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不定形耐火材料(unshaped refractories)由一定级配的骨料、粉料、结合剂和外加剂组成不定形状的不经烧成可供直接使用的耐火材料。
不定形耐火材料的耐火度应不低于1500℃，有些隔热不定形耐火材料的耐火度允许低于1500℃。
这类材料无固定的外形，呈松散状、浆状或泥膏状，因而也称为散状耐火材料，也可以制成预制块使用或构成无接缝的整体构筑物，也称为整体耐火材料。
不定形耐火材料具有工艺简单，生产周期短、节约能源、使用时整体性好、适应性强、便于机械化施工等特点。
简史不定形耐火材料是以耐火浇注料为基础而拓展的。
早在1918年法国已开始销售铝酸盐水泥，一般认为在1925年欧美国家才以铝酸盐水泥作为耐火浇注料的结合剂，在第二次世界大战时期，美国用耐火浇注料和耐火可塑料作为锅炉和石油设备内衬。
日本在1955年开始生产不定形耐火材料。
到1960年美、日、联邦德国不定形耐火材料分别占耐火材料产量的12.6％、1.6％和1.6％。
1966～1975年不定形耐火材料在工业发达国家实现了品种系列化，质量稳步提高、产量显著增长，1980年以前，美、日、联邦德国的不定形耐火材料产量已分别提高至37.1％、31.7％和36.8％，大致占耐火材料产量的三分之一或稍多一些。
20世纪80年代以后，工业发达国家耐火材料产量逐步有所下降，而不定形耐火材料产量并无太大变化，因而不定形耐火材料产量比率相应提高，如以日本为例：1976～1985年耐火材料产量从270万t左右降至200万t左右，而其中不定形耐火材料始终维持在90万t左右，其比率从34％提高到44％。
美国不定形耐火材料的比率已达到50％，西欧共同体为35％。
到90年代初，不定形耐火材料的产量已接近烧成耐火制品的产量，在耐火材料行业促成了巨大的变化，这也说明了不定形耐火材料的迅速发展。
中国的不定形耐火材料发展史要追溯至古代的原，始制陶时代和青铜器时代，当时所用的焙烧陶器的窑和冶炼青铜的炉(或坩埚)就是用可塑性的耐火粘土塑造或捣制而成的，这可以说就是原始的不定形耐火材料。
不定形耐火材料是指：由一定颗粒级配的耐火集料(骨料和粉料)，结合剂和外加剂组成的湿状一或半湿状、或干状，可直接用于构筑或修补工业窑炉衬体的耐火材料称为不定形耐火材料。
此类材料构筑衬体可形成无接缝整体内衬。
同烧成耐火制品比较，不定形耐火材料具有如下特点：（1）制备工艺简单，生产周期短，劳动生产率高；（2）适应性强，使用时不受工业窑炉结构形状限制，可制成任意形状；（3）整体性好，气密性好，热阻大，可降低工业炉热损失、省能源；（4）便于机械化施工，省工省时；（5）对于损坏的工业炉内衬易于用不定形耐火材料进行修补，延长衬体使用寿命、降低耐火材料消耗。
因此不定形耐火材料现己逐渐取代大部份烧成耐火制品而得到广泛应用，在冶金工业使用不定形耐火材料的比例己郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。
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占耐火材料总使用量的一半以上。
按施工工艺分类，不定形耐火材料可分为如下七大类：浇注耐火材料、可塑耐火材料、喷射耐火材料、涂抹（覆）耐火材料、挤压（压注）耐火材料、投射耐火材料、干式振捣（或填充）耐火材料等。
不定形耐火材料的制备工艺，包括材质的选择、颗粒级配的确定、结合剂和外加剂的选用、以及加工流程的确定，是根据使用条件和使用环境、以及所采用的施工方法来确定的。
