耐火材料复习
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耐火材料:是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
主晶相:是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。
基质:是指耐火材料中大品体或骨料间隙中存在的物质。
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酸盐相产生结合。
成型:借助外力和模型将坯料加工成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。
主晶相陶瓷结合: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。
酸性耐火材料:含有相当数量的游离二氧化硅(Si02)。
酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料,几乎由94〜97%的游离硅氧(Si02)构成。
粘土质耐火材料与硅质相比,游离硅氧(Si02)的量较少,是弱酸性的。
碱性耐火材料:含有相当数量的MgO 和CaO 等,镁质和白云石质耐火材料是强碱性的, 格镁系和镁橄榄右质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱诚性耐火材料。
热震稳定性:耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能。
抗渣性:耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀怍用而不破坏的能力。
粘土质耐火材料:是用天然产的各种粘土作原料,将一部分粘土预先煅烧成熟料,并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30%-46%的硅酸盐铝质耐火材料。
耐火泥:是由粉状物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。
矿化剂:泛指内生成矿作用中对成矿物质的运移和集中起重要媒介作用的物质。
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, 被称为防氧化剂减水剂:是指在能在保持耐火浇注料的流动值基本不变的条件下,显著降低拌和用水量的物质。
镁碳砖:是由高熔点碱性氧化镁(2800℃)和难以被炉渣浸润的高熔点碳素材料为原料,添加各种非氧化物添加剂,用碳质结合剂结合而成的不烧碳复合材料。
电熔镁砂是以优质镁砂为原料经过熔化而制成。
低水泥浇注料:由耐火细粉和结合剂组成的基质中,用超细粉(指粒度小于10μm )来取代部分或大部分铝酸钙水泥,在加入少量分散剂使超细粉均匀地分散于骨料颗粒之间,填充在亚微米级的空隙中,从而形成均匀致密的组织结构。
《耐火材料工艺学》复习提纲第一章1.耐火材料的概念:耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
2.按化学矿物组成分类:硅质制品、硅酸铝制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、特殊制品。
第二章1.三种化学矿物组成:①主成分。
耐火制品中构成耐火基体的成分。
它的性质和数量直接决定制品的性质。
氧化物、元素或非氧化物的化合物。
分酸性、中性和碱性三类。
②杂质成分。
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)。
这些杂质的存在往往能与主成分在高温下发生反应,生成低熔性或大量的液相,从而降低耐火基体的耐火性能,也称之为溶剂。
③添加成分。
为促进其高温变化和降低烧结温度。
分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。
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,改善制品的某些性能。
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,也称为结合相。
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2.三种气孔率表示方法及关系:①总气孔率(真气孔率)Pt,总气孔体积与制品总体积之比;②开口气孔率(显气孔率)Pa,开口气孔体积与制品总体积之比;③闭口气孔率Pc,闭口气孔体积与制品总体积之比。
三者的关系为:Pt=Pa +Pc气孔率大小影响耐火制品哪些性能?气孔率是耐火材料的基本技术指标。
