铝碳耐火材料介绍(赵惠忠)
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耐火材料一、基本概念耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
根据耐火度,有阻火级(1000~158 0℃)、普通级(1580~1770℃)、高级(1770~2000℃)、特级(2000℃以上)四个等级之分。
大部分耐火材料是以多种天然矿石粉料及粒料的混合物为原料生产的,某些耐火材料各种组分的结合要借助外加的结合剂(即大多数工业部门所称的黏结剂)。
结合剂的种类很多,高性能酚醛树脂就是一种性能优良、应用广泛的新型结合剂。
耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,也可用作高温容器和部件的材料。
所以在冶金、硅酸盐、化工、石油、动力、机械制造等工业部门都离不开耐火材料,其中冶金工业消耗耐火材料的比例最高,约占总消耗量的60%~70%,每吨产品消耗耐火材料量约18~25kg。
钢铁工业是冶金工业的主要部门,所以也就自然是耐火材料应用的主要领域。
在钢铁工业的各个工序的设备中都离不开耐火材料,从炼铁的高炉、炼钢的转炉到转运钢水的钢包、中间包等整体设备的内衬砖到各局部结构,如钢包、中间包的出口滑板、各种水口等都离不开耐火材料。
耐火材料的分类方法有许多,按化学矿物组成和按外观的分类概况分别参见表9-1及表9-2。
这些分类应遵从ISO1109。
表9-1 耐火材料的化学矿物组成分类不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状与结合剂共同混合组成的一类混合料,它无规定的外形和状态,通常根据使用需要而分别制成浆状、泥膏状或松散状,故称作散状耐火材料,其不经成型和烧成而直接使用,主要用于构筑成无接缝的整体构筑物、耐火砖成设备内衬的填缝及修补、高温炉出口堵塞用的泥料(炮泥)等。
不定形耐火材料多根据施工工艺类别而分类,由于施工工艺的差异,他们在组成、物料特性(状态、流动性、可塑性等)、应用领域等方面有所不同。
表9-4列出不定形耐火材料按施工工艺特点的分类及主要特征。
表9-4 不定形耐火材料的类别及主要特征。
水泥回转窑过渡带用高铝碳化硅耐火材料制备及性能研究高铝碳化硅耐火材料被广泛应用于水泥回转窑过渡带,对水泥工业的技术进步和发展起着举足轻重的作用。
然而,当前高铝碳化硅耐火材料的服役寿命面临严峻挑战,如替代燃料在水泥工业开始得到应用,这些燃料中的碱性物质会气化形成蒸气并在水泥回转窑内富集,对窑衬耐火材料产生严重的侵蚀;其次水泥回转窑过渡带散热严重,成为水泥工业节能降耗亟待解决的问题,再加上回转窑朝着大型化发展,窑体回转速度加快,过渡带窑衬遭受水泥物料的磨损更加剧烈。
因此,新型水泥回转窑过渡带用耐火材料势必要向着高抗蚀、低导热、高耐磨的方向发展。
耐火材料的抗碱侵蚀性能、导热性能以及耐磨性能都与材料的化学组成、显微结构(气孔结构)都密切相关,如何进一步优化目前广泛应用的高铝碳化硅耐火材料结构和组成,满足新型水泥回转窑对过渡带炉衬的要求是本论文研究重点。
为此,本论文首先系统地研究高铝碳化硅耐火材料制备过程中的结构演变,尤其是高耐磨相碳化硅骨料在材料内部不同区域的氧化行为与形貌特征的关系,建立材料显微结构与力学性能的关系;其次,在材料中通过引入各种不同的微细粉(碳化硅、单质硅、氧化铝、红柱石等),探讨其对材料微结构(碳化硅骨料/基质界面结合特性、气孔结构)和抗碱侵蚀性能影响;再次,探讨在材料中引入轻量化莫来石骨料部分替代致密矾土骨料;或采用锆莫来石原料替代高导热、高耐磨的碳化硅骨料的方式,降低材料的导热系数,系统研究轻量骨料、锆莫来石对材料导热性能、抗碱侵蚀性能和耐磨性能的影响;最后基于上述实验结果,将锆莫来石原料替代高铝碳化硅耐火材料中的碳化硅骨料和矾土细粉,并优化材料的基质组成,制备新型水泥回转窑过渡带用高铝基耐火材料,系统研究材料的导热性能、抗碱侵蚀性能以及耐磨性能,为开发新一代低导热、高抗蚀、高耐磨水泥回转窑过渡带高铝基耐火材料提供理论指导以及优化方向。