配制不定形耐火材料的粒状原材料总称为耐火集料。
耐火集料分为骨料和粉料，集料颗粒粒径大于0.088mm(或0.074mm)的称为骨料，在不定形耐火材料中起骨架作用。
集料颗粒小于0.088mm(或0.074mm)称为粉料，由于它起着包埋骨料或充填于骨料颗粒之间空隙的作用，因此又称为基质，其中0.088mm至l0μm 的称为细粉，小于l0μm的称为超细粉(或微粉)。
我们可以根据Andreassn或者Dinger-funk粒度分布方程来进行颗粒级配。
不定形耐火材料分类及应用不定形耐火材料是指那些在高温下能够保持稳定性能且具有较好耐火性能的材料。
不同种类的不定形耐火材料具有不同的化学成分和结构，因此在应用上也有所差异。
下面将对不定形耐火材料的分类和应用进行详细介绍。
一、不定形耐火材料的分类：1. 火炬型耐火材料：主要由氧化铝、三氧化二铝、高铝水泥等主要原料制成。
具有较高的耐火性能和耐热震性能，广泛应用于各种型号的工业窑炉、热处理炉、转炉、电炉等高温设备。
2. 隔热型耐火材料：主要由氧化铝、石墨、高铝水泥等主要原料制成。
具有较好的保温性能和耐高温性能，广泛应用于工业窑炉的保温层、隔热层、烟道、热处理工艺中的保温设备等。
3. 耐化学侵蚀型耐火材料：主要由碳化硅、氮化硅、碳化硅质、碳化硅质等主要原料制成。
具有耐酸碱腐蚀、耐氧化性能好、抗渗透性能强等特点，广泛应用于化工装置、冶金设备、炼油装置等耐腐蚀场合。
4. 耐磨性耐火材料：主要由氧化铝、碳化硅、铝酸盐等主要原料制成。
具有耐磨性、耐热震性和抗冲击性好等特点，广泛应用于冶金、建材、造纸、玻璃等行业中的磨料和耐磨设备。
5. 耐高温隔热型耐火材料：主要由氧化铝、石墨、氮化硅等主要原料制成。
具有较好的抗温性能和隔热性能，广泛应用于高温熔融金属的冶炼、有色金属冶炼等工业领域。
二、不定形耐火材料的应用：1. 铁矿冶炼行业：在高炉、电炉、转炉等炼铁设备中使用火炬型耐火材料和隔热型耐火材料，能够有效地抵御高温和热震的侵蚀，确保设备的正常运行。
2. 石油化工行业：在石化装置、化工设备、炼油装置等场合中使用耐化学侵蚀型耐火材料，能够有效地抵御酸碱等腐蚀介质的侵蚀，延长设备的使用寿命。
3. 冶金行业：在冶金设备、耐磨设备等场合中使用耐磨性耐火材料，能够有效地提高设备的使用寿命和耐磨性能，减少设备的维护和更换次数。
4. 建材行业：在建材生产设备、窑炉等场合中使用隔热型耐火材料，能够提高设备的保温性能，降低能耗，提高生产效率。
不定型耐火材料不定型耐火材料是一种耐高温、耐腐蚀的特殊材料，广泛应用于各种高温工业领域。
不定型耐火材料是由高温变形性能好的材料和高温稳定性好的材料混合而成，经过特殊工艺制成的。
不定型耐火材料具有很高的熔点和抗高温的特性，可经受高温火焰的冲击和侵蚀。
它在高温环境下能保持较长时间的稳定性，并具有良好的保温性能，能有效地隔热。
同时，不定型耐火材料还具有良好的抗腐蚀性，不受酸碱等化学物质的侵蚀。
不定型耐火材料主要有两种类型，一种是无机不定型耐火材料，另一种是有机不定型耐火材料。
无机不定型耐火材料是由无机成分混合而成的材料，如硅酮、氮化硅、碳化硅等。
它们具有很高的化学稳定性和耐高温性能，广泛应用于高温窑炉、电力、冶金、航空等领域。
有机不定型耐火材料是由有机材料和无机材料混合而成的材料，如有机聚合物、硅酮等。
它们具有较好的耐高温性能和耐腐蚀性能，适用于炉窑隔热层、热管套管等高温工艺设备。
不定型耐火材料在高温工业领域中有着广泛的应用。
在石油化工工业中，不定型耐火材料常用于炉窑隔热层、管道保温等。
在冶金工业中，不定型耐火材料常用于高炉、钢铁炉等高温设备的内衬。
