Chapter 4-碱性及尖晶石质耐火材料

耐火材料的分类耐火材料的种类很多，为了便于生产研究、生产和选择，通常按其共性与特征划分类别。

其中按材料的化学矿物组成分类是一种常用的基本分类方法，但也常按材料的制造方法、材料的性质、材料的形状尺寸、材料的应用等来分类。

按化学矿物组成分类按化学矿物组成的不同，耐火材料主要有以下几类：（1）氧化硅质耐火材料。

这是以SiO2为主要成分的耐火材料，主要品种有各种硅砖和石英玻璃制品。

（2）硅酸铝质耐火材料。

这是以AL2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料，根据制品中AL2O3和SiO2含量分为三类：半硅质耐火材料、粘土质耐火材料和高铝质耐火材料。

（3）镁质耐火材料。

这是以MgO为主要成分，以方镁石为主要矿物结构的耐火材料，依其次要的化学成分和矿物组成的不同有以下品种：镁砖、镁铝砖、镁硅砖、镁钙砖、镁炭砖和铁白云石砖。

此外，还有冶金镁砂。

（4）白云石质耐火材料。

这是一类以CaO(40%-60%)和氧化镁（30%-42%）为主要成分的耐火材料。

其主要品种有：焦油白云石转、烧成油浸白云石砖、烧成油浸半稳定性白云石砖、烧成稳定性白云石砖、轻烧油浸白云石砖和冶金白云石砖。

（5）橄榄石质耐火材料。

这是一种含MgO35%-62%，Mg/SiO2质量比波动于0.95-2.00，由镁橄榄石为主要矿物组成的耐火材料。

（6）尖晶石质耐火材料。

这是一类主要由尖晶石组成的耐火材料。

主要品种有铬尖晶石构成的铬质制品[w(Cr2O3)≥30%)]，由铬尖晶石、方镁石构成的铬镁制品[w(Cr2O3)18%-30%)，w（MgO）25%-55%]和由镁铝尖晶石构成的制品。

（7）含炭质耐火材料。

这类耐火材料中均含有一定数量的炭或碳化物。

主要品种有由无定形炭结构的碳砖和炭块;由石墨结构的石墨制品；由碳化硅构成的碳化硅制品；由碳纤维及碳纤维与树脂或其其他炭素材料复合构成的材料。

（8）含锆质耐火材料。

这类材料中含有一定数量的氧化锆。

常用的品种有以锆英石为主要成分的锆英石质制品；以氧化锆和刚玉或莫来石构成的锆刚玉和锆莫来石制品，以及以氧化锆为主要组成的纯氧化锆制品。

1 / 72 / 73 / 7北国风光，千里冰封，万里雪飘。

望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。

4 / 7山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。

须晴日，看红装素裹，分外妖娆。

江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。

惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。

一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。

俱往矣，数风流人物，还看今朝。

三字经人之初，性本善。

性相近，习相远。

苟不教，性乃迁。

教之道，贵以专。

昔孟母，择邻处。

子不学，断机杼。

5 / 7窦燕山，有义方。

教五子，名俱扬。

养不教，父之过。

教不严，师之惰。

子不学，非所宜。

幼不学，老何为。

玉不琢，不成器。

人不学，不知义。

为人子，方少时。

亲师友，习礼仪。

香九龄，能温席。

孝于亲，所当执。

融四岁，能让梨。

弟于长，宜先知。

首孝悌，次见闻。

知某数，识某文。

一而十，十而百。

百而千，千而万。

三才者，天地人。

三光者，日月星。

三纲者，君臣义。

父子亲，夫妇顺。

曰春夏，曰秋冬。

此四时，运不穷。

曰南北，曰西东。

此四方，应乎中。

曰水火，木金土。

此五行，本乎数。

十干者，甲至癸。

十二支，子至亥。

曰黄道，日所躔。

曰赤道，当中权。

赤道下，温暖极。

我中华，在东北。

曰江河，曰淮济。

此四渎，水之纪。

曰岱华，嵩恒衡。

此五岳，山之名。

6 / 7曰士农，曰工商。

此四民，国之良。

曰仁义，礼智信。

此五常，不容紊。

7 / 7。

耐火材料按酸碱性怎么分类？耐火材料的分类方法有很多种，我们常见的有按照材质分类的耐火材料，如：高铝砖，粘土砖等；也有按施工方式命名的，例如：浇注料，喷涂料，涂抹料等；还有按照功能分类的，例如保温砖，耐火砖，耐酸砖，耐碱砖，耐酸浇注料等。

