第二篇耐火材料的应用
耐火材料作为高温炉窑及热工设备的结构材料及元部件材料，广泛用于钢铁、有色金属、建材、石油化工、机械工业等部门。
10.1冶金炉窑对耐火材料的要求
冶金炉窑种类繁多，结构复杂，耐火材料的选择和应用往住有很大差别。但是，必须满足下列要求：
能承受高温作用而不软化、不熔化；
能承受高温荷重作用，不丧失结构强度，不发生变形和坍塌；
有好的体积稳定性，在高温下不发生过大的体积膨胀和收缩，重烧线变化小；
能抵抗温度急剧变化；
能抵抗高温熔体的化学侵蚀和物理冲刷作用；
外形尺寸规整，公差小。
10.2耐火材料在使投中损毁的机理
冶金炉窑长期连续处在高温下运行，耐火材料工作条件恶劣，极易损毁，其中以熔炼炉最为典型。造成耐火材料损毁的因素很多，但归纳起来主要有以下几点。
（1）渣蚀作用：是由于熔渣和金属液或含尘腐蚀性气体的物理化学作用而引起的侵蚀。据统计有色冶金炉窑的炉衬60%~70%是由于熔渣的侵蚀而损毁。炼钢转炉和电炉渣线区域主要是由于渣蚀，而成为损毁最严重的部位，并决定着炉衬的寿命。。
（2）温度剧烈变化作用：许多炉窑，特别是间歇式操作炉窑，温度波动大，骤然变化产生很大的内应力，砖砌体开裂、剥落，严重时变形或坍塌倾倒。如炼钢转炉、电弧炉和铜锡熔炼反射炉，熔炼期最高炉温可达1250~1650℃，而放渣和出钢、出铜后，炉内温度急剧，降至600~800℃，温度在短时间内波动太快太大，造成耐火材料内应力大，产生崩裂、剥落而损毁。
（3）气相的沉积作用：很多熔炼炉和火焰炉，在生产过程中会产生CO分解和铅、锌及碱金属氧化挥发，并在耐火材料气孔及砌缝内沉积，造成砖砌体龟裂、变形和化学侵蚀。这种现象在高炉、鼓风炉、竖窑及焦炉的上部较为突出，甚至成为这些部位损毁的主要原因。
（4）机械冲击和磨损作用：许多炉窑内的物料是运动的。如高炉、鼓风炉及竖窑内的物料连续不断地由炉顶向下运动；回转窑内物料作回转前进运动；转炉内液态金属作沸腾搅动等。并且在运动的同时，物料还要发生一系列的物理化学变化。因此，对炉衬产生很大的
机械冲击和严重的磨蚀作用，破坏性非常大。例如高炉炉喉磨损严重，不得不采用铸钢板加以保护。氧气转炉由于钢水的剧烈搅动，常发生炉衬被刷掉的现象，而需经常补炉。；
（5）单纯熔融作用：许多耐火材料在高温热负荷作用下，往往发生重烧线变化，造成砌筑体失稳。有时操作温度过高，还会造成局部软化甚至熔融，形成溶液，导致砌体坍塌。。
10.3 耐火材料选用的原则
（1）掌握炉窑特点：根据炉窑的构造、各部位工作特性及运行条件，选用耐火材料。要分析耐火材料损毁的原因，做到有针对性地选用耐火材料。例如各种熔炼炉渣线及以下部位的炉村及炉底，以受渣和金属熔体的化学侵蚀为主，其次才是温度骤变所引起的热应力作用，一般选用抗法性优良的镁质、镁铬质耐火砖砌筑。渣线以上部位可选用镁铝砖或镁铬砖，或高铝砖砌筑。
（2）熟悉耐火材料的特性：熟悉各种耐火材料的化学矿物组成、物理性能和工作性能，做到充分发挥耐火材料的优良特性，尽量避开其缺点。如硅砖荷重软化温度高，能抵抗酸性炉渣的侵蚀，但在600℃以下发生β晶型向α晶型的快速转变，抗热震性很差，在600℃以上使用时抗热震性较好，高温下只会膨胀而不发生体积收缩，因而可选用作火焰炉炉顶砖、焦炉炭化室隔墙砖等。
（3）保证炉窑的整体寿命：要使炉子各部位所用各种耐火材料之间合理配合，确定炉子各部位及同一部位各层耐火材料的材质时，既要避免不同耐火材料之间发生化学反应而熔融损毁，又要保证各部位的均衡损耗，保证炉子整体的使用寿命。
（4）实现综合经济效益合理：选用的耐火材料要在满足工艺条件和技术要求的前提下，对材料的质量、来源与价格、使用寿命与消耗以及对产品质量的影响进行综合分析，力求做到综合经济效益合理。
耐火材料是工业炉窑的主要构筑材料，是发展钢铁、有色金属、建材、石油化工、机械和电力等工业的基础材料。耐火材料在冶金工业中占有重要的地位，我国冶金工业消耗的耐火材料约占全国耐火材料总量的70％，日本约71％，美国60％，英国73％。其中又以熔炼炉、加热炉及其附属设备消耗的耐火材料所占比例最大。砌筑容积5000m3高炉，需要消耗黏土砖、高铝砖、碳砖和刚玉砖等耐火材料3500t；高炉的3个热风炉和其他辅助装置为27500t。砌筑210m3的炼铜反射炉，需要镁砖、镁铬砖、高铝砖、黏土砖及各种轻质绝热材料等约1500t。
耐火材料的使用不仅关系到生产过程能否顺利进行，而且在生产成本中占有一定的比重。目前，我国耐火材料消耗很大，以耐火材料年总产量与钢的年总产量相比（耐/钢），高
达300kg/t钢以上，远远高出先进工业国家。熔炼1t粗铜也需消耗优质耐火材料2~5kg。因此，无论从技术观点，还是经济角度，正确选择和合理使用耐火材料，都具有重要的意义。
10.4耐火材料的应用
10.4.1炼铁高炉用耐火材料
高炉是以焦炭还原铁矿石熔炼铁水的大型高温冶金炉。高炉炉体剖面结构如图10.1(P213)所示。
高炉炼铁过程是在高温下连续进行的，工艺过程为：
1.炉料(矿石+熔剂+焦炭)从炉顶加入，进入炉喉以后，向下运动，经过不同温度区域，随即发生矿石的还原、软化、熔融，渣铁分离等过程，炉渣和铁水分别由底部放出。
2.下部鼓入的高温热风（900~1300℃）进火炉内后立即与赤热的焦炭发生氧化反应，生成含CO的高温炉气，并放出大量热量来维持冶炼过程的进行。
3.含尘高温炉气由下至上透过炉料向上运动，并与矿石发生化学反应。含有一定量的CO 高炉煤气（炉气）由炉顶逸出。
由此可见，高炉内每一高度的炉衬所经受的温度、压力、物理化学变化的性质和强度、工作条件苛刻程度都是不同的，炉衬损毁机理、损毁的状况也各异。
高炉炉衬损毁很严重的部位是炉腰、炉腹、炉身下部及炉底。损毁的原因主要是渣铁的侵蚀及热负荷的作用；还有碱金属侵蚀和铅锌渗透，碳素沉积和机械磨损等。损毁过程中，温度是决定因素。
（1）炉喉：炉喉为高炉的咽喉，受到固体炉料下降时的直
接冲击和摩擦等物理作用，极易损毁。采用硬度高和密度大的
高铝砖砌筑不耐久。因此，目前都采用耐磨铸钢护板保护。
（2）炉身：炉身可分为上、中、下三带。从上至下炉料由
300~400℃逐渐被加热至1250~1300℃，物料在下降过程中发
生一系列的物理化学变化。炉身上部和中部温度为
400~700℃，熔渣尚未形成，没有渣蚀情况发生。炉衬主要受
到下降炉料和上升含尘气流的磨损和冲蚀；部分CO在砖缝、
裂纹、气孔中分解产生碳素沉积，引起衬砖龟裂、变质、组织
疏松，导致剥落损毁。
炉身上部和中部由于损毁程度较轻，一般采用含游离
Fe2O3量较低的高炉专用黏土砖、致密黏土砖、高铝砖砌筑，
或由黏土质不定形耐火材料构成。 护身下部温度较高，有大量初渣形成，炉渣与炉衬表面直接接触。炉衬在经受下降物料和含尘炉气的摩擦、冲蚀作用的同时，炉渣的化学侵蚀严重。高温下产生的碱金属蒸气与砖的化学反应也较上部和中部突出。一般选用耐火性能好、抗渣性强、高温结构强度大和耐磨性好的优质致密粘土砖或高铝砖砌筑。靠近炉腰部位可采用高铝砖或用耐磨、抗渣性好、热导率高的刚玉砖、碳化硅砖或碳砖砌筑。大型高炉炉身下部主要采用高铝砖、刚玉砖、炭砖或碳化硅砖
（3）炉腰
炉腰是高炉最宽大的部位。炉料体积膨胀至最大，并开始在