其大小影响耐火制品的所有性能,如强度、热导率、抗热震性等。
3.高温蠕变性的概念:制品在高温下受应力作用随着时间变化而发生的等温形变。
分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。
高温蠕变曲线的三阶段①oa-起始段:加外力后发生瞬时弹性变形,外力超过试验温度下的弹性极限时会有部分塑性形变;②ab-第一阶段:紧接上阶段的蠕变为一次蠕变,初期蠕变,应变速率de/dt随时间增加而愈来愈小,曲线平缓,较短暂;③bc-第二阶段:二次蠕变,黏性蠕变、均速蠕变或稳态蠕变。
耐火材料基础知识
耐火材料是指能够在高温环境下保持其物理和化学稳定性的材料。
它们具有抵抗高温、耐热性能好的特点,广泛应用于冶金、建筑、化工、能源等行业。
以下是耐火材料的基础知识:
1. 耐火材料的分类:
- 常规耐火材料:如陶瓷、石英、石膏等。
- 耐火砖:按材料分为硅酸盐系耐火砖、浇注用耐火砂浆等。
- 氧化铝系耐火材料:如桑莎石、高铝石等。
- 碳化硅系耐火材料:如碳化硅砖、碳化硅陶瓷等。
- 耐火陶瓷:如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等。
- 耐火纤维材料:如陶瓷纤维、石棉纤维等。
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2. 耐火材料的特性:
- 耐高温性:一般指材料能够在1000℃以上的高温环境下不熔化、不软化、不失去强度。
- 耐热震性:指材料在急剧温度变化下的稳定性,能够承受温度快速变化所引起的应力而不破裂。
- 耐腐蚀性:指材料不受化学腐蚀和气体侵蚀。
- 密度低:易于加工和运输。
- 热导率低:防止热量传导产生损耗。
- 尺寸稳定性:在高温下不发生变形。
- 机械强度和耐磨损性:能够承受机械和磨损应力。
3. 耐火材料的应用领域:
- 冶金行业:如高炉、炼钢炉等。
- 建筑行业:如石膏板、耐火砖等。
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- 化工行业:如催化剂、蒸馏塔等。
- 能源行业:如电厂炉、火力发电等。
- 环保行业:如焚烧炉、烟气除尘器等。
以上是关于耐火材料的基础知识,它们在各个行业中扮演着重要的角色,保证了设备和结构在高温环境下的安全运行。
3。
一.填空1.耐火材料按化学属性分为三大类,酸性耐火材料、碱性耐火材料和中性耐火材料。
2.含SiO2在90%以上的材料统称硅质耐火材料,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。
3.镁铝尖晶石分子式为MgAl2O4。
4.耐火材料按生产工艺或加工制造工艺分类,可分为烧成制品、熔铸制品和不烧制品。
5.耐火材料按成型工艺分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型、振动成型、熔铸成型和捣打成型。
6.耐火材料的化学成分、矿物组成和微观结构决定了耐火材料的性质。
7.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、热学性质和高温使用性质等。
8.耐火材料化学组成的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,可分为酸性、中性和碱性耐火材料。
9.矿物组成可分为两大类:结晶相与玻璃相,其中结晶相又分为主晶相和次晶相。
10.耐火材料的添加剂,按目的和作用分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。
11.耐火制品的性质是其矿物组成和微观结构的综合反映。
12.耐火材料制品的损坏是从基质开始的。
13.耐火材料是由固相和气孔两部分构成的非匀质体。
14.耐火材料的R&D包括原料技术、生产技术、开发技术、应用技术。
15.耐火材料高温变形实质取决于晶体的性质、基质的实质、晶体与基体结合的情况。
二.判断1.当热风炉的风温低于900时,一般采用碳砖,当高于900时,格子砖采用高铝砖、莫来石、硅砖等。
(R)2.镁质耐火材料以镁砂为主要原料,以方镁石为主晶相,MgO含量大于90%的碱性耐火材料。
(R)3.耐火材料中的杂质成分是能与耐火基体作用而使其耐火性能下降的氧化物或化合物。
(T)4.高温下熔融相粘度比低温脆性玻璃相粘度大。
(T)5.影响粉料流动性的因素有颗粒尺寸、表面粗糙度、表面水膜。
(T)6.对于耐火材料来说,耐火度越高越好。
(R)7.耐火材料的原料之所以要煅烧是为了去除原料中易挥发的杂质和夹杂物。
第一章耐火材料的定义及分类传统的定义:耐火度不小于1580℃的无机非金属材料;ISO的定义:耐火度不小于1500℃的无机非金属材料及制品。
