的硅溶胶 ●特点 ?湿强度高,是普通硅溶胶的1.3~2倍 ?高温强度与普通硅溶胶相当 ?残留强度低 ?透气性好 ?层间干燥时间短 ?对干燥环境的要求较低 ?浆料寿命与普通硅溶胶相当或更长 ?快干胶的粉液比较高、浆料的流动性、流平性较好 ?更适合机械手操作

快干(加强型)硅溶胶的类型 类型一:化学改性 ?改性与快干机理 加入铝、锡、铅、锌等金属离子,改变胶体水化层,促进凝胶 硅溶胶呈酸性、中性、或碱性 典型代表:LUDUX 酸性系列SK、CL、HSA ?优点 a. 酸性胶对pH值不敏感(Ph 4-7),浆料维护少 b. 高聚物的加入使裂壳倾向小 c. NaO%含量低 e. 与锆粉形成的浆料稳定性更好 ?缺点 a. 成本高 b. 粘度高、流变性较差。形成浆料的涂附性、渗透性差,与耐火粉料的附着性均比碱 性快干硅溶胶差,涂层厚 c. 浆料老化后与正价金属离子反应,影响铸件表面质量。 d. 干燥时间较碱性快干硅溶胶长。 e. 对干燥环境要求较碱性快干硅溶胶严格,与普通胶类似。

快干(加强型)硅溶胶的类型 类型二;物理改性 ?改性与快干机理 加入高聚物改变胶体结构,促凝胶;同时高聚物又是有机粘结剂,有效改善硅溶胶的综合使用性能;或加入特种纤维改善硅溶胶的性能,碱性硅溶胶,稳定性好典型代表:REMOSAL系列LPBV、SPBV ?优点 a. 湿强度较高,减少型壳涂层,因制壳和脱蜡引起的裂壳现象较少 b. 浆料的流变性及涂附性较酸性胶有明显的优势,粉液比高,涂料成本低 c. 浆料的渗透性、脱水性能较酸性胶优良,浆料与耐火骨料的粘接、附着更好,型 壳涂层更薄,湿强度更高。 d. 更好地改善型壳的透气性。 e. 型壳残留强度低 f. 对干燥环境的要求相对较低,有利于生产工艺和产品质量的稳定。 g. 干燥更快,一般层间干燥时间平均2h~3h。 ?缺点 a. 浆料对pH值敏感,需定时对浆料进行维护(加入氨水)保持pH值大于9.4。 b. 不能高速搅拌。