此形成大量的熔渣，因此，渣的化学侵蚀和碱金属蒸气的侵蚀较炉身下部严重。下降炉料和高温焦炭对炉衬表面的磨损、冲刷也
很突出，高温上升气流的冲蚀作用也比炉身部分强。碱金属和碳素在砖内沉积作用仍然存在。使得炉腰成为高炉最易损毁的薄弱
部位之一。 中小高炉可采用优质致密黏土砖或高铝砖或刚玉砖。大型现代高炉采用高铝砖或刚玉砖或碳化硅砖。有的也采用碳砖砌筑。
（4）炉腹
炉腹位子炉腰之下。下部炉料温度可达1000~1650℃，气流温度更高，高温作用强烈。由于形成了低黏度熔渣，对炉衬的化
学侵蚀严重，熔渣和高温气流对炉壁的冲刷突出，碱金属的沉积引起炉衬的膨胀作用相当大。因此，炉腹是高炉炉衬损毁最严重的部位。一般高炉开炉后不久就几乎全部损毁，而靠覆盖在炉腹处一层坚实的渣层来保护钢壳。因此，炉腹部位采用高铝砖（%70)(32 O Al w ）、刚玉砖砌筑。现代化大型高炉，普遍采用碳砖和石墨．石油焦、石墨．无烟煤等半石墨砖，外加水冷或汽化冷却，以提高使用寿命。
（5）炉缸和炉底
炉缸是盛装铁水和炉渣的部位。炉缸上部是高炉温度最高部位，靠近风口区的温度达1700~2000℃以上。炉底温度为1450~1500℃。 炉缸的炉村主要受到熔渣和铁水的化学侵蚀和冲刷以及碱侵蚀的膨胀作用。当熔渣和铁水侵入砖缝和裂纹之中，加速了炉渣的化学侵蚀和物理溶解损毁。 炉底主要因为铁水渗入砖缝，使耐火砖浮起而损毁。当铁水渗入炉底碳砖后，还发生碳
砖被溶解的作用。因此，高炉炉底并不实行绝热保温，而是对炉底进行强化冷却，以减缓对碳砖的熔蚀反应，把铁水凝固在炉底的上部，即当炉底上部温度控制在1150℃（铁水熔点）以下时，可以防止炉底继续熔蚀，延长炉底寿命。
基于上述原因，并考虑到炉缸和沪底一旦被侵蚀损毁后，不易修补，严重时必须停炉大修，一般采用耐火度高、高温强度大、抗渣性好、导热能力强、体积密度较高和体积稳定性好的碳砖砌筑。
我国高炉炉底工作表层也采用碳素捣固，其整体性好，缝隙少，铁水不易渗入。炉底的砌法主要是两种：一种为上部2-3层用碳砖，下面为优质黏土砖或高铝砖。另一种是大型高炉，完全采用全碳砖炉底。
10.4.2炼钢转炉用耐火材料
1.炼钢转炉炉体结构
用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢方法。自50年代初投入工业生产以来，在世界范围内得到迅速推广，逐步取代空气转炉法和平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。氧气顶吹和复吹氧气转炉炼钢法是目前世界上最主要的炼钢方法，成功地应用了碱性含碳耐火材料，生产成本大幅度减少。
氧气顶吹转炉炉体结构如图10.3所示。
氧气顶吹转炉的金属炉料主要是铁水，约占金属总
装料量的70~85％,其余部分是废钢(个别厂采用富铁矿
或球团矿)。通过氧枪从熔池上面垂直向下吹入高压
（6~10大气压）的纯氧（含O299.5％以上），氧化去除
铁水中的硅、锰、碳和磷等元素，并通过造渣进行脱磷
和脱硫。各种元素氧化所产生的热量，加热了熔池中的
液态金属（从铁到钢），使钢水达到规定的化学成分和
温度。
冶炼一炉钢的吹炼时间一般为15~20分钟。总冶炼
时间（从出钢到下一次出钢的时间）一般为30~45分钟。氧气顶吹转炉炉体结构总体呈直筒状，借助于水平耳轴支承和倾动。炉体倾倒在水平位置时，为加料或出钢，吹炼时置于垂直位置。
转炉设备：氧气顶吹转炉由炉体、托圈、耳轴和倾动机械等组成。炉体为钢板焊接体，可分为炉帽、炉身和炉底三个部分。炉帽一般和炉身焊成一体。炉底有的与炉身焊成一体，
称为“死炉底”；有的可以拆卸，称为“活炉底”。绝大多数转炉都有支承炉身的托圈。通常，
耳轴均通水冷却，也有连托圈一道
冷却的。转炉传动系统大致可分成
“全悬挂”和“半悬挂”两种，一
种半悬挂式的转炉设备见图。
2.炼钢转炉炉衬的工作条件及损
毁机理
转炉炼钢是在高温下进行的。
碳素钢出钢温度为1540~1670℃，
吹炼后期可达1700℃，而出钢后炉
衬温度又常降到1000℃以下，故炉衬材料受到高温和热震作用。炼钢过程也是造渣过程，由于炉渣及熔剂的化学侵蚀作用和钢水的搅动，炉衬受到磨损和冲刷等。
造成氧气转炉炉衬损毁的主要原因是：
在高温下炉渣和钢水的化学侵蚀和机械冲刷作用；
频繁装料、出钢操作使炉衬受周期性急冷急热的应力作用；
料时废钢和铁水的冲击及机械磨损作用；
粉尘和烟气的侵蚀作用；
3. 转炉用耐火材料
（1）炉口：耐火材料必须耐熔渣和高温废气冲刷，不易挂钢挂渣并易清除，能耐废钢和吊车吊除渣圈时的机械冲击，耐氧化。一般采用抗渣、抗热震性和耐磨损撞击的烧成砖，常以烧成白云石砖为主，但其寿命较低，有的采用不易挂钢和挂渣的镁碳砖。为提高耐侵蚀性，在排渣侧采用高温烧成高纯镁砖和熔铸耐火制品。
（2）炉帽：炉帽取样和出钢时的渣线区域，是受炉渣侵蚀最严重的部位之一。同时受到含尘废气的冲刷和温度骤变引起的热应力的作用，砖中碳也易氧化。因此，常采用焦油沥青结合白云石砖和镁砖，为避免焦油沥青中碳的氧化，导致耐磨性降低，有的也采用烧成砖。
（3）炉腹
①装料侧：这是转炉炉衬中最薄弱的环节，损毁最严重的部位。它受到吹炼时炉渣和钢水的喷溅、渣蚀、磨损、冲刷及装入废钢和铁水时的撞击和冲蚀，机械损伤严重，因而造成装料侧炉衬熔损、冲蚀和崩裂。受温度波动引起热应力的影响也大。
要求所用耐火材料具有较高的抗渣性和高温结构强度以及较好的抗热震性。一般选用含
杂质量低的高温烧成合成白云石油浸砖，和m（CaO）/ m（SiO2）＞2的高温烧成高纯度直接结合油浸镁砖或镁碳砖和镁白云石砖，也有使用焦油沥青结合的白云石砖或镁砖以及轻烧油浸砖。由于生产过程中经常有局部损毁，一般采用相同或相近材质的不定形耐火材料进行喷补。
②出钢侧：这一部位主要受到出钢时钢水的热冲击和冲刷作用，损毁程度远比装料侧轻。常采用焦油沥青结合的白云石砖或镁砖，也可采用烧成油浸砖或镁碳砖。当采用与装料侧相同的材质时，为保持炉衬的均衡寿命，常采用厚度较装料侧薄的结构形式。
③渣线部位。渣线部位是炉村长期与熔渣接触而受渣蚀最严重的部位。出渣侧的渣线位置随出钢而变，不很明显。出渣侧由于受到炉渣强烈侵蚀和吹炼过程中其他作用的共同影响，损毁严重。所用耐火材料特别重视抗渣性能，一般选用高温烧成并油浸的致密的含MgO量较高的合成白云石砖或高纯镁砖，以及镁碳砖和镁白云石碳砖。
④耳轴两侧。炉腹中耳轴区属易损毁部位。经受吹炼时各种损毁作用的影响和炉体转动时机械应力的影响。在出钢和排渣时耐火材料不与熔渣接触，表面暴露于空气之中，砖中的碳极易被氧化。因此，耳轴两侧使用焦油白云石砖和轻烧白云石砖，也可使用高温烧成的高纯白云石油浸砖或高纯油浸镁砖，或镁碳砖和镁白云石碳砖。
（4）炉壁和炉底：炉壁和护底在吹炼过程中受到钢水的剧烈冲蚀，在出渣和出钢时受到炉渣的侵蚀。但与其他部位相比，损毁一般较轻。只有采用高速浅地吹炼时，炉底中心部位损毁可能加重。当采用底吹或顶底复合吹炼时，这一部位的损毁较顶吹法时严重。一般选用焦油沥青结合的白云石砖或镁砖砌筑，或采用与炉腹相同材质的耐火材料。
（5）出钢口：出钢口受钢水冲蚀和温度急剧变化产生的热应力的影响，损毁极为严重。常在服役期内中修2~3次，以延长使用寿命。过去常使用焦油沥青结合的白云石砖或镁砖以及烧成的白云石砖或镁砖，或稳定性白云石砖，但寿命都不高。现在多采用电熔镁砂制成的烧成镁砖或套管砖。也有采用高纯镁质捣打料或高纯烧成镁质管砖。
