耐火材料有哪些性质?与其用途如何?

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一、耐火材料有哪些性质?与其用途如何?

耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。它具有有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低等特性~~

耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。

二、一般水泥窑的耐火材料按化学性质分为哪几类?

按照雷法耐火材料的介绍,我们常见的耐火材料能根据其化学特性分为酸性、中性及碱性。

1、酸性耐火材料通常指 SiO2 含量大于 93% 的耐火材料,它的主要特点是高温下能抵抗酸性渣的侵蚀,但它也容易于与碱性熔渣起反应。

2、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较高,抵抗碱性渣的能力强。

3、高温下,与酸性或碱性熔渣都不易起反应的耐火材料叫中性耐火材料。中性耐火材料有碳质耐火材料和铬质耐火材料,有的将高铝耐火材料也归于此类,列为具有一些酸性倾向的中性耐火材料。

三、耐火材料的选择?

耐火度高于1580℃的无机非金属材料。耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下,抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料与高温技术相伴出现,大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代,随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展,具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

耐火材料种类繁多,通常按耐火度高低分为普通耐火材料(1580~1770℃)、高级耐火材料(1770~2000℃)和特级耐火材料(2000℃以上);按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外,还有用于特殊场合的耐火材料。

酸性耐火材料以氧化硅为主要成分,常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅93%以上的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等,其抗酸性炉渣侵蚀能力强,荷重软化温度高,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀;但其易受碱性渣的侵蚀,抗热振性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料,含有30%~46%的氧化铝,属弱酸性耐火材料,抗热振性好,对酸性炉渣有抗蚀性,应用广泛。

中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好,但抗热振性较差,高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品,其热膨胀系数很低,导热性高,耐热振性能好,高温强度高,抗酸碱和盐的侵蚀,不受金属和熔渣的润湿,质轻。广泛用作高温炉衬材料,也用作石油、化工的高压釜内衬。

碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分,常用的是镁砖。含氧化镁80%~85%以上的镁砖,对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。

在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料,如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等,难熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高温复合材料,主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。

四、耐火材料原料都有哪些

按耐火原料的化学组分分类 按化学特性,耐火原料又可分为酸性耐火原料,如硅石、锆英石等;中性耐火原料,如刚玉、铝矾土(偏酸性)、莫来石(偏酸性)、硌铁矿(偏碱性)、石墨等;碱性耐火原料,如镁砂、镁钙砂等。

五、电炉耐火材料的性能要求有哪些

1.耐火度

耐火度是耐火材料抵抗高温作用的性能,指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度,但并不是它的熔点。根据耐火度的高低,耐火材料可分为:普通耐火材料,耐火度为 1580~1770 ℃;高级耐火材料,耐火度为 1770~2000 ℃;特级耐火材料,耐火度大于 2000 ℃。

耐火度是耐火材料的重要性能指标,但它并不代表耐火材料实际使用的最高温度。在实际使用中,耐火材料还要承受一定的压力,因此,必须考虑耐火材料的高温结构强度,即在高温下承受一定压力而不变形,如NZ-40 耐火砖的耐火度高达 1730 ℃,但其最高使用温度仅为 1350 ℃。

2.高温结构强度

高温结构强度用荷重软化点来评定。荷重软化点是指在一定压力( 2 kg/ cm 2≈ 0.2MPa )条件下,以一定的升温速度加热,测出样品开始变形(变形量为原试样的0.6 % )的温度。此温度就叫该耐火材料的荷重软化开始点。试样尺寸为φ36×50mm。

NZ-40 粘土砖的耐火度为 1730 ℃,而荷重软化开始温度只有 1350 ℃左右。因此,它的最高使用温度不超过 1350 ℃。

3.高温化学稳定性

制造无罐渗碳气氛热处理炉时,由于高碳气氛对普通粘土砖有破坏作用,所以炉墙内衬的耐火材料需用含氧化铁小于百分之一的耐火材砖(即抗渗碳砖)。制造电极盐浴炉时,由于熔盐对耐火材料的冲刷作用,所以坩埚的耐火材料必须使用重质耐火砖或耐火混凝土。电热元件搁砖不得与电热体发生化学作用,对铁铬铝电热体要用高铝砖做搁砖。

4.耐急冷急热性

在热处理炉工作过程中, 耐火材料工作温度会经常急剧变化。例如,炉子的升温、台车式炉进行正火作业时,工作温度波动都很大,若耐火材料没有足够抵抗温度急剧变化的能力,就会过早的损坏。

目前采用的标准方法是将标准型砖的一端在电炉内加热至850℃,然后放在流动的冷水中冷却,如此重复进行,待砖块因破裂而部分掉落至原重量的20%为止,以所经受的冷热交替次数作为耐急冷急热性指标。

5.高温下的体积稳定性

耐火制品在高温下长期使用时,由于其组织结构发生变化,体积会膨胀或收缩。这种体积的变化不同于一般的热胀冷缩,是不可逆的,称为残存膨胀或残存收缩。耐火材料的这种体积变化过大会影响砌体强度,严重时会造成砌体倒塌。一般要求体积变化不超过 0.5~1% 。

此外还有其它性能要求,如较小的体积密度、热容量和导热系数。对于电阻炉还要求有良好的电绝缘性能等。

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