实芯纯钙线的钢水钙处理优势及发展前景

实芯纯钙线的钢水钙处理优势及发展前景 随着现代工业科学技术的发展,对钢的性能要求越来越高。而钢中非金属夹杂物是影响钢材性能的主要因素之一,有的甚至是决定性的因素。提高钢水纯净度,降低钢中氧含量和氧化物夹杂,一直是钢铁冶炼中的一大难点。目前,对纯净度要求较高的钢种大都采用铝进行预脱氧或终脱氧,但钢水的浇铸性不稳定,容易发生水口结瘤现象,结瘤物的主要组成为A l2O3。因此要改善钢水的可浇性,必须最大限度地去除Al2O3夹杂,并对残余的Al2O3夹杂进行变性处理,使其形成低熔点的钙铝酸盐。上世纪70年代,钢水钙质处理工艺开始出现,提高了钢水洁净度,有效防止中包水口结瘤,保证了连铸生产顺行。 而使用实芯纯钙线进行钢水钙处理,在国外早已广泛应用,特别是随着上世纪90年代薄板连铸技术的兴起和快速发展,实芯纯钙线的优势已被多数著名钢厂认同。从2010年开始,实芯纯钙线实现国产化后,国内钢厂才逐步推广应用。由于实芯纯钙线钙处理效果优良,并能取得良好的经济效益与社会效益,这两年在国内各钢厂推广十分迅速。 钙处理效果稳定性有待优化 钢水钙处理就是以喷射冶金方法或喂线法将钙合金加入钢液深部,达到脱氧、脱硫,使非金属夹杂变性和去除有害微量元素等冶金效果的炉外精炼技术。 用铝脱氧的钢中,Al量足够时,脱氧产物主要是Al2O3夹杂呈簇状,其熔点高(2050℃),炼钢温度下为固态,连铸时易黏附在水口壁上,积累长大结瘤,会引起水口堵塞。在钢材加工时,它在钢中呈链状或串状分布,恶化钢材内部和表面的质量。采用钙处理技术,可使A l2O3夹杂变为低熔点的钙铝酸盐。 硫化物的变性处理,情况比较复杂,因为加进去的钙先要和氧起反应,氧降到一定程度之后,钙方能与硫反应生成CaS,或在CaO的外层起脱硫反应生成CaS,或与CaOAl2O3、CaO、Al2O3、SiO2等夹杂物起反应生成CaS,最后CaS均存在于这些夹杂物的外层。 使用钙处理控制非金属夹杂物形态时应特别注意加钙量,只有在[Ca]/[O]或[Ca]/[AI]和[C a]/[S]合适的条件下才能得到满意的结果。钙的沸点为1484℃,它在钢液中的溶解度很小,因此要想最经济地达到合适的[Ca]/[O]或[Ca]/[AI]和[Ca]/[S],必须降低钢水中的[O]和[S]之后再进行钙处理。随着钢水中钙的增加,CaO和Al2O3可以生成5种化合物,在炼钢温度下生成3CaOAl2O6、12CaO7Al2O3的可能性较大。其中12CaO7Al2O3熔点最低,钢水可浇性最好,是Al2O3夹杂物变性处理的最佳效果。如果钢水钙含量过高,生成3CaOAl2O 的比例增加,由于3CaOAl2O的熔点为1535℃,在钢水低于此温度时,中包絮流的几率也会升高。另外,当钢水硫含量偏高时(S>0.01%),钢水钙含量过高,也会生成高熔点Ca S(2400℃)。 钙处理工艺方法主要有两种,一种是把含钙粉剂喷射到钢液内的喷粉法;另一种是把含钙粉剂外包低碳钢铁皮制成芯线,用喂线机喂入钢液深部的喂线法。喷粉法较适用于铁水预处理脱硫、脱磷、脱硅,而喂线法适用于非金属夹杂物变性处理。目前喂线法使用的包芯线

锆英石特种耐火材料生产工艺

锆英石特种耐火材料生产工艺 1.锆英石特种耐火材料的概述 锆英石耐火材料由于具有一系列优良的性能,被广泛用于冶金工业和玻璃、陶瓷工业中。早在1939~1941年间,国外就有人研究用于玻璃工业的致密锆英石砖。今天,锆英石耐火材料巳成为国外玻璃和玻璃纤维工业中必不可少的一种耐火材料。 锆英石广泛分布在岩浆岩、沉积岩、变质岩内。由于其物理化学性质稳定,易富集在经长期搬运和反复冲刷的沉积物中。某些滨海砂矿中锆英石含量丰富。我国出产的锆英石矿砂外观呈黄色、褐灰、灰色,细砂状。颜色的不同主要与其杂质中的铁的氧化程度有关,此外,也和杂质中的铀和牡的含量有关。锆英石在理论上应含67.23%的ZrO 2和32.77%的SiO 2(重量百分比)。实际上锆英石矿砂都含有不同量的杂质,使ZrO 2与SiO 2的比例偏离理论值。 锆英石的真比重为4.6~4.7,平均莫氏硬度为7.5。锆英石材料的热膨胀系数等性能列于表1中。从ZrO 2~SiO 2相图上可看出锆英石在1676士7℃要分解成四方氧化锆和方石英(见图1) ZrSiO 4???→←?±C 71676ZrO 2+SiO 2 锆英石中存在杂质对其分解有显著影响。由于锆英石在高温要分解,因此,作为耐火材料其长期使用温度应在1600℃以下。 表1 锆英石材料的性能 序号 性 能 数 值 1. 温度 ℃ 膨胀系数×103 度-1 100 500 900 1100 1.17 3.93 4.35 4.18 2. 温度 ℃ 电阻率 欧—厘米 592 971 1192 1478 1.03×107 1.41×105 1.87×104 2.40×103 3. 温度 ℃ 导热系数 卡/秒·厘米·度 100 400 1000 0.016 0.012 0.01 4. 荷重软化 开始温度 2公斤/厘米 2 压缩4%温度 1680 ℃ 1715 ℃