几种常用转炉炉衬砖的主要性能列于表10.3中(P219)。
10.4.3有色冶金用耐火材料之炼铝用耐火材料
有色金属在国民经济中占有极其重要的地位，应用十分广泛。普遍应用铜、铝、铅、锌、镍等5种有色金属。冶炼有色金属的方法很多，使用炉窑的类型也很多，一般分为熔炼炉、精炼炉和熔铸炉。
炼铝工艺过程复杂，使用的炉窑种类较多，但炉子工作温度都比较低（最高1200℃），使用条件也不太苛刻，所以一般采用黏土砖和高铝砖，即可满足生产要求。随着耐火材料技
术进步，近年来炼铝工艺过程用的耐火材料有所改进。
（1）生产氧化铝的回转窑及闪速炉
将天然铝土矿变成氢氧化铝，再将氢氧化铝经950~1200℃煅烧成氧化铝，一般采用回转窑和闪速炉煅烧。
回转窑的绝热层靠窑壳铺一层耐火纤维毡，然后用硅藻土、漂珠砖或轻质黏土砖砌筑，现有的改用轻质耐火浇注料。预热带用粘土砖，烧成带、冷却带用高铝砖，现改为磷酸盐结合不烧高铝砖。
闪速炉是先在炉壳上焊接耐热钢锚固钉或陶瓷锚固件，然后铺一层20mm厚的耐火纤维毡，最后浇注200~300mm厚的耐火浇注料。
（2）电解氧化铝的电解槽。电解槽既是电解装置，又是高温冶金设备。电解槽的形式很多，但基本构造一致，应用最广的是密闭式自焙阳极电解槽。炉体的基本结构如图10.6所示。
铝电解采用冰晶石（NaAIF6）、氟化铝（AlF6）、氟化理（LiF）等熔液为电解质，将A12O3加入电解槽，通电熔化，虽然A12O3熔点为2050℃，但在氟化盐熔体中可降至970℃左右。在电场力的作用下A12O3电离，Al在阴极聚集，可用真空泵吸入铝水罐送去进一步处理和铸锭。电解槽内衬实际上既是导电材料（如槽底炭砖），又是高温耐火材料。
根据上述过程，电解槽用耐火材料应具有耐高温、抵抗熔融氟化物的侵蚀和良好的导电能力，少含或不含SiO2，以避免SiO2被金属铝还原，同时要求气孔率低和致密度高，以防铝液渗漏，因此，一般电解槽内衬采用致密优质炭砖砌筑，非工作层为高铝砖砌筑，绝热层多采用轻质高铝砖和耐火纤维制品，并用钢制壳体固定。
目前，电解槽靠槽壳铺一层耐火纤维毡，接着砌漂珠砖或轻质饶注料，再砌黏土砖，工作层用导电性良好的碳或氮化硅结合碳化硅砖，能抵抗铝液的渗透、氟化物和电解质及熔融钠盐的侵蚀，延长使用寿命。槽壁和槽底工作层采用炭块砌筑或用碳质捣打料，捣打成整体。
（3）熔炼炉：主要有反射炉、转筒护和感应电炉等.操作温度一般为700~1000℃。其炉衬的损毁主要是铝液的渗透和冲刷所致，一般使用黏土砖、高铝砖及刚玉莫来石砖砌筑。近年来，普遍使用高铝质浇注料和耐火可塑料，炉子寿命长者可达5年。
（4）铝精炼：电解槽操作温度为720~800℃，槽壁用镁砖砌筑，其余为黏土砖和高铝砖。
（5）铝水罐：铝水罐是盛装铝液的高温容器，要求能耐铝水的侵蚀，能承受急冷急热，保温性能好。非工作层一般采用体积密度为 1.7g/cm3的轻质浇注料或轻质高铝砖，为了加强
保温效果，减轻罐体质量，采用氧化铝空心球耐火浇注。工作衬一般采用含SiO2量低的高铝砖砌筑。现有的罐底内衬采用刚玉质耐火浇注料，出铝口周围采用碳化硅砖、刚玉砖或熔融石英砖砌筑。
耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 （一般）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质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同，熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料，无一定熔点，其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内，固液相并存，固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征，只能以耐火度来度量。因此，耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 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质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。耐火度的意义与熔点不同，不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 （二）荷重软化温度
荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标，因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成，同时也与制品的生产工艺直接相关 （三）重烧线变化（高温体积稳定性） 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。 耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，
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
耐火材料的分类 ?作者：单位:中国水泥网收集资料[2007-11-5] 关键字:耐火材料-分类 ?摘要: 耐火材料的定义：耐火度大于1580℃的无机非金属材料为耐火材料。 耐火材料是材料工业的一部份，因用于热工窑炉而得名耐火材料。耐火材料分为常规耐火材料和特种耐火材料，常规耐火材料是指用于冶金炉、水泥窑、玻璃窑等热工窑炉炉衬的材料，多半由天然原料加工而成的。特种耐火材料用料纯度高，多为氧化物合成材料，用于特殊的冶炼设备，或是窑炉的特殊部位。 耐火材料品种繁多，常用的分类有四种。 一、按主晶相酸、碱性质分类 １、酸性材料制品：这类产品中以石英（SiO2)为第一相,SiO2属酸性氧化物，帮而得名。硅砖是酸性材料的代表产品；半硅砖、耐碱砖、耐酸砖中SiO2含量60％到80％，是半酸性材料。 ２、碱性材料制品：以MgO、CaO为主晶相，因MgO、CaO是碱土氧化物，故而称为碱性耐火材料。它们的熔点高，抗碱性渣（C/S＞2)侵蚀能力很强，属于高级耐火材料，但它们易于水化。镁铬砖、白云石砖、橄榄石砖等产品，主要华化学成份也是MgO、CaO也属于碱性材料。 ３、中性材料制品：以Al2O3、ZrO2为主晶相，它们的化学行为可变，当遇到碱性氧化物时表现出酸性特点，如生成MgO、Al2O3、Al2O3、ZrO2；遇到有强酸性氧化物时又表现碱性特点。如生成黏土砖、高铝砖、菒来石砖是中性材料代表产品。锆英石制品也是中性产品。 二、按组成耐火材料主要成份分类 所谓主要成份是指第一相和第二相成份，含量大约占化学成份总量的90％左右。现代耐火材料技术发展越来越多项材料配料，故出现第二相、第三相成份，调节第二相、第三相成份即可产生新的技术，在化学组成上超出了第一相分类局限性，是应用最普遍的一种分类方法。 １、硅铝系列品：要硅铝系列材质中，主要成分是SiO2、Al2O3，它包括黏土砖、高铝砖、硅线石、蓝晶石、红柱石、莫来石砖等制品。 ２、镁铬系列制品：镁铬系列中主要成分是MgO、Cr2O3，方镁石为第一相，镁铬尖晶石为第二相，属于这个系列的产品有镁铬砖和铬镁砖。 ３、镁铝系列品：主要成分是MgO、Al2O3，由于它们生成MgO.Al2O3，镁铬系列制品中都含有镁质材料。 ４、镁钙系列产品：主要成分是以MgO、CaO。它们都有极高的熔点，是重要的镁质材料。
