【正文】 外還含有一定量的硅酸二鈣（ 2 CaO?SiO2） 。 （ 4） 碳復(fù)合耐火材料 碳復(fù)合耐火材料是指以不同形態(tài)的 碳素材料 與相應(yīng)的 耐火氧化物 復(fù)合生產(chǎn)的耐火材料。 我國(guó)， 解放前 僅有少量的耐火材料工廠，生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量較低，嚴(yán)重依賴進(jìn)口； 三、耐火材料的發(fā)展 歷史悠久 四 .中國(guó)耐火材料工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 1） 計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代 －中國(guó)耐火材料由 33家重點(diǎn)企業(yè)扶持； 2） 改革開放以后 ，隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，耐火材料行業(yè)快速發(fā)展起來(lái)； 2022年統(tǒng)計(jì)，全國(guó) 有 1136家耐火材料生產(chǎn)企業(yè) 2022年統(tǒng)計(jì)，全國(guó) 有 1359家耐火材料生產(chǎn)企業(yè) 2022年統(tǒng)計(jì)，全國(guó) 有 1505家耐火材料生產(chǎn)企業(yè) 中國(guó)耐火材料產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)010203040501980 1985 1990 1995 2022 2022 2022 2022 2022年 份產(chǎn)量（百萬(wàn)噸） 連鑄比 的提高和冶煉技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致 噸鋼耐火材料消耗（ x公斤耐火材料 /噸鋼） 下降；另一方面，鋼產(chǎn)量增加；使得 2022年以后中國(guó)耐火材料產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)。如：礦山的管理、耐火材料的回收利用、環(huán)境友好耐火材料的使用。 耐火材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 耐火材料是構(gòu)筑熱工設(shè)備的高溫結(jié)構(gòu)材料 ， 面臨： 承受高溫作用 ； 機(jī)械應(yīng)力 ； 熱應(yīng)力 ； 高溫氣體 ； 熔體以及固體介質(zhì)的侵蝕 、 沖刷 、 磨損 。耐火材料所具有的各種性質(zhì)是熱工設(shè)備選擇結(jié)構(gòu)材料的重要依據(jù)。 耐火材料按其主成分的化學(xué)性質(zhì)可分為 酸性耐火材料 、 中性耐火材料 和 堿性耐火材料 。 有利作用是降低制品 （ 原料 ） 的燒成溫度 ， 促進(jìn)燒結(jié) 。 按照添加劑的目的和作用不同可分為 礦化劑 、 穩(wěn)定劑 、 促燒劑（燒結(jié)劑） 等。 主晶相的性質(zhì)、數(shù)量、結(jié)合狀態(tài)直接決定著耐火制品的性質(zhì) 。如：高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及抗熔渣滲透、侵蝕的能力。 基質(zhì)對(duì)于主晶相而言是制品的相對(duì)薄弱之處。 圖 11 硅酸鹽結(jié)合與直接結(jié)合顯微結(jié)構(gòu)示意圖 耐火材料主晶相與基質(zhì)的結(jié)合形態(tài)有兩種： 陶瓷結(jié)合 （硅酸鹽結(jié)合）與 直接結(jié)合 。 直接結(jié)合耐火制品一般具有較高的 高溫力學(xué)性能 ，與材質(zhì)相近的硅酸鹽結(jié)合的耐火制品相比高溫強(qiáng)度可成倍提高，其 抗渣蝕性能和體積穩(wěn)定性 也較高。 耐火材料的常溫物理性質(zhì) 耐火材料制品中各種形狀和大小的氣孔與固相之間的宏觀關(guān)系 （ 它們的數(shù)量 、 分布等 ） 構(gòu)成了 耐火材料的宏觀組織結(jié)構(gòu) 。 10100%a VP V?? 如何測(cè)量顯氣孔率：干重 W1；飽和重 W2；懸浮重 W3；懸浮金屬絲重量 WW ； Po顯氣孔率 %100)]([)(3212 ??????WO WWWWW 真氣孔率＝顯氣孔率＋閉口氣孔率 （ 2） 吸水率 吸水率是指耐火制品中全部開口氣孔吸滿水時(shí)，制品所吸收水的重量與制品重量之比。 （ 3） 體積密度 耐火制品單位表觀體積的質(zhì)量 稱為體積密度，通常用 kg/m3或 g/cm3表示。 從數(shù)值上來(lái)說(shuō)，真密度和真比重是相等的。米 /牛頓 它和氣孔率既有一定關(guān)系，又無(wú)規(guī)律性。 耐火材料的熱膨脹可以用 線膨脹系數(shù) 或 體膨脹系數(shù)表示 ， 也可以用 線膨脹百分率 或 體積膨脹百分率 表示 。 %100)(00VVVV t ????%100)(00LLLL t ???? 耐火材料作為構(gòu)筑熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料 ， 常常在溫度變化 條件下使用 。 （ 2） 熱導(dǎo)率 耐火材料的熱導(dǎo)率是指 單位溫度梯度下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位垂直面積的熱量 ，用 λ表示： tFxTQ???????)(? 式中： λ — 導(dǎo)熱率 （ W/m耐火材料的化學(xué)礦物組成也對(duì)材料的導(dǎo)熱率也有明顯影響。 