在电力工业中，不定型耐火材料常用于电力设备的保护和隔热。
此外，不定型耐火材料还广泛应用于航空航天、化学工业等领域。
不定型耐火材料具有很高的稳定性和耐用性，能在极端的高温环境中保持长时间的稳定性。
同时，不定型耐火材料还能有效地隔热，提高能源利用效率。
因此，不定型耐火材料在现代工业中扮演着重要的角色，为高温设备的安全运行提供了保障。
总之，不定型耐火材料是一种高温、耐腐蚀的特殊材料，具有很高的熔点和抗高温能力。
它能在高温环境下保持长时间的稳定性，并具有良好的保温性能和抗腐蚀性能。
不定型耐火材料广泛应用于各种高温工业领域，为高温设备的安全运行提供了保障。
不定形耐火材料的应用
近年，不定型耐火材料的发展取得了很大的成绩，在市场上占的份额
有超过耐火砖的趋势。
不定形耐火材料被应用到很多领域的窑炉、热工设
备及构筑物中，并且已经取得了显著的经济效益。
在冶金工业炼铁和炼钢
系统、轧钢系统、石化、电力等行业中，取得了良好的效果。
众所周知，
冶金工业窑炉在各种工业部门中使用最多，并且使用条件非常苛刻，耐火
材料消耗量占其总产量约60%。
1炼铁系统，炼铁系统包括烧结、炼焦和高炉及其附属设备。
2炼钢系统，炼钢系统包括平炉、转炉、电炉、炉外精炼炉、钢包和
中间包以及其他设备。
3轧钢系统，轧钢系统中工业炉的使用种类多、数量大，使用温度一
般低于1500℃，全部是火焰炉。
用高铝质耐火可塑料或黏土结合耐火浇
注料作初轧均热炉炉墙的整体内衬，有3~6年的使用寿命，比用高铝砖做
内衬提高1~4倍，炉盖的使用寿命很长。
工业生产的实际需求决定了定型和不定形耐火材料的发展趋势，两者
是基本相适应的。
近年来，国内外不定形耐火材料发生着日新月异的变化，并在各个应用领域取得了巨大的经济效益，我们要在今后的普及和推广中，不断提高质量、更新品种和降低能耗，努力开拓不定形耐火材料到一个新
的阶段，使之在高温技术领域做出更大的贡献。
不定形耐火材料是钢铁、玻璃、有色、机械、化工、电力、医药、交通、军工、航天等高温行业窑炉,锅炉发展不可或缺的耐火材料，荣盛窑
炉耐火材料有限公司可根据客户需要的不定形耐火材料量身设计各种冶金
工业炉炉盖,耐火材料预制件,浇注料预制件,售后完善,施工方便,整体性好,耐急冷急热,使用寿命长,技术扎实,设备先进,专业浇注工艺。
不定形耐火材料的应用不定形耐火材料的应用，几乎编辑各个领域的窑炉及热工设备和构筑物，并获得显著的经济效果。
众所周知，在各种工业部门中，冶金工业窑炉最多，使用条件苛刻，消耗的耐火材料占其总含量的60%左右。
在冶金工业中，熔炼炉及其附属设备消耗的耐火材料最多，其质量要求也比较高。
为了衡量耐火材料和冶金窑炉的工艺装备和技术水平，常用耐火材料单耗表示。
其单耗系指冶金窑炉用耐火材料的总量与钢产量之比值。
国外耐火材料单耗每吨钢一般在20kg以下。
日本吨钢消耗约为11kg，我国则为32kg左右。
上海宝钢吨钢消耗约为15kg，已达到了世界水平。
其单耗不断降低，1995年为每吨钢10.9kg，定型制品不断降低，而不定形耐火材料有所增加，到1988年定型制品和不定形耐火材料每吨钢均消耗5.9kg。
到1995年不定形耐火材料消耗每吨钢为6.4kg，而定型的为4.5kg。
这再一次说明，在钢铁工业中，不定形耐火材料占有极其重要的地位。
在国内，为了降低耐火材料单耗，除改善装备，实现大型化，提高自动化水平和连铸比，发展优质耐火砖和改变品种结构外，应当大力推广普及不定形耐火材料，则是当务之急，而且可获得事半功倍的效果。
（一）炼铁系统炼铁系统包括烧结、炼焦和高铝及其附属设备。
带式烧结机点火炉用耐火可塑料和粘土结合耐火浇注料现场制作，或用磷酸耐火浇注料预制块吊装，其使用寿命为3~6年。