冰火板材料在现代中大型装饰工程中的位置 1、防火等级 常用室内装修材料按照燃烧性能等级分A级不燃性、B1级难燃性、B2级可燃性、B3级易燃性；各部位材料（A级），主要是大理石、水泥制品、石膏板、玻璃、面砖、瓷砖、钢铁、不锈钢制品、铝制品等。主要包括防火装饰板、难燃双面刨花板、防火板、PVC板等等。 2、建筑行业应用 目前全国各个省份城市化进程都在加快，城市建设过程中建筑材料的好坏至关重要，许多城市建筑、公路桥梁后来出现的诸多问题都是由于建设过程中材料选择失当的问题，建筑材料行业长久以来缺乏创新性，后劲不足。江苏金鹏防火板业有限公司经过大量实验研发的有机环保防火板(本公司生产的玻镁板材料成分:活性高纯氧化镁(MgO)、优质氯化镁(MgCl2)、抗碱玻纤布、柔性极佳的植物纤维、不燃质轻的珍珠岩、化学稳定立德粉、高分子聚合物、高性能改性剂)综合性能优越，短板少，无论是防火性能还是后期加工都比传统人造木质板更加优秀，也为建筑防火材料领域注入了新鲜的血液。 3、产品特点 产品特点: 玻镁板具有耐高温、阻燃、吸声、防震、防虫、、防水防潮、轻质防腐、无毒无味无污染、可直接上油漆、直接贴面，可用气钉、直接上瓷砖，表面有较好的着色性，强度高、耐弯曲有韧性、可钉、可锯、可粘，装修方便。还可以与多种保温材料复合制成复合保温板材。
产品用途:可作为墙板，吊顶板，防火板，防水板，包装箱等使用，可替代木质胶合板做墙裙，窗板、门板，家具等室内装饰用具，也可根据需要做调和漆，清水漆，并可加工成各种类型的板面，同时可用于地下室，人防和矿井等潮湿环境的工程，还可以与多种保温材料复合，制成复合保温板材。玻镁板的使用:玻镁板可以通过锯、刨、钉等加工工艺,也可制成各种装饰作品的结构,通过面饰乳胶漆、壁纸、陶瓷墙砖做终饰，完成装饰工程。 4、行业发展趋势 冰火板相比现有技术装饰板，本实用新型基材板为无纤维水泥基材板，不含、甲醛及苯等有害物质，具有高强度、大幅面、轻质、防火、防水、隔音、保温节能等优点，浸胶纸牢固复合在基材板上，所以饰面板表面可以呈现多种艺术效果尤其可仿真木纹或石的纹理效果，且其坚固程度显著地优于以木质人造板为基材的饰面板，更加适宜于在部分对饰面板坚固程度要求较高的场所中使用。
定型耐火材料工艺流程 定型耐火材料的生产工艺流程图 活化煅烧 死烧
检验包装 一．原料的煅烧 原料的煅烧具有极为重要的必要性，原料的煅烧分为活化煅烧和死烧，活化煅烧是使原料全部或部分组分得到活化，变为活性状态的煅烧，通过加入添加剂得以实现，死烧则是使原料全部达到完全烧结，无论哪种煅烧都能够使生料变成熟料，熟料配料的好处如下： （1）熟料配料能够保证制品烧成后的尺寸准确性，以及制品的体积稳定性。 （2）熟料配料有利于改善制品的矿物组成及显微组织结构，从而保证制品具有良好的使用性能； （3）熟料配料有利于缩短制品的烧成周期，提高生产效率和烧成合格率。二．原料的挑选分级 原料的挑选分级能够保证优质品的质量，避免劣质原料被用来生产优质品；此外，这道工序还能保证优质原料被有价值的利用，避免优质原料被用来生产低等级的制品。 一般挑选分级的对象有耐火黏土、高铝矾土、菱镁矿等，根据熟料的外观颜色、有无显而易见的杂质、比重、致密度等情况进行人工拣选。 三．原料的破粉碎 破粉碎在耐火材料的生产流程中是一道极为重要的生产工序，它决定了产品质量的好坏，因此它有着极为重要的意义： （1）各种原料只有破粉碎到一定细度才能充分均匀混合，从而保证制品组织结构的均匀性； （2）通过破粉碎将各种原料的加工成适当粒度，以保证制品的成型密度； （3）只有将原料粉碎到一定细度，才能提高原料的反应活性，促进高温下的固相反应，形成预期的矿物组成和显微组织结构，以及降低烧成温 度。 根据破碎的不同要求，可以选择不同类型的破碎机，常用的破碎机有颚式破碎机和圆锥破碎机。
配料不仅仅是调配化学组成的过程，还是调配颗粒组成的过程，因此在配料过程中颗粒级配的设计师极为重要的，合理的颗粒级配可以达到最紧密堆积，保证坯体的成型密度，减小坯体的烧成收缩，从而保证制品的质量和性能。 以取得最紧密堆积为目的，耐火材料的颗粒组成，一般采用下述公式： y i =[a +(1?a )(d i D )n ]?100 y i ——粒径为d i 的颗粒应配入的数量（%）； a ——系数，取决于物料性质及细粉含量等因素，一般情况下，a=0-0.4; n ——指数，与颗粒分布特性及细粉的比例有关，一般地n=0.5-0.9; D ——最大（临界）颗粒尺寸（mm ）。 理想的堆积是粗颗粒构成骨架，中颗粒填充于大颗粒构成的空隙中，细粉则填充于中间颗粒构成的空隙中，在实际生产中，通常采取三组分颗粒配料，有时候也会采取四组分颗粒配料，不同的产品因为成型和烧成的不同，会选取不同的配比。 五． 混练 混练是使各种物料分布均匀化，并促进颗粒接触和塑化的操作过程，耐火材料的混练过程，由于颗粒粒度相差较大及成型的需要，实际上不是一个单纯的混合过程，而是伴有一定程度的碾压、排气过程。混练的最终目的是使混合料的任意单位体积内具有相同的化学组成和颗粒组成。 达到较好混练质量所需要的混练时 间，主要与物料的流动性、外加剂的种 类、混练机的结构性能等因素有关，对 应于某一种坯料及混练设备，都有一个 最佳的混练时间，超过该时间就会造成 “过混合”，如右图所示，而且最佳混练 时间有时相差较大，例如黏土砖需要 4-10min ，而镁砖需要20-25min 。
直接还原用耐火材料的特点与应用 曹仁锋赵继增张广智徐延庆 （北京利尔高温材料股份有限公司北京， 102211） 1.前言 直接还原铁技术是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。直接还原铁既是废钢的代用品，更重要的是冶炼高级钢种的必须品。在冶炼高级钢种时直接还原铁优于废钢。我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段。2007年全球直接还原铁产量达到6722万吨，而我国的年产量约为60万吨，2008年我国全年的直接还原铁进口量在50万吨左右。 钢铁工业的发展离不开耐火材料的进步，由于我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段，直接还原铁用耐火材料的生产企业更是稀少。目前的现状是绝大多数直接还原铁生产企业对耐火材料重视程度不够，不了解直接还原铁用耐火材料的特殊要求，一般采用普通耐火材料，寿命普遍不高。 2.直接还原铁用耐火材料的特点及使用要求 直接还原铁用耐火材料与普通耐火材料相比对大的特点就在于工作气氛的不同，一般耐火材料工作气氛为氧化气氛或弱还原气氛，而直接还原铁用耐火材料在强还原气氛下工作。还原性气氛对耐火材料的使用有着决定性的影响，普通耐火浇注料在强还原气氛下易导致施工体开裂甚至崩塌现象(图1，图2)。可以说耐火材料对还原性气氛的适应性即抗CO气体侵蚀性能的好坏直接决定了耐火材料的使用寿命。 图1普通耐火材料经过抗CO实验后开裂现象
