结合剂 把由耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质，又称“胶结剂”。用作耐火材料的结合剂，不但要求具有较好的冷态和热态结合强度，而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。 分类耐火材料，尤其是不定形耐火材料所用的结合剂，随被结合材料的性能及用途不同而不同，品种繁多，一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。 按结合剂的化学性质分有无机结合剂和有机结合剂。 (1)无机结合剂。按其化合物性质可分为6类。第1类为硅酸盐类。包括硅酸钙水泥、水玻璃(包括硅酸钠、硅酸钾水玻璃)和结合粘土。第2类为铝酸盐类。包括普通铝酸钙水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)、纯铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、含尖晶石铝酸钙水泥等。第3类为磷酸盐类。包括磷酸、磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸铵、铝铬磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。第4类为硫酸盐类。包括硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等。第5类为氯化物类。包括氯化镁(卤水)、氯化铁、聚合氯化铝(又称碱式氯化铝)等。第6类为溶胶类。包括硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶等。 (2)有机结合剂。按制取方法分为两类。第l类为天然有机物，即从天然有机物中分离出的，包括淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠、纸浆废液、焦油和沥青等。第2类为合成有机物，即通过化学反应或缩聚反应而合成的，包括甲阶酚醛树脂、线性酚醛树脂(又称酚醛清漆)、环氧树脂、t聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、硅酸己酯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等。 按结合剂硬化条件分有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。
(1)水硬性结合剂。加入散状耐火材料集料中、加水混合均匀并成型后，在潮湿条件下养护才能发生正常的凝结与硬化的结合剂，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥。 (2)气硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在自然干燥条件(常温)下养护即可发生凝结与硬化的结合剂，这类结合剂使用时一般要加硬化剂，如水玻璃加氟硅酸钠，磷酸或磷酸二氢铝加铝酸钙水泥或氧化镁，氧化硅微粉加铝酸钙水泥或氧化镁等。 (3)热硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在加热烘烤时才能发生硬化的结合剂，如磷酸、磷酸二氢铝、甲阶酚醛树脂等。 结合机理耐火材料用的结合剂，随结合剂的化学性质不同，其结合机理也不同。 (1)水化结合。借助于常温下结合剂与水发生水化反应生成水化产物而产生结合作用。如铝酸钙水泥加水后，发生水解和水化反应生成六方片状或针状CaO?A12O3? 10H2O(CAHl0)、2Ca0?AL2O3?8H2O(C2AH8)和立方粒状3Ca0?AL2O3?6H2O(C3AH6)晶体和氧化铝凝胶体(AL2O3gel)，形成凝聚一结晶网而产生结合，反应如下： 又如p—AL2O3加水混合时，会发生水化反应而生成单斜板状、纤维状或粒状三羟铝石(Bayerite)和斜方板状勃姆石(Boehmite)而产生结合作用。反应如下：
第一节耐火材料的基本知识 1、耐火材料的定义？ 耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。 2、耐火材料必须具备的基本性能？ （1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性 3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？ （1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。 （2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。 （3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。 4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？ （1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃； （2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃； （3）特级耐火材料，耐火度＞ 2000℃； 5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？