耐火材料的热学性质

耐火材料的热学性质 耐火材料的热学性质有热膨胀、热导率、热容、温度传导性,此外还有热辐射性。 3.1 耐火材料的热膨胀 耐火材料的热膨胀是其体积或长度随温度升高而增大的物理性质。原因是材料中的原子受热激发的非谐性振动使原子的间距增大而产生的长度或体积膨胀。衡量耐火材料的热膨胀性能的技术指标有热膨胀率、热膨胀系数。 3.1.1 热膨胀率 热膨胀率也称线膨胀率,物理意义:是试样在一定的温度区间的长度相对变化率。测定出热膨胀率,才能计算出热膨胀系数。 线膨胀率=[(L T-L0)/L0]×100% 式中:L T、L0—分别为试样在温度T、T0时的长度,(mm)。 3.1.2 热膨胀系数 热膨胀系数有平均线膨胀系数α、真实线膨胀系数αT,体膨胀系数β。以后除特别说明外,热膨胀系数一般指的是平均线膨胀系数。线膨胀系数物理意义:在一定温度区间,温度升高1℃,试样长度的相对变化率。 热膨胀系数α=(L T-L0)/ L0(T-T0)=ΔL/ L0ΔT 式中:T、T0—分别为测试终了温度、测试初始温度,(℃)。 体热膨胀系数β=ΔV/V0ΔT 式中:V0—为试样在初始温度T0时的体积,(mm3)。 真实热膨胀系数αT=dL/LdT 式中;L—为试样在某温度时的长度,(mm)。 如线膨胀系数数值很小,则体膨胀系数约等于线膨胀系数的3倍。对于各向同性晶体,体膨胀系数β≈3α;对于各向异性晶体,体膨胀系数等于各晶轴方向的线膨胀系数只和,即β≌αa+αb+αc。 影响材料热膨胀系数的因素有:化学矿物组成、晶体结构类型和键强等。 ①化学矿物组成的影响:含有多晶转变的制品,热膨胀系数的变化不均匀,在相变点会发生突变,例如硅质制品和氧化锆制品;材料中含有较多低熔液相或挥发性成分时,热膨胀系数α在相应的温度区域也发生较大的变化。 ②晶体结构类型的影响:结构紧密的晶体热膨胀系数较大、无定型的玻璃热膨胀系数较

耐火材料的发展历史

耐火材料的发展历史,研究现状,发展趋势,资源的回收与利用 时间: 2010-10-10 来源:国炬高温科技点击: 587 次 中国在4000多年前就使用杂质少的粘土,烧成陶器,并已能铸造青铜器。东汉时期(公元25~220)已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维(用于160 耐火材料 0℃以上的工业窑炉)。前者如氧化铝质耐火混凝土,常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展,要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料,例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。 耐火材料-分类分为普通和特种耐火材料两大类。普通耐火材料按化学特性分为酸性、 耐火材料 中性和碱性。特种耐火材料按组成分为高温氧化物、难熔化合物和高温复合材料此外,按照耐火度强弱可分为普通耐火制品(1580~1770℃)、高级耐火制品(1770~2000℃)和特级耐火制品(2000℃以上)。按照制品的外形可分为块状(标准砖、异形砖等)、特种形状(坩埚、匣钵、管子等)、纤维状(硅酸铝质、氧化锆质和碳化硼质等)和不定形状(耐火泥、浇灌料和捣打料等)。按照烧结工艺分为烧结制品、熔铸制品、熔融喷吹制品等。 耐火材料-主要品种在普通和特种耐火材料中,常用的品种主要有以下几种: 酸性耐火材料 耐火材料 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,是目前生产量最大的一类耐火材料。 中性耐火材料 高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚 耐火材料 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。

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