图2普通耐火材料经过抗CO实验后崩塌现象 除了必须具备优良的抗CO气体侵蚀性能，直接还原铁用耐火材料在使用过程中还应具备以下性能： 1)高强度：以保证浇注料能经受炉壳的弯曲。 2)高耐磨性：以保证耐火材料能抵抗物料在上面移动时的磨蚀作用。 3)高的化学稳定性：以保证材料能抵抗由铁矿、脱硫剂和媒组成的炉料接触时形成的液体的作用。 4)高的耐热震稳定性：以保证耐火材料在温度发生冷热变化时不被破坏。 3.还原气氛下耐火材料的损毁机理 直接还原铁的基本原理是还原剂还原Fe203成金属Fe。其用固体碳直接还原铁氧化物的反应通常以下式表示： 3Fe203+C＝2Fe304+CO Fe304+C＝3FeO+CO FeO+C＝Fe+CO 而实际上固体碳还原固体Fe203是固相与固相之间的反应，其接触面积很小，其反应速度是非常缓慢的。用固体碳还原氧化铁的反应主要是通过CO的媒介作用进行还原的。其反应由以下二个反应组合起来完成： C+C02＝2C0……………(碳的气化反应) FeO+CO＝Fe+C02……………(铁氧化物的还原反应) 早期研究结果表明：CO对耐火材料的侵蚀损坏是由于在耐火材料有碳沉积的结果。碳是由2C0＝C+CO2反应生成的产物。而且含铁化合物是这个反应的催化剂。 日本对经受CO气体侵蚀变质后的衬砖进行了电子显微镜观察，发现碳素呈丝状，在丝的端部有碳化铁触媒核。这就是说碳素沉积的催化剂不是氧化铁或铁，而是由它们所生成的碳化铁。
耐火材料行业应用解决方案 一、耐火材料的简介 耐火度高于1580℃的无机非金属材料。耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期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，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。 （一）耐火材料的分类 耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高级耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。 现在对于耐火材料的定义，已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。 （二）不同耐火材料的化学组成成分 酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差。硅砖主要用于焦炉、耐火材料熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。 中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。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。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热振性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热振性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的侵蚀，不受金属和熔渣的润湿，质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。 碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，主要有金属陶瓷、高温
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/ed6573248.html,） 镁铬砖的分类及应用 镁铬砖是以氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr2O3)为主要成分，方镁石和尖晶石为主要矿物组分的耐火材料制品。这类砖耐火度高，高温强度大，抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性。下面简单介绍一下镁铬砖的分类及应用。 一、分类标准 本标准适用于镁砂及铬铁矿制成的镁铬砖。 1、分类 ①砖按理化指标分为MGe-20、MGe-16、MGe-12、MGe-8四种牌号。 ②砖的分型应符合YB844-75《耐火制品的分型和定义》的规定。 ③砖的形状和尺寸按GB2074-80《炼铜炉用镁铬砖形状及尺寸》的规定，并可按需方图纸生产。 2、技术要求表 指标项目MGe-20MGe-16MGe-12MGe-8 MGO,%,不小于40 45 55 60 Cr2O3,%,不小于20 16 12 8 1550 1550 1550 1550 0.20MPa荷重软化开始温度,℃, 不低于
显气孔率,%,不大于23 23 23 23 常温耐压强度,MPa,不小于24.5 24.5 24.5 24.5 ①砖的理化指标应符合表1的规定。 ②砖的尺寸允许偏差及外观应符合表2的规定。 ③宽度0.26～0.50mm，长度不大于40mm的裂纹，每面不得超过三条。 3、试验方法 ①砖的检验制样按GB7321-87《致密定形耐火制品试验的制样规定》进行。 ②化学分析按GB5070-85《镁铬质耐火材料化学分析方法》进行。 ③荷重软化温度的检验按YB370-75《荷重软化温度检验方法》进行。 ④显气孔率的检验按GB2997-82《致密定形耐火制品显气孔率、吸水率、体积密度和真气孔率试验方法》进行。
第八章耐火材料 第二节耐火材料产品分类及统计指标结构 (1) 一、耐火材料产品统计指标结构 (1) 二、有关名词解释 (4) 第三节耐火材料产品产量统计 (19) 二、耐火材料产品产量 (20) 三、耐火材料产品产量的统计范围 (31) 第四节耐火材料主要技术经济指标计算方法 (42) 一、耐火材料合格率 (43) 二、耐火材料原料消耗 (57) 三、耐火材料综合能耗 (66) 四、耐火材料工序单位能耗 (71) 五、烧成耐火制品标煤单耗 (79) 六、耐火材料电耗 (86) 七、耐火材料工人实物劳动生产率 (94) 八、压砖机台班产量 (99) 九、烧成窑有效容积利用系数 (107) 十、倒焰窑平均周转时间 (115) 十一、耐火材料成品率 (122)