（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。 6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？ （1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。 7、按外形耐火材料可分类为几类？ （1）耐火砖——具有一定的形状。（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。 8、学习耐火基本知识的目的？ （1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。 （2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。 （3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。 第二节耐火材料的基本性能 9、什么叫气孔率？
钢包用耐火材料 1 镁碳砖 2 镁碳砖 3 镁铝碳砖 4 镁钙碳砖 5 铝镁无碳砖 6 自流浇注料 7 永久层整体浇注料 8 工作层浇注料 9 上下水口 10 水口座砖 11 高温烧成滑板 12 耐火泥浆 镁碳砖系列 我公司的镁碳砖系列产品采用高纯、高致密镁砂或大结晶电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型和低温热处理制成。该系列产品具有耐火度高、强度高、抗渣性好、热震稳定性好等优点，主要用于钢包包壁、包 底、渣线部位，并可根据具体生产情况选择不同牌号的产品。 镁碳砖主要理化指标 牌号Hger-MT-10A/B/C Hger-MT-12A/B/C Hger-MT-14A/B/C A B C A B C A B C MgO％80 78 76 78 76 74 76 74 72
≥ C％ ≥ 10 10 10 12 12 12 14 14 14 显气孔率％ ≤ 4 5 6 4 5 6 4 5 6 体积密度 /g.cm-3 ≥ 3.0 2.95 2.95 2.98 2.96 2.95 2.95 2.93 2.90 耐压强度 /MPa≥ 40 35 30 40 35 30 40 35 30 高温抗折强度/MPa≥8 7 6 8 7 6 12 10 8 1450℃,30min 应用钢包包壁、包底、渣线 镁铝碳砖系列 我公司的镁铝碳砖系列产品采用电熔镁 砂、电熔刚玉和大鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型制 成，具有强度高、抗侵蚀、抗冲刷等优点，主要 用于钢包包壁、包底部位。 镁铝碳砖主要理化指标 牌号Hger-MLT 50Hger-MLT 60 Hger-MLT 65 Hger-MLT 70 Hger-MLT 75 Hger-MLT 80 MgO％ ≥ 50 60 65 70 75 80 AL 2O 3％ ≥ 30 20 15 10 8 4 C％ ≥ 8 8 8 8 8 8 显气孔 率％≤ 8 8 8 8 8 8 体积密度 /g.cm-3 ≥ 2.85 2.90 2.90 2.90 2.90 2.95 耐压强度 /MPa≥ 35 40 40 40 40 45 应用钢包包壁、包底
含碳耐火材料CO在钢水中的溶解及碳氧反应 碳在钢中的含量变化很大，从小于0.005%的超低碳薄板钢直至2%高碳素工具钢。钢中的碳对钢的组成、显微结构及性能有很大影响。在铁水中碳原子放出4个价电子成为C4+离子。此离子的半径很小，约（0.2?0.3）×10-10m，在铁水的有序带中位于铁原子构成的八面体或四面体的空隙中，形成间隙式溶体，当碳含量小于3.65%时，铁水可能形成Fe3C或Fe4C的群聚团。当碳的浓度很高时，可能在铁水中形成FeC的群聚团，并可能有微晶石墨析出。碳溶解于铁水中要吸收23kJ/mol的热量，说明Fe-C之间有较强的结合，与理想溶液有偏差。但是，在实际计算中，当碳浓度在0.02%?1%之间时，可认为碳的活度系数γc=1。应该说明，在铁水中，一个碳原子周围存在许多Fe原子，形成群聚团结构。不能以Fe3C分子的形式析出。 当含碳耐火材料与钢水接触时，可能发生如下反应： C（S）=[C]（3-1） ΔGθ=22590-42.26T[2]（3-2） 式（3-2）中，ΔGθ是以石墨为原始碳以及质量1%浓度溶液为标准态的吉布斯自由能。 溶解于钢水中的碳也可以被氧化，可能的氧化反应为： 2[C]+O2=2CO（g）（3-3） [C]+（FeO）=CO（g）+[Fe]（34） [C]+[O]=CO（g）（3-5）
当碳浓度很低时（小于0.05%），还可能出现下面的反应： [C]+2[O]=CO2（g ）（3-6） 上述各反应中都会产生CO 气体。CO 不溶于钢水中而以气泡的形式自钢水中放出，形成钢水的沸腾状态。这不仅促进了传热与传质，有利于钢水的温度均匀，还有利于钢水中溶解气体与夹杂物的排出。 在一般情况下，控制钢水中氧浓度的主要是反应式（3-5）。其平衡常数为： ()o c 53·1]][%%[f f O C Pco K ?=-（3-7） 式中，fc 与fo 分别为以质量1%浓度溶液为标准态时碳与氧的活度系数。它们与钢水中碳浓度有关。随钢中碳浓度增加，fc 上升而fo 下降。在碳浓度在0.02%?2%的范围fcfo 积的变化不大，接近于1。 式（3-7）可改写为： co ]][%%[1o c P ==O C f Kf m （3-8） 当Pco=1.01325×105Pa ，有m=[%C][%O]，称为平衡碳氧积。在钢中碳含量不高（小于0.5%），温度为1600℃左右时，m =0.0025。由于K （3-5）随温度的变化不大，因而可以根据钢水中的碳含量用平衡 碳氧积来估计钢中的氧含量。此外，因为mPco =[%C ][%O]，碳氧积随Pco 的减少而降低，所以在真空中，钢中的碳浓度可进一步下降。 在钢铁熔炼的实际操作过程中，碳氧化所需要的氧是氧枪喷入的氧或者是炉气中的氧。氧化过程较为复杂。炉气中的氧通过熔渣进入钢水中与碳氧化生成CO 的过程可用图3-1来描述。其主要反应如下：