2、按化学性质分类(1)酸性耐火材料中性耐火材料碱性耐火材料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;高级耐火材料;特级耐火材料5、按形状和尺寸分类标准砖; 异型砖;管形材;耐火器皿。
6、按使用场合分类冶金用;水泥窑用;玻璃窑用;陶瓷窑用;锅炉用。
7、按性质分类按密度分:轻质(气孔率45%-85%)、重质;按功能特性:抗蠕变性、耐磨性、抗渣性等耐火材料按气孔率分类:特致密制品;高致密制品;致密制品;烧结制品;普通制品;轻质制品;超轻质制品。
耐火材料的一般生产过程◆原料加工→配料→混练→(成型)→干燥→烧成(熔制)→(成型)→检验→成品配料原料的配合粒度的配合★临界粒径的确定★配料包括按规定比例的各种原料、和同一原料的各不同颗粒组成配合的粉料;1、要求:a、配料的化学组成必须能满足制品的要求,并且应比控制指标高些;b、结合剂的选择对制品的最终性能不产生影响,对结合剂变为制品的一部分应慎重,作为配料组成配料;c、原料中含水分和灼减成分时,使得原料、配料和制品的化学组成之间出现换算关系。
2、配料方法:容积法:按体积比来配料。
简单。
重量法:比较准确,误差一般≤0.2%。
配料一、各种原料的配合(配方)●根据耐火材料制品的品种和性能要求选用原料的配合;●对烧结制品、不烧制品、不定形耐火材料,各种颗粒熟料或其他脊性料与各种结合剂的配合是配料的重要环节;●原则:任何原料或结合剂的选用,及其用量都应合理控制,应保证既有利于制品的生产,又不能损害制品的性能。
要考虑各种物料之间的化学反应。
(2) 粉体的流动性颗粒形状影响粉体的流动性。
a、休止角:未加负载的粉料堆积在水平面上,假设落在料堆顶上的粉料速度是可以忽略不计的,则料堆与水平面的交角。
一、判断题1.耐火材料的化学纽•成,又称为化学成分,一般用化学分析方法进行测定。
«2.制用耐火材料通常测定以下氧化物A 12O3、SiO2、Fe2O3、CaO、M gO、Ti02、N a 2 0. K2 0 等,并测定灼减。
V3.不同类的耐火材料及制品具有相同的化学成分。
x4.每一种耐火材料按各个成分含量的多少,又可以分成两个部分,--部分是占绝对数量的基本成分,另一部分是占少量的杂质成分。
V5.在进行耐火原料分析吋,测定灼减量有着特殊的意义,其测定结果反映出原料内去掉气体产物和有机物含最的多少,可以用以判断原料在烧成过程中收缩大小,以及在生产中是否要预先进行锻烧等。
76.通过化学分析的测定结果,根据耐火材料所含成分的种类及数量,可以初步判断原料的纯度和制品的性能。
勺7.耐火材料原料及制品中所含矿物种类和数量,统称为化学纽.成。
x8.具有相同化学成分的耐火材料,其矿物组成一定相同。
x9.耐火材料的一系列性质指标又主要决定于矿物组成。
710.粘十.原料和山它制成的粘土制品,化学纟I[成可以很接近,但矿物纟I[成却完全不同。
V11 •粘十•原料主要有高岭石及其他杂质矿物组成=V12.粘土质制品则以高岭石和硅酸盐玻璃相纽成。
x13.化学纽•成和矿物纽•成是两个不同的概念,是有区别的,但化学成分和矿物成分之间又有着内在的联系。
〈14.在-激情况下,制品中的主要化学成分越多,贝I」形成的主要矿物量也越多。
V15.制晶的矿物组成,取决于制殆的化学成分和形成制品时的外界因素。
716.0前耐火材料的矿物组成和显微结构的方法,一-般是通过显微镜观察,以及X対线分析,差热分析和衍射鉴定等。
“17.耐火材料的化学■矿物纽成是分析原料及制品特性的一个主要方面。
71&耍改变制品特性,提高制品质量,一•般都采用调整制品化学组成的方法。
x19.耐火材料的常温物理性质有真密度、真比重、气孔率、吸水率、体积密度和耐斥强度等。
第一章绪论1.定义。
耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料(传统)。
或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(国标)。
2.填空。
耐火材料按化学性质可分为酸性耐火材料、碱性耐火材料、中性耐火材料;按供给形态可分为定型耐火材料和不定型耐火材料;按耐火度可分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料、超级耐火材料;按加工制造工艺可分为烧成砖耐火材料、熔铸砖耐火材料、不烧砖耐火材料。
按化学矿物组成可分为硅质耐火材料、硅酸铝质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、铬质耐火材料、锆质耐火材料、碳复合耐火材料、特种耐火材料。
(必考一种)3.不定型耐火材料的品种很多,主要有浇注料、可塑料、捣打料、干式料、喷射料、接缝料、挤压料、涂料、炮泥、泥浆等。