第二节耐火材料产品分类及统计指标结构 一、一、耐火材料产品统计指标结构 耐火材料产品统计指标如如图 粘土制品 高铝制品 烧成耐火制品硅质制品 镁质制品 其它烧成制品 不烧高铝质砖 不烧耐火制品不烧硅质砖 镁碳砖 耐火材料刚玉制品 氧化铬制品 氧化铝制品 特种耐火材料氧化镁制品 氧化铍制品 ┋ 复吹转炉（电炉）用底吹供气元件 精炼钢包底吹用透气塞 功能耐火材料连铸用滑板 连铸用整体塞棒、长口水、浸入式水口 熔融石英质水口 耐火泥浆料 不定形耐火材料捣打料 可塑料 浇注料 二、有关名词解释 1)烧成耐火制品。将粒状、粉末状耐火原料和结合剂经混练、成型、干燥、高温烧成而制得的耐火材料。 2)不烧耐火制品。采用粒状、粉末耐火原料和合适的结合剂，经成型，但不烧成而直接使用的耐火材料。 3)特种耐火材料。由高熔点氧化物、难熔非氧化物和碳素中的一种或多种复合，经特殊烧烤工艺制成的具有某种特殊性质的耐火材料。 4)不定形耐火材料（散状耐火材料或耐火混凝土）。有合理级配的粒状、粉状耐火原料与结合剂及多种外加剂组成的不经高温烧成，而在现场通过混练、成型和烧烤后直接使用的耐火材料。
本科课程论文 题目：耐火材料的发展趋势和新技术 学院: 材料与冶金学院 专业: 无机非金属材料工程 学号: 2009021280 学生姓名: 指导教师: 日期: 2012.12.26
摘要 作为现代工业窑炉不可或缺的耐火保温材料，硅酸铝纤维在倡导节能高效的今天显得尤为重要。传统硅酸铝纤维材料主要以定形制品如板、毡、毯为主，受到强度及施工条件的限制，不能广泛的应用于需满足一定强度和施工条件较为复杂的窑炉部位。 本文概述了近年来定型和不定型耐火材料的总体发展趋势和新技术，为耐火材料的研究和使用提供参考。
目录 1 耐火材料的总体发展趋势 (1) 2 定型耐火材料的发展趋势和新技术 (2) 2.1 定形耐火材料的发展趋势 (2) 2.2 定形耐火材料新技术 (2) 3 不定形耐火材料的发展趋势和新技术 (3) 3.1 不定形耐火材料的发展趋势 (3) 3.2 不定形耐火材料新技术 (4) 4 纤维浇注料的强度研究 (5) 4.1 硅酸铝纤维的基本性能 (6) 4.2 骨料对纤维浇注料强度的影响 (8) 4.3 基质对纤维浇注料强度的影响 (9) 4.5 硅酸铝纤维的导热性研究 (12) 5 硅酸铝纤维施工方式的研究 (13) 5.1 模块结构及层铺结构 (13) 5.2 纤维喷涂结构 (13) 6 课题的提出 (13) 参考文献 (14)
1 耐火材料的总体发展趋势 近年来，随着冶炼技术和钢铁工业的快速发展，耐火材料也实现了一系列重大技术变革，正逐步由依赖于天然原料、大批量生产的原始制品群向以多品种、小批量、人工原料、开发和设计等为原则的精密、高级制品系列转变，即由古典耐火材料向多样化的新型耐火材料转变。这些表征着近年来耐火材料总体发展趋势的变革，概括起来可以归结为以下几点: （1）高纯度化 在各国的耐火原料中，那些纯度较低的天然原料，由于所含大量杂质的不良影响和使用性能的不足，其用量正日趋减少，如硅石、粘土等。相应地，那些杂质少、性能优异的高纯度天然原料或经过提纯的天然原料，如锆英石、石墨等，用量正日趋增加。同时，电焙镁石、碳化硅、尖晶石等人工合成原料的开发和应用，也日益受到各研究和应用部门的关注与重视。 （２）致密化 由于使用过程中，对耐火制品的强度和高温性能的要求越来越高，耐火制品，特别是耐火砖，正走向致密化、长尺寸、大型化的方向发展。相应地，高压成型、高温烧成技术也在不断发展。 （３）精密化 随着冶炼技术和钢铁等工业的发展，耐火制品的形状日趋复杂，性能要求也日趋精细。因而，各国耐火材料的配比、性能和生产工艺的设计，甚至施工技术都日趋精密化。其中，连铸用耐火材料是精密化趋势最为集中最为突出的代表；同时还在朝着功能化的方向发展。 （４）含碳耐火材料不断普及 由于炭素材料具有吸收高温下因高强度、热膨胀或急剧温度变化而产生的应力，能防止熔融金属或炉渣浸润的特性，含碳耐火材料在各国都得到了相当程度的普及和应用，而且正在不断发展，其典型代表是镁碳砖、镁钙碳砖。 （５）氧化物与非氧化物复合材料的开发 70 年代后期以来，世界耐火材料发展的一个突出成就是碳结合耐火材料的兴起和迅速发展，如镁碳砖、镁钙碳砖、铝碳材料、铝锆碳材料等。然而，碳结合材料的弱点是抗氧化性和强度较低。综合考虑高温性能，可以发展成为具有优良高温性能的高技术耐火制品，可用于条件复杂、苛刻的特定高温部位的氧化物与非氧化物复合材料的开发，成为耐火材料近年来和今后的又一发展方向。其中，氧化物包括氧化铝、锆刚玉、莫来石、氧化锆、锆英石、氧化镁等；非氧化物包括碳化硅、氮化硼、赛隆、硼化锆等。氧化物与非氧化物复合材料，有直接结合、反应结合和碳结合等不同的工业途径。近年来的开发研究结果表明，与碳结合材
耐火材料是由各种不同种类的耐火原料在特定的工艺条件下加工生产而成。耐火材料在使用过程中会受到各种外界条件的单独或复合作用，因此要有多种具有不同特性的耐火材料来满足特定的使用条件,其所用的耐火原料种类也是多种多样的。 耐火原料的种类繁多，分类方法也多种多样。按原料的生成方式可分为天然原料和人工合成原料两大类，天然矿物原料是耐火原料的主体。自然界中存在的各种矿物是由构成这些矿物的各种元素所组成。现在已探明氧、硅、铝三种元素的总量约占地壳中顽强素总量的90%，氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐矿物占明显优势，是蕴藏量十分巨大的天然耐火原料。天然耐火原料的主要品种有：硅石、石英、硅藻土、蜡石、粘土、铝矾土、蓝晶石族矿物原料、菱镁矿、白云石、石灰石、镁橄榄石、蛇纹石、滑石、绿泥石、锆英石、珍珠岩、铬铁矿和石墨等。天然原料通常含杂质较多，成分不稳定，性能波动较大，只有少数原料可直接使用，大部分都要经过提纯、分级甚至煅烧加工后才能满足耐火材料的生产要求。 能作耐火原料用的天然矿物原料的种类是有限的，对制作现代工业所特殊要求的高质量和高技术耐火材料，它们无法满足要求。人工合成耐火原料在近几十年的发展十分迅速。这些合成的耐火原料可以完全达到人们预先设计的化学矿物组成与组织结构，质量稳定，是现代高性能与高技术耐火材料的主要原料。常用的人工合成耐火原料有：莫来石、镁铝尖晶石、锆莫来石、堇青石、钛酸铝、碳化硅等。 按耐火原料的化学组分，可分为氧化物原料与非氧化物原料。随着现代科学技术的发展，某些有机化合物已成为高性能耐火原料的前驱体或辅助原料。 按化学特性，耐火原料又可分为酸性耐火原料，如硅石、粘土、锆英石等;中性耐火原料，如刚玉、铝矾土、莫来石、铬铁矿、石墨等;碱性耐火原料，如镁砂、白云石砂、镁钙砂等。 按照其在耐火材料生产工艺中的作用，耐火原料又可分为主要原料和辅助原料。主要原料是构成耐火材料的主体。辅助原料又分为结合剂和添加剂。结合剂的作用是耐火材料坯体
2010级化学班孟享洁2010061415 耐火材料的制备 耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。其制备流程图如下所示： 耐火材料制备原理： 1．耐火原料的加工 原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成；原料的干燥和煅烧；原料的破粉碎和分级。 原料的精选提纯和均化为了提高原料的纯度，一般需经拣选或冲洗，剔除杂质，有的还需要采用适当选矿方法进行精选提纯。有的原料中成分不均，需要均化。 原料的煅烧：为了保证原料的高温体积稳定性。化学稳定性和高强度，多数天然原料和合成原料，需经高温煅烧制成熟料或熔融成熔块。烧结温度T约为其熔点的0.7~0.9倍。 原料的破粉碎和分级：原料的破粉碎的目的是按照配料要求制成不同粒级的颗粒及细粉，进行级配，使多组分间混合均匀，以便相互反应，并尽可能获得