下面我们来介绍按照耐火材料的酸碱性，我们可以将耐火材料分成几类。

通常我们可以将耐火材料分成酸性耐火材料，碱性耐火材料和中性耐火材料。

这是个大的方向，当然我们还可以细分成弱酸性耐火材料，弱碱性耐火材料等等。

首先，什么叫酸性耐火材料? 酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93%的耐火材料，它的主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀，但易于与碱性熔渣起反应。

酸性耐火材料主要有石英玻璃制品，熔融石英再结合制品，硅砖及不定形硅质耐火材料。

半硅质耐火材料一般也归于此类。

至于粘土质耐火材料，也有将其划归此类，称之为半酸性或弱酸性耐火材料的。

还有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作特殊酸性耐火材料也划归此类的。

什么叫碱性耐火材料? 碱性耐火材料一般指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料。

这类耐火材料的耐火度都较高，抵抗碱性渣的能力强。

碱性耐火材料主要用于碱性炼钢炉及有色金属冶炼炉，水泥工业也常常使用该类材料。

其主要产品有镁质、镁铬质、镁橄榄石质、镁铝质、白云石质和石灰质等耐火材料。

其中镁质、白云石质和石灰石质属强碱性，铬镁质和镁铬质、镁橄榄石质和尖晶石质属弱碱性。

什么叫硅酸铝质耐火材料? 硅酸铝质耐火材料是指以SiO2-Al2O3为主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质(Al2O3 15～30%)，粘土质(Al2O3 30～48%)，高铝质(Al2O3 大于48%)三类。

这三类材料一般以叶蜡石、硅质粘土、耐火粘土和高铝矾土为主要原料，其产品品种多，使用范围广，在耐火材料生产中占有较大的比重。

按照酸碱性分类耐火材料有着重要的意义，我们可以根据工作环境的酸碱性选择与之相适应的耐火材料，这样可以有效的提高耐火材料的使用寿命，降低生产成本。

第3章Al2O3-SiO2系耐火材料-3高铝质、硅线石及莫来石质10、高铝砖中，减轻二次莫来石化有些什么措施？减轻二次莫来石化反应措施：（1）熟料的严格拣选分级（2）合理选择结合剂的种类和数量结合粘土尽可能少加（5～10%）用生矾土细粉代替结合粘土用高铝矾土和结合粘土粉按比例配合（3）熟料的邻级混配和氧化铝含量高的熟料以细粉形式加入（4）合适的颗粒组成适当增加细粉数量（45～50%）适当增大粗颗粒的尺寸和数量部分熟料和结合粘土共同细磨共磨时熟料和粘土混合料中的A12O3／SiO2重量比应略大于2.55。

（5）适当提高烧成温度（Ⅱ级矾土熟料）11、什么是“三石”？性质如何？定义：部分硅线石族矿物原料—硅线石砖、红柱石砖或蓝晶石砖。

结构特征及基本性质不同的晶体结构：蓝晶石- 三斜晶系硅线石和红柱石-斜方晶系同一化学式：Al2O3•SiO2Al2O362.92 SiO237.08%12、影响“三石”分解或膨胀性的因素有哪些？影响分解或膨胀性的因素：矿物本身结构；矿物纯度；矿物粒度大小——蓝晶石粒度＜0.2mm，膨胀小且无明显差异；粒度＞0.2mm，膨胀大且差异大。