第二章耐火材料显微结构与性质一、耐火材料的显微结构1.填空。
耐火材料的性质包括:化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性能。
或耐火材料的性质包括:物理性质、使用性能和工作性能。
2.物理性质是指材料本身固有的特性,包括导热系数、热膨胀系数、热容等热学性质;常温与高温下的耐压强度、抗折强度、弹性模量、泊松比、断裂韧性等力学性质以及真密度、体积密度、气孔率(开口气孔率(显气孔率)、闭气孔率、真气孔率(总气孔率))、吸水率、透气度等表示材料致密程度的性质等等。
3.耐火材料的使用性能多半是指在使用条件下抵抗损毁能力的性能。
包括抗渣性、抗热震性、耐火度、高温荷重软化温度、高温蠕变性、高温体积稳定性(重烧线变化)等。
耐火材料的使用性能对其使用寿命有很大影响。
除了耐火度外,它们决定于材料的物质组成和显微结构,而耐火度主要与其化学成分有关。
4.耐火材料的工作性能主要指的是其在制造和施工过程中表现出来的性质,如在压制过程中泥料的可压缩性,浇注料在施工过程中的流动性等。
它们不像使用性能那样受到显微结构的影响,而是反过来对耐火材料的显微结构产生影响。
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。
(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。
耐火材料按其主成分的化学性质可分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。
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)称为杂质。
杂质的存在往往能与主要成分在高温下发生反应,生成低熔性物质或形成大量的液相,从而降低耐火材料基体的耐火性能,故也称之为熔剂。
添加成分 耐火材料的化学组成中除主要成分和杂质成分外有时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。
按照添加剂的目的和作用不同可分为矿化剂、稳定剂、促烧剂等。
(2)矿物组成 矿物组成可分为两大类:结晶相与玻璃相,结晶相又分为主晶相和次晶相。
填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物(次晶相)和玻璃相统称为基质,也称为结合相。
基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处,在使用中无论物理因素还是化学因素的破坏,往往首先从基质部分开始,基质被破坏后,主晶相失去基质的保护被损坏1.3.2 耐火材料的显微结构耐火材料是由固相(包括结晶相与玻璃相)和气孔两部分构成的非均质体。
它们之间的相对数量及其分布和结合形态构成了耐火材料的显微结构。
而耐火制品的显微组织结构表征的是耐火材料中主晶相与基质间的结合形态。
耐火材料主晶相与基质的结合形态有两种:即陶瓷结合与直接结合(如方镁石。
这种结合方式的高温性能要优越于前者)。
1.3.3 耐火材料的常温物理性质(1)气孔率 开口气孔(显气孔)、贯通气孔、封闭气孔。
也可分为开口气孔和封闭气孔两类。
耐火材料气孔率的指标常以显气孔率来表示: V1为制品中开口气孔的体积V0为试样外表面围成的体积(2)吸水率 (3)体积密度 (4)真密度与真比重 真比重的概念:单位体积耐火材料的重量与4℃单位体积水的重量之比值。
(5)透气度1.3.4 耐火材料的热学性质和导电性质(1)热膨胀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。
(2)热导率耐火材料的热导率是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量,用λ表示:(3)热容 它是表征材料受热后温度升高情况的参数(4)导电性 某些耐火材料具有导电性,如含碳耐火制品具有导电性,而二氧化锆制品在高温下也具有较好的导电性,可以作为高温下的发热体。
1.3.5 耐火材料的力学性质 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 、扭转强度、耐磨性、弹性模量(材料在其弹性范围内,在荷载σ(应力)的作用下,产生变形ε(应变),当荷载去除后,材料仍恢复原来的形状和尺寸,此时应力和应变的比值称为弹性模量。
它表示材料抵抗变形的能力,可用下式表示: )及高温蠕变(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,我国通常采用压缩蠕变)1.3.6 耐火材料的高温使用性质(1)耐火度 一定方法制成截头三角锥,上底每边长2mm,下底每边长8.5 mm,高30 mm,截面成等边三角形。