致密的或具有一定粒状结构的制品胚体。 2耐火材料成型工艺 耐火材料借助于外力或模型，成为具有一定尺寸。形状和强度的胚体或制品的过程。压制或成型是耐火材料生产工艺过程中的重要环节。按胚料含水量的多少，分为半干法.可塑法.注浆法。 3耐火材料的干燥 干燥过程可分为三个阶段。在此之前有一个加热阶段。一般加热阶段时间很短，胚体温度上升到湿球温度。第二阶段是降速阶段，随着干燥时间的延长，或胚体含水量的减少，胚体表面的有效蒸发面积逐渐减少，干燥速度逐渐降低。第三阶段干燥速度逐渐接近零，最终胚体水分不再减少。 4耐火材料的烧成 烧成是耐火制品生产中最后一道工序。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化，随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使胚体变成具有一定尺寸.形状和结构强度的制品。 耐火材料的生产工艺 1原料的加工 原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成；原料的干燥和煅烧；原料的破粉碎和分级。 2配料与混练 配料组成：（1）.化学组成：主成分，易熔杂质总量和有害杂质量的规定（2）.颗粒配比（3）.常温结合剂（4）.原料中水分和灼减的换算。配料方法：重量：磅秤、自动称量称、称量车、电子称、光电数字显示称。容积：带式、板式、槽式、圆盘式、螺旋式、振动给料机。混练：使不同组分和粒度的物料同的物料同
耐火材料项目 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
谷城冷江耐火材料有限责任公司年产10000吨优质硅砖节能减排可研报告 谷城县冷江耐火材料有限责任公司 2009年4月 目录 一、公司概况（法人、地址、人员构成、营业执照） 二、本地市场分析 三、改造目标及建设规模 四、能源年耗量 五、改造内容 六、节能改造方案 七、改造前后工艺流程 八、改造前后技术指标对比 九、公司能源管理状况 十、设备清单 十一、环保方案 十二、厂区平面图 十三、土地证 十四、产品成本构成及销售价格 十五、原材料消耗量及来源
一、公司概况（法人、地址、人员构成、营业执照） （一）基本情况 法人：周作礼 地址：谷城县谢湾工业园 人员构成：周作礼阳凤娥杨卫星蒋云波（4大股东） 营业执照：(见附件1) 谷城县冷江硅质耐火材料有限责任公司成立于2003年，短短七年时间，以品质独特的产品、科学的管理、优质的售后服务挤身于中国耐火材料行业前3强。公司所有的工程技术人员和高级管理人才均来自原湖南冷水江耐火材料总厂（中国国内三大着名国营耐火材料厂之一）的要害和关键岗位，管理经验丰富，技术力量雄厚。现有员工150余人，其中工程技术人员35人。工厂占地面积40亩，厂房建筑面积10000平方米，绿化面积3000平方米,拥有固定资产2550万元,流动资产800万元。 我公司采用美国H-W公司高级硅砖制造技术，利用谷城独有的高品位优质硅矿石生产出了畅销的高强度低蠕变特级优质硅砖。与此同时，我公司还与北京建材研究院共同研发了能够与玻璃窑用优质硅砖、普通硅砖、焦炉用硅砖相配套的优质硅质砌筑泥浆、密封料、捣打料、热补料等产品，均受到施工队伍和用户的好评。我公司产品通过了国际ISO9001质量体系认证，是“银行资信AA企业”，拟与湖北工业大学通过技术合作协议建立“生产、学习、科研、教学”基地。 在新产品研发方面，我们响应国家“十一五计划”要求，目前正与北京建材研究院合作，共同研制无氧燃烧技术高密度硅砖。此产品已经成型，正策划进入市场。
烧结钕铁硼的生产工艺流程 发布日期：2012-03-30 浏览次数：167 核心提示：本文对稀土永磁材料的发展过程、性能要求、主要类型等方面做了介绍，着重介绍了烧结钕铁硼磁体的生产工艺流程，最后对目前烧结钕铁硼在生产、科研、生活等各领域中的应用进行了总结，并对其发展方向进行了思考，指出应深入研究烧结钕铁硼磁体生产工艺，提高我国钕铁硼磁体的产品质量，才能增加企业自身的竞争力。 1.1稀土永磁材料概述 从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。 1.2永磁材料性能要求 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的 1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。 1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。
一、填空题 1，硅酸盐矿物显微结构：硅酸盐结合物胶结晶体颗粒晶体颗粒直接结合 成结晶网2，熔渣让耐火材料破坏的三种方式：单纯溶解、反应溶解、侵入变质溶解 3，让坯料重新分布的力：静电引力、机械结合力、内摩擦力 4，镁砖的分类：烧 成镁砖、不烧镁砖、再结合镁砖5，颗粒料的组成原则：两头大，中间小 6，氧化铝含量：<%72(莫来石) >%72（莫来石，刚玉） 7，测耐火材料的抗拉性的 两种方法：动态法、静态法 8，ZrO2增韧机理:①应力诱导相变增韧 ②微裂纹增韧 ③裂纹分支增韧④裂纹偏转和弯曲增韧 9，铬镁质材料：方镁石，尖晶石 其基质有三种：M2S 、 CMS 、 C3MS2 1.耐火材料的概念：指主要由无机非金属材料构成的且耐火度不低于1580℃的材料和 制品。耐火材料的品种和质量取决与耐火材料的原料和其生产工艺。 2.耐火材料 分类Ⅰ、化学矿物组成分类：氧化硅质、硅酸盐质、刚玉质、镁质、白云石质、橄榄 石质、尖晶石质、含炭质、含锆质、特殊等耐火材料。Ⅱ、按耐火度高低分为：①普 通耐火制品（耐火度1580-1770℃）、②高级耐火制品（耐火度1770-2000℃）、特级 耐火制品（耐火度2000℃以上）。Ⅲ、按制品形状和尺寸分为：标准砖、异形砖、特 异型砖等。Ⅳ、按化学性质分类：酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料。 （化性分类对了解耐火材料的化学性质，判断在使用过程中它们之间及耐火材料与接 触物间化学作用情况有着重要意义）3、氧化硅耐火材料为典型的酸性耐火材料， 其矿物组成为：主晶相为磷石英和方石英，基质为石英玻璃相。 4、两种矿物组成：①结晶相（主晶相和次晶相）：主晶相是耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。其性质、数量、结合状态直接决定着耐火材料的性质。次晶相又称第二固相，也是熔 点较高的晶体，提高耐火制品中固相间的直接结合，改善制品性能。②玻璃相：基质 是指填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物（次晶相）和玻璃相，也称结合相。硅 砖的主晶相：磷石英、方石英粘土砖的主晶相：莫来石、方石英5、耐火材料的气孔 存在形态分类：封闭在制品中不与外界想通的闭口气孔，一端封闭另一端与外界相通 的开口气孔，两端都与外界相通的贯通气孔。