当采用线式点火装置时，炉顶压下较多，炉膛工作条件变好，可用轻质高强耐火浇注料或耐火纤维及其制品作衬，也获得较好效果；焦炉炉顶隔热层、覆面层和炉门等部位用耐火浇注料浇灌，炉头损坏时，则用喷涂料修补。
另外，干熄焦设备也用重质或轻质耐火浇注料；高炉是连续生产的炼铁设备。
小型高炉曾用铝酸盐水泥和磷酸高铝质耐火浇注料预制块吊装砌筑，现在普遍用树脂结合剂铝碳不烧砖砌筑。
大型高炉水冷壁用碳化硅浇注料导致、炉底垫层和周围砖缝则用耐火浇注料和氮化硅质填料，炉衬损毁时则用耐火压入料和耐火喷涂料修补，以便延长使用寿命，使炉龄达到10年甚至15年。
浅谈不定形耐火材料的应用与发展 摘要：近年来，不定形耐火材料的发展取得了很大的成就，其在市场上所占的份额有超过定形制品的趋势。本文从不定形耐火材料的组成出发，简要介绍不定形耐火材料的应用现状，并对其今后的发展做了展望。 关键词：不定形耐火材料；组成；应用；发展
Briefly talk about the applications and development of unshaped refractory Abstract: Great achievements has been made in the development of unshaped refractory in recent years, it has the trend to make more market than shaped items. This text start from the composition of unshaped refractory, briefly introduce the present situation in application. And prospect its future development. Keywords: unshaped refractory; composition; application; development
1. 引言 耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，应用于热工窑炉等热工设备的结构材料，以及高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化和机械强度。耐火材料按外观分类可分为耐火砖和不定形耐火材料[1]，耐火砖具有一定的形状，比如烧成砖、不烧砖、电熔砖（熔铸砖）和耐火隔热砖等；不定形耐火材料也称为散状料，它没有一定的形状，按所要求形状施工即可，比如浇注料、捣打料、投射料、喷射料、可塑料和耐火泥等。耐火材料一般是用开然矿石，如铝矾土、硅石、菱镁矿等原料经加工后制造的，称为普通耐火材料；当前，优质耐火原料和人工合成材料日趋增加，开发了高级耐火材料；采用纯氧化物和难熔化合物制作的物特种耐火材料也得到了较大的发展。耐火材料主要用于冶金工业，其消耗量点其总产量的60%～70%。因此，耐火材料是冶金工业发展的重要基础，具有战略地位，耐火材料的发展是与冶金工业技术进步互为依存和相互促进的[2]。 2．不定形耐火材料的组成 不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合或另掺外加剂以一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当的液体调配后使用。即该料是一种不经煅烧的新型 耐火材料，其耐火度不低于1580℃[2]。因此，不定形耐火材料的组成为：耐火骨料、耐火细粉、结合剂、外加剂。