通过以上研究工作,可以得到以下主要结论:1.高铝碳化硅耐火材料制备过程中材料内碳化硅骨料存在不同程度的氧化,部分区域碳化硅骨料出现硅元素蒸发及表面石墨相析出的现象,上述碳化硅的氧化行为取决于骨料周围的氧分压大小。
镁铝碳砖理化指标
1. 化学成分
镁铝碳砖的主要化学成分包括氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)和碳(C)。
其具体的化学成分应符合相关标准,以保证其理化性能的稳定。
2. 物理性能
镁铝碳砖的物理性能包括密度、气孔率、体积密度等。
这些性能指标直接影响其使用效果和寿命。
镁铝碳砖的密度通常在2.9-3.1g/cm3之间,气孔率较低,体积密度较大,具有良好的抗热震性和抗侵蚀性。
3. 耐火性能
镁铝碳砖的耐火性能是其重要的理化指标之一。
它抵抗高温作用的能力直接决定了其在各种窑炉中的使用效果。
镁铝碳砖的耐火性能主要表现在高温强度、荷重软化温度、抗热震性等方面。
这些性能指标均应符合相关标准,以保证其在高温环境下的稳定性和安全性。
4. 机械性能
镁铝碳砖的机械性能包括抗压强度、抗折强度、耐磨性等。
这些性能指标反映了镁铝碳砖在承受机械作用时的稳定性和耐久性。
镁铝碳砖的机械性能应满足相关标准,以保证其在各种工作条件下的稳定性和可靠性。
5. 热膨胀系数
镁铝碳砖的热膨胀系数是其在高温环境下尺寸稳定性的重要指标。
热膨胀系数的大小直接影响到镁铝碳砖在窑炉中的使用效果和寿命。
镁铝碳砖的热膨胀系数应控制在合理的范围内,以保证其在高温环境下的尺寸稳定性和抗热震性。
综上所述,镁铝碳砖的理化指标包括化学成分、物理性能、耐火性能、机械性能和热膨胀系数等方面。
这些指标的合格与否直接影响到镁铝碳砖的使用效果和寿命。
因此,在使用镁铝碳砖时,应对其理化指标进行严格的检验和控制,以确保其在各种工作环境下的稳定性和安全性。
中国铝碳质耐火材料行业市场运行及发展趋势预测报告当前,中国铝碳质耐火材料行业市场在国内外经济格局的影响下出现了一些变化。
随着国家经济的不断增长和相关行业的发展,铝碳质耐火材料行业在市场上得到了广泛的应用和推广,成为重要的产业链条之一。
本报告分析了当前行业市场的运行情况,并对未来发展趋势进行了预测。
一、市场运行情况1.市场规模逐渐扩大近年来,随着钢铁、水泥、电解铝、玻璃等相关行业的需求不断增长,铝碳质耐火材料的市场规模也逐渐扩大。
数据显示,2019年中国铝碳质耐火材料市场规模已超过1000亿元,预计未来几年将持续保持增长。
2.客户需求日益多元化随着市场竞争的日趋激烈,客户对铝碳质耐火材料的需求也日益多元化。
除了耐火砖、钢包砖等传统产品外,客户还需要高性能、高品质、超耐火等特殊的材料,以满足不同行业的需求。
3.企业竞争加剧当前,中国铝碳质耐火材料行业存在着一些竞争激烈、品牌稀缺、技术含量低等问题。
面对国际市场的竞争,国内企业需要在技术研发、品牌建设、市场拓展等方面加强自身实力,并积极主动开拓海外市场。
二、发展趋势分析1.技术创新是主要发展方向随着市场的逐渐成熟,技术创新成为铝碳质耐火材料行业未来的主要发展方向。
企业需要加强技术研发,推出更加优质、高品质、高耐火性的产品,并提供更加全面、专业的服务。
同时,加强技术转化和应用推广,推进国内技术水平的提升,拓展海外市场。
2.市场规模将继续扩大随着国家经济的发展和相关行业的推动,铝碳质耐火材料市场规模将继续扩大。
未来几年,随着钢铁、水泥、电解铝等产业的稳步发展,铝碳质耐火材料的需求将得到进一步提升。
3.智能化、数字化生产将成为趋势随着科技技术的不断进步,智能化、数字化生产将成为铝碳质耐火材料行业的趋势。
企业需要加强信息化建设,提高生产自动化水平,从而提高生产效率和产品质量,提高市场竞争力。
4.环保、可持续发展是必然趋势随着全球气候变化和环保意识的不断加强,环保、可持续发展也成为铝碳质耐火材料行业的必然趋势。