——硅线石粒度＜0.088mm，1400℃开始分解，1700℃完全莫来石化；粒度＞0.088mm，分解温度提高100℃，1700℃尚有残余硅线石。

——红柱石＜0.15mm，1500℃均莫来石化。

13、硅线石质制品生产工艺要点？制砖工艺与高铝砖的基本相同◇原料为精料◇硅线石和红柱石精矿料可直接制砖，蓝晶石不宜直接用来制砖。

但通过对其粒度的调整，也可直接制砖。

◇天然硅线石族精料通常以颗粒状或粉状料引入。

◇硅线石一般要求小于0.5mm，红柱石可适当放宽至小于2mm，蓝晶石一般为0.147～0.074mm。

◇一般制品的烧成温度为1350～1500℃（莫来石化转变温度＋体积效应）。

14、向铝硅系耐火材料中添加硅线石质矿物可提高其性能，原理是什么？将硅线石族矿物添加到铝硅系耐火材料中，可从下列三个方面提高后者的性能：（1）硅线石族矿物莫来石化产生的膨胀来弥补不定形耐火材料、不烧砖在加热过程中的收缩以保证耐火材料砌体的体积稳定性。

关于耐火材料的综述以及在陶瓷窑炉中的应用摘要：本位介绍了耐火材料工业的各种耐火材料及其在陶瓷窑炉上的应用关键字：耐火材料陶瓷窑炉耐火砖耐火制品1、前言（耐火材料的发展概况）在高温工业的发展和技术进步的促进下，我国耐火材料工业迅速发展，耐火材料产量已多年居世界第一，但耐火材料产业整体的技术水平和产品结构等方面与国际先进水平相比差距较大。

面对国内高温工业技术的飞速发展和加入WTO后对我国耐火材料工业所形成的机遇和挑战，我国耐火材料工业也将不断地寻找出路向前发展。

目前，我国耐火材料产品品种质量水平不断提高，耐火材料消耗逐年下降。

特别是“六五”以来，国家投资改造了一批耐火材料厂，引进了国外的先进技术和关键装备，使我国耐火材料工业取得了前所未有的长足发展，技术进步成效显著。

一批耐火材料产品质量达到了国际水平，品种质量实现了质的飞越。

一大批钢铁等高温工业急需的优质耐火材料相继问世，填补了国内空白，为国家节约了大量外汇。

钢铁工业、水泥、玻璃、有色金属、石油化工、陶瓷行业等都离不开耐火材料。

而这些制造业在中国、东南亚、中东、非洲等地区正在和将得到蓬勃发展。

此外，国际间通讯和运输的便捷、跨国界市场的扩展、电子商务的增多等，这些都给耐火材料工业的发展带来良好机遇。

我国是耐火材料最大消费国，由于“十一五”期间，作为耐火材料最大用户的冶金、建材行业将保持稳步发展，耐火材料需求总量依然很大，并将继续保持快速增长的趋势。

发达国家生产耐火材料的成本远高于发展中国家，同时由于环保要求更严格，迫使他们只生产高附加值产品或出口技术，而将大宗产品、劳动密集型产品转移到发展中国家生产。

中国由于有着得天独厚的原材料优势和劳动力成本优势，无疑机会更多一些。

2、各种耐火材料的简要介绍2.1氧化硅质耐火材料硅砖的耐火度为1690-17300C.随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同略有变化，但是波动很小。

二氧化硅的含量越高，耐火度越高，杂质含量越多，特别是氧化铝、氧化钾、氧化钠增高时，硅砖的耐火度降低。

第六章碱性耐火材料以氧化镁或氧化钙或者以两者为主要成分的耐火材料统称为碱性耐火材，主要有镁质耐火材料，镁钙（或称富镁白云石）质耐火材料，白云石质耐火材料，镁橄榄石质耐火材料，镁铬尖晶石质耐火材料，镁铝尖晶石质耐火材料。

目前，国内外除了镁橄榄石质耐火材料的使用比例较小以外，其他碱性材料的应用都较广泛，但由于镁铬尖晶石质材料存在环境污染问题，使用比例正逐渐减少。

近20年来，由于冶炼技术的进步，要求耐火材料必须具备优良的高温性能，尤其是抗熔渣侵蚀性和渗透性能，因此出现了在MgO-CaO系材料中引入碳系材料的MgO-CaO-C系列产品，诸如：MgO-C砖，MgO-CaO-C砖，MgO-Al2O3-C砖等，而且发展之快，应用之广，效果之优是其他材料难与之相比拟的，以MgO、CaO、或者MgO-CaO基组成的碱性耐火材料，其显著特点是耐火度高，高温力学性能好，抗渣蚀能力强，已广泛应用于转炉（尤其复吹转炉）、电炉、炉外精炼、钢包、有色金属冶炼、水泥等工业领域。