2.1耐火骨料 耐火骨料分为重骨料和轻骨料两大 ，一般系指粒径大于0.088mm的颗粒料。它是不定形耐火材料组织结构中的主体材料，起骨架作用，决定其物理力学和高温使用性能，也是决定材料属性及其应用范围的重要依据，其用量一般为60%～73%。常用的耐火骨料有高铝质（矾土熟料，刚玉）、黏土质（黏土熟料）、半硅质（硅质黏土，蜡石）、硅质（硅石）、镁质（镁砂）、和其他耐火骨料（碳化硅、铬渣、多孔熟料、页岩陶粒）等。
2.2耐火粉料 耐火粉料也称为细粉，一般是系紧料么等于或小于0.088mm的颗粒料。它是不定形耐火材料组织结构中的基质材料，一般在高温作用下起联结或胶结耐火骨料的作用，使之获得高温物理力学和使用性能，用量一般为15%～40%，并能直译骨料空隙和改善施工和易性，有些耐火粉料，如黏土和超微料等还是良好的结合剂。不定形耐火材料中使用的粉料通常有SiO2微粉、Al2O3微粉和莫来石微粉、MgO微粉和镁铝尖晶石微粉、ZrO2微粉和ZrB2/ZrC微粉、Si3N4微和SiC微粉等，常用的微粉制备方法有[3]：固相反应法、沉淀法、水热法、溶胶—凝胶法、化学气相沉积法、喷雾热分解法、微波等离子体法等。
2.3.结合剂 不定形耐火材料在使用前未经过烧结，颗粒之间无普通烧结制品所具有的那种陶瓷结合或直接结合，因此，加入结合剂可使其粘结为一个整体，并使构筑物或制品具有一定的强度[4]。结合剂一般分为两类：有机结合剂和无机结合剂。有机结合剂都是由有机物组成，多为暂时性结合剂，有水溶性结合剂和非水溶性结合剂之分。水溶性结合剂不与耐火材料产生化学反应，并具有相当的保水性，因而不会使混合料的工艺生质随时间而波动。这些结合剂中有些是良好的表面活性物质，具有稀释或改善混合料可塑性作用，使施工方便。这类结合剂通常有糊精、粉状羧甲基纤维素、粉状及液状木质素磺酸类材料，聚乙酸乙烯基乳状液等。非水溶性结合剂主要是热塑性树脂，常被用于颗粒易水化的制品中，常用的这类结合剂有硬沥青类，石蜡、聚丙烯类和尿脘树脂等。无机结合剂在不定形耐火材料中使用最为广泛，它是在常温下皆可起结合作用的永久性结合剂。常用的有水泥结合剂、硅酸盐结合剂、磷酸盐结合剂、氯化盐结合剂和硫酸盐结合剂等。
2.4外加剂 外加剂[5]是指不定形耐火材料中除耐火的瘠性料（粒状和粉状料）和耐火粘土等塑性料以及结合剂等主要原料以外，在配制过程中掺入的用以改善不定形耐火材料性能的物质。外加剂的用量均不大，一般不超过结合剂用量的5%。根据外加剂的一种或多种功能定义，并根据其主要功能命名。不定形耐火材料中常用的外加剂有减水剂、调凝剂（促凝剂、早强剂和缓凝剂）、加气剂、膨胀剂、缓蚀剂。有时也用其他外加剂。 3．不定形耐火材料的应用现状
3.1在冶金工业中的应用 耐火材料主要应用在冶金工业，下面以钢包永久层为例，简单介绍不定形耐火材料的使用情况。 钢包从外到内的结构依次为铁壳、保温层、永久层和工作层。久永层内侧与高温工作层接触，外侧紧贴高铝喷吹毡（隔热层）及钢质包壁，永久层耐火材料的厚度一般为70～110mm，使用时承受1000～1650℃的温差。传统工艺采用高铝T-3砖砌筑钢包永久层，即在隔热层(高铝喷吹毡)外平砌或侧砌一层高铝砖，因其工艺繁琐、维护频繁、砖缝易渗钢、寿命低、成本高，故已逐步被不定型耐火材料所取代，而采用了轻质浇注料模具整体打结工艺。其工艺过程分阶段进行：（1）先安装好座砖模具，在包底和包壁紧贴钢壳铺一层高铝喷吹毡，再用搅拌均匀的轻质浇注料打结包底永久层；（2）包底浇注料凝固后，将包壁打结模具逐次放人包内并固定好(要求模具与周围间隙均匀)，然后把搅拌好的轻质浇注料注入模具与钢外壳的间隙内(切忌高铝喷吹毡剥落或卷进浇注料中)，再用振动棒将浇注料振动均匀、密实；（3）静放8～12h，模具脱出，烘烤器烘烤12h后砌筑工作层。该工艺优点是工艺简单、维护方便、成本低，是现阶段国内钢厂广泛应用的方法；缺点是仍存在座模、振动、脱模、烘烤等繁琐工序，砌筑工艺及材料须进一步优化。实践发现，永久层若等包砌筑好后一起整体烘烤，则在干燥过程中会因永久层与工作层的形变不一致而产生缝隙，并导致“钻钢”[6]。
