耐火材料基本知识课件.ppt

耐火材料基本知识 第一节 概述 耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。 它包括天然矿石及按照一定目的要求经过一定的工艺制成的各种制品。 “耐火材料是耐火度至少为1500℃的非金属材料或制品（但不排除那些含有一定比例的金属材料）”，--国际标准化组织（ISO） 耐火材料是用作高温窑，炉等热工设备的结构材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。 高温技术工业　 我国耐火材料的历史 司母戊鼎的铸造工艺及艺术水平均代表了中国商代青铜铸造技术的最高成就。 考古学家认为：司母戊鼎是商王为祭祀其母而造，因而取名为司母戊大方鼎。 　　我国自公元前1700年的青铜时代就开始利用天然黏土砌筑炼铜炉。在河南郑州荥阳发现的炼铁遗址说明，公元前２００年我国就开始利用黏土矿物砌筑炼铁炉。自青铜器时代开始，我国耐火材料的使用已有3700多年的历史。 　 　　新中国成立后，耐火材料工业得到迅速发展，新建，扩建和改建的现代化工厂遍及各地。目前，已有一大批现代化设备的工厂，可以自制制砖用大型设备，自行设计现代化工厂；耐火材料的科学研究工作也得到迅速发展；使我国耐火材料的产量从新中国成立初的年仅10万吨，发展到2003年的10000万吨。近年来，耐火材料产量，质量，品种都有较大提高和发展，开发了镁碳砖，铝碳砖，优质硅砖，隔热砖，镁质绝热板等新产品，不定型耐火材料和熔铸耐火材料也有新的发展。 一　耐火材料应具备的性质 　　耐火材料由于长期使用于各种不同加热条件的高温设备，因此，必须具备以下主要功能： 　１高的耐火度 　为适应高温操作要求，耐火材料应具有在高温下不软化不熔融的性能。 　２良好的荷重软化温度 　耐火材料能承受窑炉的荷重和在操作过程中所作用的应力，并在高温下不丧失结构强度，不发生软化变形和坍塌。 ３具有高温下的体积稳定性 　耐火材料在高温条件下使用时，由于材料内部的物理化学反应，体积会发生变化。要求耐火材料在高温下体积稳定，不致产生因过大的膨胀或收缩使窑炉砌体由于制品的膨胀而崩裂，或由于收缩过大出现裂纹，降低砌体的使用寿命。 ４好的热震稳定性 　耐火材料受到窑炉的操作条件影响很大，当温度急剧变化或各部位砌体受热不均匀时，砌体内部会产生应力而使耐火材料开裂，剥落，造成炉体损坏，因此，要求耐火材料具有一定的热震稳定性． ５良好的抗蚀性 　　耐火材料在使用过程，常受到液态溶液，炉尘，气态介质或固态物质的化学作用，使制品被侵蚀损坏．因此，耐火材料必须具有强的抵抗侵蚀损坏的性能． 耐磨性，透气性，导热性，导电性和硬度,外型和尺寸准确． 二　耐火材料的分类 按化学成分分：酸性，碱性和中性耐火材料 按耐火度分： 按加工制造工艺分：烧成制品，熔铸制品，不烧制品 按用途分：水泥窑用，玻璃窑用，高炉用，平炉用，转炉用和连铸用耐火材料． 按外观分：标型，普型，异型，特型和超特型耐火材料制品． 按成型工艺分：天然岩石切锯，泥浆浇注，可塑成型，半干成型和振动捣打，熔铸成型等制品． 按矿物组成分：硅酸铝质（黏土砖，高铝砖，半硅砖），硅质（硅砖，熔融石英砖制品）镁质（镁砖，镁铝砖，镁铬砖），碳质（碳砖，石墨砖），白云石质，锆英石质，特殊耐火材料制品（高纯氧化物制品，难熔化合物制品和高温复合材料）． 按密度分：重质，轻质耐火材料． 三　耐火材料的组成 物相组成包括矿物组成和化学组成． （一）化学组成 测定Al2O3, SiO2,Fe2O3,CaO,MgO, TiO2, ZrO２ Na2O ,K2O等氧化物及烧失量． 　　 基本成分 化学组成 副成分 １主成分 是耐火材料占绝大多数的组分，是构成耐火基体的成分，也是特殊基础．其性质和数量直接决定制品性质． 主要成分可为氧化物，也可是元素或非氧化物的化合物． 耐火材料按其成分的化学性质又可分三类: 酸性，碱性和中性耐火材料 　（１）酸性耐火材料含有相当数量的游离二氧化硅．硅质耐火材料的酸性最强，几乎由 94％～97％的游离二氧化硅构成．黏土耐火材料与其相比，游离二氧化硅的量较少，是弱酸性的．半硅质耐火材料居于其间． （２）中性耐火材料按其严格意义来说是碳质耐火材料，高铝质耐火材料是偏酸和趋于中性的耐火材料，铬质耐火材料是偏碱而趋于中性的耐火材料． （３）碱性耐火材料含有相当数量的氧化镁和氧化钙，镁质和白云石质耐火材料是强碱性的，铬镁系和镁橄榄石质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱碱性耐火材料． ２杂质成分 　　耐火材料的原料绝大多数是天然矿物，且含有一定量的杂质．杂质成分的溶剂作用使系统的共溶液相生成温度降低，单位溶剂生成的液相量愈多，且随温度升高液相量增长速度愈快，黏度愈小