作者简介:欧阳德刚(1964-),男,江西吉安人,教授级高级工程师. 含碳耐火材料防氧化涂料的实验研究 欧阳德刚,胡铁山,王海青,朱善合 (武钢技术中心,湖北武汉430080) 摘 要:根据武钢钢包渣线含碳耐火材料实际烘烤条件下的氧化状况,结合国内外有关防氧化涂料的研究结果,分析了钢包渣线含碳耐火材料防氧化涂料的性能要求和防氧化机理。结合国内原材料供应状况,进行了防氧化涂料的配方设计和实验研究,在实验室实验条件下取得了防氧化效率72.56%的优良效果。 关键词:含碳耐火材料;防氧化涂料;性能要求;配方 中图分类号:TF065.1+1 文献标识码:A 文章编号:100824371(2006)0320024204 Experimental research on anti 2oxidation coatings for carbon 2containing refractory OU YAN G De 2gang ,HU Tie 2shan ,WAN G Hai 2qing ,ZHU Shan 2he (Technology Center of WISCO ,Wuhan 430080,China ) Abstract :In term of t he oxidization stat us of t he carbon containing ref ractory for ladle dregs section during t he act ual baking in WISCO t he anti 2o xidation mechanism and p rop 2erty requirement s for t he anti 2oxidation coatings are analyzed in combination wit h t he re 2search result s of t he anti 2oxidation coatings at home and abroad.The appropriate ingre 2dient of t he coatings has been designed and tested in t he laboratory in light of t he mate 2rial supply conditions in our Co unt ry.Very excellent result s of about 72.56%anti 2oxi 2dation rate have been achieved in t he laboratory experiment s. K ey w ords :carbon containing ref ractory ;anti 2oxidation ;property requirement ;ingredi 2ent 含碳耐火材料由于石墨的引入提高了耐火材 料的抗渣性能和抗热震稳定性能,因而被广泛地应用于冶金炉窑热工设备的内衬上。然而,由于耐火材料中炭质材料容易被氧化,导致耐火砖结构疏松,使含碳耐火材料优良使用性能的发挥受到抑制[1,2]。因而,防止含碳耐火材料中炭质材料的氧化是提高含碳耐火材料使用效果的一条重要途径。为此,针对如何有效地防止含碳耐火材料中炭质材料的氧化问题,世界各国的耐火材料专业学者进行了大量的研究工作,具体处理方法有3种,即浸渍氧化抑制剂法、添加防氧化剂法和表面涂层法[1,2]。其中涂层法的防氧化原理是通过涂层高温形成的少量液相封闭制品表面气孔,阻隔氧气向耐火材料内部扩散,达到抑制炭质材 料氧化的目的[1～7]。由于涂层法制备简单、使用方便、成本低廉,因而激起了众多科技工作者广泛的兴趣,并针对不同种类含碳耐火材料的性能与应用条件,进行了系列防氧化涂料的研究。本文介绍钢包渣线用含碳耐火材料防氧化涂料的研究过程。 1 含碳耐火材料防氧化性涂料的性能要 求 由武钢生产的实际过程可知,钢包渣线用含碳耐火材料的氧化问题主要发生在烘烤过程。据实际考察发现,钢包烘烤的最高温度为1200℃左右,每次烘烤渣线含碳耐火材料的氧化层厚度为5～10mm ,在烘烤异常情况下,氧化层厚度甚至高达20mm 。根据涂层隔离扩散的防氧化原 ?42? 2006年 6月 第44卷第3期武钢技术 WISCO TEC HNOLO GY J un.2006Vol.44 No.3
现行有效耐火材料标准目录 2010-08-17 09:54 来源：我的钢铁试用手机平台 一、基础标准 1GB/T2992-1998（2004）通用耐火砖形状尺寸 2GB/T4513-2000（2004）不定形耐火材料分类 3GB/T10325-2001（2004）定形耐火制品抽样验收规则 4GB/T10326-2001（2004）定形耐火制品尺寸外观及断面的检查方法5GB/T13794-2008标准测温锥 6GB/T15545-1995（2004）不定形耐火材料包装、标志、运输和储存7GB/T16546-1996（2004）定形耐火制品包装、标志、运输和储存8GB/T16763-1997（2004）定形隔热耐火制品的分类 9GB/T17105-2008铝硅系致密定形耐火制品分类 10GB/T17617-1998（2004）耐火原料和不定形耐火材料取样 11GB/T17912-1999（2004）回转窑用耐火砖形状尺寸 12GB/T18257-2000（2004）回转窑用耐火砖热面标记 13GB/T18930-2002（2004）耐火材料术语 14GB/T18931-2008残碳量小于7%的碱性致密定形耐火制品分类 15GB/T20511-2006耐火制品分型规则 16YB/T060-2007炼钢转炉用耐火砖形状尺寸 17YB/T2217-1999（2009）电炉用球顶砖形状尺寸 18YB/T4014-1991(2006)玻璃窑用致密定形耐火制品分类 19YB/T4016-1991(2006)玻璃窑用耐火制品抽样和验收方法 20YB/T4017-1991(2006)玻璃窑用耐火制品形状尺寸硅砖 21YB/T5012-2009高炉及热风炉用砖形状尺寸 22YB/T5018-1993(2006)炼钢电炉顶用砖形状尺寸 23YB/T5110-1993(2006)浇铸用耐火砖形状尺寸 24YB/T5113-1993（2009）盛钢桶内铸钢用耐火砖形状尺寸 二、原料标准 25GB201-2000铝酸盐水泥