试锥以一定升温速度加热,试锥软化弯倒,当其弯倒至顶点与底接触的温度,即为试样的耐火度。
10100%a V P V =⨯t F x T Q ∆∆∂∂∆-=)(λA P C S =232F l R bd =εσ=E(2)高温荷重软化温度耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度,表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力,耐火制品荷重软化温度的测定一般是在0.2MPa的固定载荷下,以一定的升温速度均匀加热,测定试样压缩0.6%、4%、40% 时的温度。
试样压缩0.6%时的变形温度即为试样的荷重软化开始温度,即通常所说的荷重软化点。
试样压缩4%(2mm)-变形温度;试样压缩40%(20mm)-溃裂点;3)高温体积稳定性表示耐火材料在高温下长期使用时,其外形及体积保持稳定而不发生变化的性能。
一般而言,烧成耐火制品在高温煅烧过程中,烧结不充分的欠烧制品中受到高温长期作用时,一些物理化学变化会继续进行并伴随有不可逆的体积变化。
这些不可逆的体积变化称为残余膨胀或残余收缩,也称重烧膨胀或收缩。
重烧体积变化的大小表征了耐火制品的高温体积稳定性4)热震稳定性耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热震稳定性或抗热冲击性能。
弹性模量对热震稳定性的影响:一类是抗热震断裂性能(瞬时断裂),和其弹性模量呈反比的关系。
另一类是为抗热震损伤性能(热冲击循环作用材料的破坏),同其弹性模量呈正比的关系。
热震稳定性的试验方法:风冷(1000 ℃,30分钟,风冷,重复)水冷(1100℃,20分钟,水冷,自然干燥,重复)评价:试样被破坏的程度试样强度的保持率5)含碳耐火材料的抗氧化性含碳耐火材料在氧化性气氛中,其中的碳素材料会同空气中的氧气发生发应。
试样:50±2mm的立方体或直径与高为50 ±2mm的圆柱体;温度:1400℃,保温3小时,固定流量向炉内通空气;评价:切开试样,测量脱碳层厚度。
(6)抗渣蚀性能检验方法有熔锥法、坩埚法、浸渍法、转动浸渍法、撒渣法和回转法等。
单纯溶蚀:耐火材料与熔渣不发生化学反应的物理溶解作用所造成的耐火材料的损毁。
如碳素材料向钢铁溶液中的溶解即属于单纯溶蚀作用。
反应溶蚀:耐火材料与熔渣物质在其接触界面处发生化学反应,生成低熔点的化合物,导致耐火材料工作面的溶蚀损毁。
熔渣侵入机理主要有以下几种方式:1、通过气孔;气孔率高的材料,熔渣易于通过气孔渗入耐火材料内部,增大熔渣与耐火材料的接触面积,而导致材料的溶蚀量加大。
2、通过耐火材料中形成的液相;耐火材料中杂质含量较高时,耐火材料基质中玻璃相的含量较高,高温下形成的液相较多,耐火材料的抗渣蚀性能较差。
3、在耐火材料固相中扩散;熔渣在耐火材料固相中扩散速度一般是较慢的。
二、碱性耐火材料1、定义:氧化镁或氧化钙或氧化镁-氧化钙2、分类◆镁质耐火材料:MgO≥80%,方镁石,◆石灰耐火材料:CaO≥95%,方钙石。
◆白云石质耐火材料:白云石,方钙石和方镁石。
镁化白云石、白云石和钙质白云石耐火材料。
◆尖晶石质耐火材料:MgO·(Al2O3/Cr2O3/Fe2O3 ) ◆镁橄榄石质耐火材料:2MgO·SiO2主要应用◆转炉、电炉炉衬永久层◆玻璃窑蓄热室1)、MgO-FeO系MgO能吸收大量FeO而不生成液相。
2)、MgO-Fe2O3系MgO吸收大量Fe2O3后耐火度仍很高,抗含铁炉渣侵蚀性良好。
→充当镁质材料的促烧剂或“火泥”3、化学组成对镁质制品性能的影响1、CaO和SiO2及C/S比的影响低熔点结合相↑,砖高温强度↓→→镁质材料的C/S比应控制在获得强度最大值的最佳范围。
2、R2O3型氧化物的影响(1)硼的氧化物强溶剂作用,镁质材料高温强度(2)Al2O3、Cr2O3和Fe2O3 实验条件:含0.5%SiO2和C/S=2.75镁砖提高镁质材料直接结合程度的途径:◆引入Cr2O3 ◆以高熔点物相作次晶相(尖晶石、C2S、M2S等菱镁矿提纯主要方法:热选,浮选菱镁矿煅烧的假象问题→→假象内方镁石微晶之间有无数的空隙。
形成原因:此空隙是由于热分解收缩所造成。
破坏母盐假象的措施:◇轻烧◇物料的细度◇微量添加物◇烧成温度镁质耐火材料性能的缺点(Problem) 抗热震性差抗渣渗透性差铬尖晶石质耐火材料主要应用◆水泥回转窑◆玻璃窑蓄热室◆精炼炉(RH炉,VOD炉,AOD炉)◆有色冶金炉◆石灰窑◆混铁炉1 )如何减轻加入MgO后引起的体积膨胀?①铬矿作粗颗粒②MgO作细粉③砖间放置铁板2 )铬矿和镁砂比例的影响①1∶1,或铬矿临界颗粒↑或粗颗粒量↑,热震最好②铬矿↑,抗铁氧化物能力↓③镁砂↑,或镁砂与部分铬矿共磨,抗渣性↑隔热和特殊耐火材料●隔热耐火材料是指气孔率高、体积密度低、热导率低的耐火材料,又称轻质耐火材料。