CaO除了具有上述性能外，还具有除磷、除硫，净化钢水的作用。

第一节镁质耐火材料通常所说的镁质耐火材料是指MgO含量在85%及其以上的材料，普通镁砖、高纯镁砖，熔粒再结合镁砖，以及C2S结合的镁砖等都属于这类耐火材料。

冶金镁砂是作为一种产品直接用于冶金炉或其他装置，它也应属镁质耐火材料范畴，仅这种产品应用范围狭窄。

镁质耐火材料曾大量用于平炉侧墙，蓄热室，电炉侧墙，炉外精炼SKF熔池、电磁搅拌区、渣线，也曾用于V AD、LF炉熔池和渣线，目前已被MgO-C材料或镁铬材料取代。

从目前情况看，镁质耐火材料的发展与其他材料相比日趋暗淡，尤其普通镁砖，C2S结合镁砖等，但所用原料镁砂日趋向高纯高密方向发展，倍受国内外耐火材料工作者的重视，其基本原因在于它是生产各种优质碱性耐火材料的基础。

一、特性以MgO为主成分的镁质耐火材料，具有耐火性能高、高温强度大和抗碱性熔渣侵蚀性好的特点是由MgO自身特性决定的。

１前言碱性耐火材料是水泥工业、玻璃工业、钢铁工业不可或缺的一种关键耐火材料。

常见的碱性耐火材料有五大类：白云石砖、镁砖、镁铬砖、镁铝尖晶石砖及镁锆砖等。

２０世纪３０年代人们发现，在铬矿中加入镁砂细粉可以得到一种新型的耐火材料。

它优于当时大量使用的铬砖，而且也优于当时使用的镁砖；从而导致了炉顶用铬镁砖代替硅砖的含碱性平炉的发展。

之所以这样可以从ＭｇＯ－ＳｉＯ２二元系统相图得到解释，加入ＭｇＯ的效应使铬矿中与高耐火铬类尖晶石颗粒共存的低熔镁硅酸盐转化为熔点１９１０℃的镁橄榄石（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）。

１００多年来，氧化镁制品生产的原料主要是使用在奥地利发现的铁菱镁矿，它是ＭｇＣＯ３与Ｆｅ２Ｏ３的固熔体，经过煅烧产生结晶的氧化镁（方镁石）和细分散在其中的剩余氧化铁，在充分煅烧的情况下，这种材料在空气中不容易水化，并且易于烧结。

如今碱性耐火材料的主要原料在我国的辽宁被发现，且储量世界第一。

另外由于海水或所谓的“合成”镁砂的发展，也加速了镁质材料的发展。

全世界生产的大宗耐火材料同钢铁工业的要求密切相关，钢铁工业消耗的耐火材料约占总产量的７０％，碱性耐火材料对炼钢工业关系更大，需占总产量的８５％左右，剩于部分则用于其它冶金工业，以及水泥回转窑和玻璃窑蓄热室。

所以，对碱性耐火材料的研究和发展，其推动力是巨大的。

１９６１年，一种通称为直接结合镁铬砖的新型碱性砖出现于工业舞台，并且迅速取传统镁铬砖。

直接结合镁铬砖的特点是高温强度高，抗渣型好，高温热力学性能优良。

从技术文献可以明显看到，碱性耐火材料这些成就的取得，是耐火材料生产企业和使用单位及各研究机构的科研人员持续不断的研发结果，而广大科技工作者所进行的理论性研究工作也对此作出了非常重要的贡献。

虽然直接结合镁铬砖有众多优点，使用量大，但随着经济的发展，人们生活水平的提高，以及国际社会对环境保护的重视，直接结合镁铬砖至命的弱点，污染环境危害人们的身体健康的矛盾也日益显现出来。