工程上用 在常壓下加熱 1公斤物質(zhì)使之升溫 1℃ 所需要的熱量 （ 以 KJ計(jì) ） 來(lái)表示和衡量這一性質(zhì) ，稱為 熱容 （ 又稱比熱容 ） 。 作用：耐火材料的熱容除影響爐體的加熱、冷卻速度外，在蓄熱磚中也具有重要意義。 某些耐火材料具有導(dǎo)電性 ，如含碳耐火制品具有導(dǎo)電性，而二氧化鋯制品在高溫下也具有較好的導(dǎo)電性，可以作為高溫下的發(fā)熱體?？砂聪率接?jì)算： APCS ? 式中： Cs — 耐火制品的耐壓強(qiáng)度 ， 單位： MPa； P — 試樣破壞時(shí)所承受的極限壓力 ， 牛頓； A — 試樣承受載荷的面積，平方毫米。 耐火材料的高溫耐壓強(qiáng)度則反映了耐火材料在高溫下結(jié)合狀態(tài)的變化 。 采用 三點(diǎn)彎曲法 測(cè)量。 根據(jù)施加荷重形式的不同可分為 高溫壓縮蠕變 、 高溫拉伸蠕變 、 高溫抗折蠕變 等 。 典型高溫壓縮蠕變過(guò)程： 第一階段 （ 1次蠕變，或稱初期蠕變或減速蠕變 ） 曲線斜率越來(lái)越小，曲線越來(lái)越平緩，較短暫。 材料不同或材料測(cè)試或使用的具體條件不同，其高溫蠕 變曲線也不盡相同。它表示 材料抵抗變形的能力 ，可用下式表示： ???E 式中： E — 彈性模量； σ — 材料所受應(yīng)力； — 材料相對(duì)長(zhǎng)度變化。其熔融是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，當(dāng)對(duì)其加熱升溫至某一溫度時(shí)開始出現(xiàn)液相（即固定的開始熔融溫度），繼續(xù)加熱溫度仍然繼續(xù)升高、液相量也隨之增多，直至升至某一溫度全部變?yōu)橐合?，在這個(gè) 溫度范圍 內(nèi)， 液相與固相同時(shí)存在 。 （常見(jiàn)耐火原料及制品耐火度指標(biāo)見(jiàn)教材 P20 ） 耐火材料達(dá)到耐火度時(shí)實(shí)際上已不具有機(jī)械強(qiáng)度了 ， 因此 耐火度的高與低與材料的允許使用溫度并不等同 ， 也就是說(shuō) 耐火度不是材料的使用溫度上限 ， 只有綜合考慮材料的其它性能和使用條件 ， 才能作為合理選用耐火材料的參考依據(jù) 。 ② 雜質(zhì)成分 特別是具有強(qiáng)熔劑作用的雜質(zhì)，將嚴(yán)重降低制品的耐火度。 耐火制品的荷重軟化溫度取決于 制品的化學(xué) 礦物組成、組織結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)、液相的性質(zhì)、結(jié)晶相與液相的比例及相互作用等 。晶相構(gòu)造和性狀、晶相與液相的比例和相互作用、液相粘度等。 ?測(cè)定條件。 一般而言，燒成耐火制品在高溫煅燒過(guò)程中，由于各種原因制品在燒成結(jié)束時(shí)，其物理化學(xué)反應(yīng)往往未達(dá)到平衡狀態(tài)； 另一方面，制品在燒成過(guò)程中由于窯爐溫度分布不均等原因，不可避免地存在欠燒現(xiàn)象，這些燒結(jié)不充分的欠燒制品中，其間的物理化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得也不充分。 測(cè)定意義：衡量材料燒結(jié)性能的好壞。 產(chǎn)生熱應(yīng)力的因素：材料的熱膨脹系數(shù) 、 材料的導(dǎo)熱系數(shù) 、 緩沖熱應(yīng)力的因素 （ 彈性模量的大小 ） 。當(dāng)材料內(nèi)部由于溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過(guò)制品的強(qiáng)度時(shí)，制品將會(huì)產(chǎn)生開裂、崩落或斷裂。 當(dāng)熱應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限時(shí)也就是材料的強(qiáng)度不足以抵抗熱應(yīng)力時(shí) ， 制品就會(huì)產(chǎn)生破壞 。 人們 從 熱彈性力學(xué) 的觀點(diǎn)出發(fā)，以強(qiáng)度－應(yīng)力為判據(jù)，認(rèn)為材料中的熱應(yīng)力達(dá)到抗張強(qiáng)度極限后，材料就產(chǎn)生開裂，而一旦有裂紋產(chǎn)生就會(huì)導(dǎo)致材料完全破壞 。 根據(jù)這種觀點(diǎn)，材料抗熱震的能力同其彈性模量呈正比的關(guān)系。 當(dāng)耐火制品內(nèi)部存在某些細(xì)微缺陷 ， 如微氣孔 、 微裂紋等 ， 有利于延緩或終止裂紋的擴(kuò)展 。 試樣： 50177。 抗氧化性試樣試樣： 50 50 50 mm。339。1 ~ll抗氧化性試驗(yàn)后，試樣截面圖 012345671 2 3 4 5Sample numberThickness of decarburization不同試樣抗氧化能力比較 對(duì)于不含抗氧化劑的含碳耐火材料 先碳化再氧化，利用測(cè)得的數(shù)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，得到其失碳率。高溫環(huán)境下，熔渣物質(zhì)與耐火材料相接觸，并與之發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致耐火材料的侵蝕損毀。 反應(yīng)溶蝕： 耐火材料與熔渣物質(zhì)在其接觸界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致耐火材料工作面的溶蝕損毀。 使用溫度升高 → D變大；溶解加快。 A B 1 2 3 沿顆粒間形成的液湘侵入 在固相中的擴(kuò)散 熔渣對(duì)耐火材料的潤(rùn)濕也是決定耐火材料侵蝕行為的