3.2在水泥生产中的应用 水泥生产过程中用到耐火材料的地方主要有有回转窑和预分解窑。下面以预分解窑为例，介绍不定形耐火材料在水泥生产中的使用情况。在预分解窑炉中，不定型耐火材料既要承受窑内硫、碱、氯等有害成分的侵蚀，又要达到高强耐磨的要求，同时必须具备较好的热震稳定性。由于原燃材料各异，不同的设计院设计的窑型不同，对于这种消耗性材料，各家企业都需选取一种最适合本窑的不定型耐火材料。耐火材料的选取影响因素很多，除了价格因素外，通常需要考虑较 长的使用寿命；较好的保温效果；较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度；维修速度。耐火喷涂料在水泥厂的应用时间并不长，但是却越来越得到水泥厂的认可。主要原因如下：（1）施工工期短，施工成本低，在不规则、复杂、狭小的窑炉部位，由于无需安装模具，施工方便。（2）整体性能好，耐磨损，导热系数小，节能效果好。由于施工时耐火材料的应力点不同，作用力是垂直于炉窑筒体的表面，结合度与形态附合于炉体曲线，形成的衬里无空洞和气泡现象，复合衬自成一体，故其整体性能好，使用寿命长。（3）养护时间短，维修速度快。养护时间的减少主要由喷涂耐火材料的特性决定，因其含有一定比例的快干剂。此高科技产品的应用，既解决了凝固及强度增加的速度，又能使喷涂料在升温过程中不爆裂。本公司在几次对窑门罩的浇注料改喷涂料抢修中，选用浙江锦诚耐火材料公司的JC-M46高强莫来石喷涂料，每次均是一旦喷涂完成，关上窑门，即可点火升温，而且不必考虑耐火喷涂料的养护和烘烤，快速升温，符合工艺条件时，即可恢复生产。（4）对于窑炉的关键部位喷涂，喷涂厚度控制简单。例如分解炉的缩口、烟室斜坡、月亮门的喷涂施工中，以往需要对耐火材料的施工尺寸进行反复测算，对制模要求较高，过大或者过小均会影响生产。由于尺寸控制不佳，以往就有很多厂家因此而返工，浪费了大量的人力物力和时间，采用喷涂施工后，就不存在此类问题。故喷涂料在除窑口及喷煤管以外，还有很大的应用空间[7]。
3.3在热电联产工程中的应用 循环流化床锅炉用耐火材料，应具有高强度，耐磨性好，抗渣性好，热稳定性好，热导率高的性能。在以前，习惯用铬质耐火材料，但由于国内此高品质的铬矿砂资源缺乏，因而无法普遍使用，就目前用于锅炉上的耐火材料有高温高铝质、高铝磷酸盐、可塑料、SiC高铝质涂抹料及SiC捣打料。前两种价格适宜，性能一般，使用寿命较短。而后两种价格则稍高，但该材料性能好，寿命长，使用效果也比较理想。液态排渣炉及旋风炉不宜选用高铝质可塑料或者捣打料。这种材料抗渣性耐磨性差。在使用中会产生裂缝和剥落，其寿命也短，修补较频繁。因而选用SiC捣打料比较适宜，且SiC使用寿命长。目前用于循环流化床锅炉炉衬和大型锅炉烟道集箱的耐火耐磨料主要以刚玉质系列，SiC质系列浇注料为主．这些材料热稳定特性好、耐磨性好，使用效果也比较明显，但价格稍贵。随着耐火材料的不断开发与发展，就目前国内而言，耐火材料基本能满足各种锅炉的使用要求。但材料的正确选择，施工性能，使用寿命及价格还有待于改进和探讨，特别是新型耐火耐磨材料更急待于研究与开发[8]。
3.4在其他热工窑炉中的应用 可以说，只要有高温的地方，就会有耐火材料的使用。不定形耐火材料在其