气孔的存在主要影响材料的致密度，显 气孔率高时，材料结构疏松，强度低，抗渣性能弱。 耐火材料的化学组成是决定其矿物组成、组织结构的基础。根据各种化学成分的含量 和作用分为：主成分、杂质和外加成分三种。。主成分：指耐火材料中占绝大多数的，对材料高温性质起决定性作用的化学成分。杂质：指耐火材料中不同于主成分的，含 量微少而对耐火材料的抵抗高温性质带来危害的化学成分。外加成分：常称为外加剂，是在耐火制品生产中为特定目的另外加入的少量成分。 矿物：由相对固定的化学组分构成的有确定的内部结构和物理性质的单质或化合物 密度分为：体积密度、视密度、真密度。①体积密度d b：指材料的质量M与其含材料 的实体积Ｖb和全部气孔体积之和的总体积V b之比 d b=M/V b=M/(Vt+Vc+Vo)。②视密度（表观）da：指材料的质量与其含材料的实体积和封闭气孔体积之和的体积之比。 da=M/(Vt+Vc)③真密度dt：指材料质量与其实体积之比.dt=M/Vt 主晶相：指构成结构结构的主体且熔点较高，对材料的性质起支配作用的一种晶相，(其性质，数量，分布和结合状态直接决定耐火制品性质)。次晶相：又称第二晶相 或第二固相，指耐火材料中在高温下与主晶相和液相并存的，一般其数量较少和对材 料高温性能的影响较主晶相为小的第二种晶相。基质：指在耐火材料大晶体间隙中 存在，或由大晶体嵌入其中的那部分物质，也可认为是大晶体之间的填充物质或胶结物。 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，表征材料 抵抗高温作用的性能。其意义与熔点不同。熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的
耐火材料在陶瓷中的应用 摘要：耐火材料是窑炉和冶金行业中重要的一部分。耐火材料是为高温技术服务的基础材料。耐火材料的种类很多，比如氧化硅耐火材料、硅酸铝质耐火材料、碱性及尖晶石质耐火材料、含碳质耐火材料、含锆质耐火材料、不定型耐火材料、绝热材料、特种耐火材料等。 关键字：耐火材料、窑炉 Abstract:refractory furnace and metallurgical industry is an important part. Technical services for the high-temperature refractory base material. Many different types of refractories, refractory materials such as silicon oxide, aluminum silicate refractories, alkaline and spinel refractories, carbon refractories containing zirconia refractories, unshaped refractories, insulation materials, special refractories. Keywords: refractory materials, furnace 耐火材料是耐火度不低于1580°C的材料。一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品。耐火材料是为高温技术服务的基础材料。他与高温技术尤其是高温冶炼工业的发展有着密切关系，相互依存，互为促进，共同发展。在一定条件下，耐火材料的质量品种对高温技术的发展起着关键的作用。 我国耐火原料资源丰富，品种多，储量大，品位高。高铝矾土和菱镁矿蕴藏量大，品质优良，世界著名；耐火粘土、硅石、白云石和
耐火材料行业要走创新驱动节能环保的可持续发展之路 耐火材料行业具备许多良好的条件：一是耐火原料资源较为丰富，特别是菱镁矿和石墨；二是拥有较强大的产业基础和较好的科技条件；三是拥有巨大的内需市场，需求是发展的最为强大的动力；四是拥有世界上最多的耐火材料科技人才和人才教育培养体系；五是在以往的发展中，耐火材料行业在自主创新方面已取得了显著的成绩。因此，中国耐火材料的未来发展仍是充满动力和值得期待的。 新形势面临新任务 在加快转变经济发展方式，走集约式、可持续、人与自然和谐发展模式的前提下，到2020年，我国耐火材料行业有了新的任务和目标：切实提高产业集中度，科学合理规划天然耐火原料资源的开采和配置，合理布局产业分布；优化产品结构，实现耐火材料产品制造的绿色和节能，节能耐火材料、功能智能化耐火材料及不定形耐火材料的使用比例到达70%以上，高温工业新工艺、新技术、新产品开发及节能减排所需新型耐火材料达到自给，用后耐火材料二次资源化比例达70%；行业科技创新能力显著增强，应用技术和应用基础研究水平显著提升，耐火材料行业发展走上创新驱动的轨道，实现世界生产大国向技术强国的转变。 五大转变促进行业发展 笔者认为，为了实现上述目标，我国耐火材料行业需要在以下几个方面做出转变： 一是由依靠资源粗放发展向科学规划、创新驱动的可持续发展转变。 笔者建议：制定主要耐火原料资源开采发展规划，合理开采与配置，提升耐火原料开采的技术装备水平，提高资源的综合使用率，保证资源的可靠供应，提高可持续发展能力。 高度重视新工艺、新技术的应用，提高原料质量的一致性和均一性，加强高附加值化耐火原料的开发和市场化运作。 提高耐火原料生产用装备水平，优化工艺，尽可能减少人为因素对质量的影响，同时兼顾节约资源、降低能源消耗。 加快耐火材料制品的产品结构调整，高度重视科技创新、科研成果的产业化和市场化。 提高产品质量的一致性和均一性，提升为用户服务的技术能力，实现产品的高附加值化。二是由粗放经济向循环、绿色经济转变。 对于耐火材料企业来说，应高度重视耐火材料生产过程的物质流、能量流和信息流的管理和优化配置，加强耐火材料生产过程的物质和能量的高效、循环利用；以降低成本为核心，加强生产过程工序的优化、物流环节的精细化管理等；从结构成本考虑，由于劳动力成本的不断攀升，今后大规模使用人工不划算，这不仅仅是对降低成本而言，而且从控制质量的均一性、减少人为因素的影响考虑更为重要。因此，提高整个行业的装备自动化水平显得尤为迫切，而且未来应高度重视耐火材料制造的数字化发展。 此外，还应高度重视节能环保，发展耐火材料（原料）的绿色制造。如制定强制性政策，淘汰落后产能；采用新型数字化控制的节能型高温窑炉，推进行业节能、减排、降耗；加大新技术、新原料和再生资源在耐火材料设计和制造过程中的应用，开发节能和环保新工艺、新品种，减少或替代对环境污染的材料，推动行业环保和职业健康水平的提高。 三是由扩张经营向稳健（收缩）经营转变。 当经济下行市场出现颓势时，耐材企业应注重资产的配置，向以提升为用户提供技术服务能力为目的的轻资产发展，控制固定资产和三项资产增长以达到减少资金占用、控制风险的目的。耐火材料企业应凝聚共识，采取减少产量等措施保市场、提信心，以改善行业宏观经济环境，稳住市场价格，这是一项重点工作。然而，我国耐火材料企业数目众多，规模小，目前还没有一家企业进入世界同行业前十位。如此众多的中小企业致使产业集中度过低。在