【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3 其它品種 ? 鋯剛玉磚 AZS (白鐵磚）： Al2O3 50%~70%， ZrO2 20%~40%，其余為 SiO2。主要用于玻璃熔窯。 ? 鉻剛玉磚 －含 Cr2O3的剛玉質(zhì)耐火制品。由于 Cr2O3與 Al2O3形成連續(xù) 固溶體，高溫性能優(yōu)于純剛玉磚。耐高溫、耐侵蝕，主要用作石化工業(yè)渣油氣化爐下部?jī)?nèi)襯材料，以及不怕玻璃著色的玻璃熔窯。 3 剛玉質(zhì)耐火材料及其性能 具有優(yōu)良的高溫性質(zhì)及機(jī)械強(qiáng)度等性能，廣泛應(yīng)用到了冶金、機(jī)械、化工、電子、航空和國(guó)防等眾多工業(yè)領(lǐng)域。 （ 1）由于有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度等性能 ， 故用作澆鋼滑動(dòng)水口，冶煉稀 貴金屬、特種合金、高純金屬、玻璃拉絲、制作激光玻璃的 坩堝及器皿 ；各種 高溫爐窯，如耐火材料、陶瓷、煉鐵高爐的 內(nèi)襯（墻和管）； 理化器皿、火花 塞、耐熱抗氧化涂層。 SiO2小于 ％的低硅燒結(jié)剛玉磚是炭黑、硼化工、化 肥、合成氨反應(yīng)爐和氣化爐的專用爐襯。 （ 2）由于有硬度大、耐磨性好、強(qiáng)度高的特點(diǎn) ， 在化工系統(tǒng)中，用作各種反 應(yīng)器皿和管道，化工泵的部件；做機(jī)械零部件、各種模具；做刀具、磨具磨料、 人體關(guān)節(jié)、密封磨環(huán)等。 （ 3）由于有高溫絕緣性， 故被用做熱電偶的套絲管和保護(hù)管，原子反應(yīng)堆中 用的絕緣瓷，以及其他各種高溫絕緣部件，如鉑－銠熱電偶即使達(dá)到 1720℃ 也不透氣。在電子工業(yè)中被廣泛用于固體集成電路基板管座、外殼、瓷架、微 波窗口、導(dǎo)彈雷達(dá)天線保護(hù)罩等。 （ 4）剛玉保溫材料 ，如剛玉輕質(zhì)磚、剛玉空心球和纖維制品，廣泛應(yīng)用于各 種高溫爐窯的爐墻及爐頂，既耐高溫又保溫。 第四節(jié) 堿性耐火材料 ? 堿性耐火材料 是指以氧化鎂（ MgO）、氧化鈣（ CaO）或氧化鎂 +氧化鈣為主要成分的耐火材料。主要用于堿性煉鋼爐、有色金屬冶煉爐、玻璃和水泥工業(yè)用窯爐及其他熱工設(shè)備。 ? MgO質(zhì)、 MgOCaO質(zhì)、 CaO質(zhì)、 MgOSiO2質(zhì)、MgOZrO2質(zhì)、 MgO尖晶石質(zhì)耐火制品 一 堿性耐火原料 包括天然和人工合成原料 ① 鎂質(zhì)耐火原料 是以 MgO為主成分和以方鎂石為主要礦物組成的原料。 燒結(jié)鎂砂、輕燒鎂砂和電熔鎂砂 ② 燒結(jié)白云石耐火原料： 又稱死燒白云石、硬燒白云石、白云石熟料。是將白云石在 1700～ 1800℃ 下煅燒所得的產(chǎn)品。 ③ 鎂鋁尖晶石 化學(xué)式為 MgOAl2O3，含%， %。鎂鋁尖晶石具有良好的性能，但很少有天然礦藏，多為人工法合成。 ④ 鈣質(zhì)耐火原料 方解石與石灰石 ⑤ ? 燒結(jié)鎂砂： 將菱鎂石、水鎂石和由海水或鹵水氫氧化鎂等原料在 1500～ 2300℃ 下充分燒結(jié)而得到的產(chǎn)物。燒結(jié)鎂砂是生產(chǎn)鎂質(zhì)制品的重要原料。 ? 電熔鎂砂： 由天然菱鎂礦、輕燒鎂砂或燒結(jié)鎂砂在電弧爐中經(jīng) 2750℃ 以上的高溫熔融而成。電熔鎂砂的主晶相為方鎂石，因其從熔體中結(jié)晶出來，所以晶體粗大，晶體直接接觸程度高，結(jié)構(gòu)致密，高溫體積和化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣中抗水化性和抗渣性均優(yōu)于燒結(jié)鎂砂，在鎂質(zhì)和鎂碳質(zhì)耐火材料中正在取代燒結(jié)鎂砂。 1 鎂磚 ? 鎂質(zhì)耐火材料是 MgO含量在 80％以上，以方鎂石為主晶相的堿性耐火材料。按生產(chǎn)工藝的不同，鎂磚可分為 燒成鎂磚、不燒鎂磚和再結(jié)合鎂磚 。 ? 燒成鎂磚 是利用天然鎂砂為原料，經(jīng)成型、干燥后，在 1500~1600℃ 而制成的。 ? 不燒磚 ，又稱化學(xué)結(jié)合鎂磚，是利用化學(xué)結(jié)合劑（如水玻璃、紙漿廢液、鹵水、六偏磷酸鈉和聚磷酸鈉）結(jié)合而成的不燒制品。 ? 再結(jié)合鎂磚 是采用電熔鎂砂為原料，經(jīng)高壓成型和超高溫（ 1800℃ ）燒制而成的。 燒成鎂磚是生產(chǎn)量最大，使用最廣的一種鎂質(zhì)耐火材料。我國(guó)生產(chǎn)的鎂磚，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，在國(guó)際市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 二 各種堿性耐火制品的品種、性能與用途 鎂磚系列 普通鎂磚、優(yōu)質(zhì)鎂磚、電熔鎂磚 ? 耐火度 方鎂石的熔點(diǎn)高達(dá) 2800℃ 。所以鎂磚的耐火度也很高，一般可達(dá) 2023℃ 以上。 ? 荷重軟化溫度 鎂磚的荷重軟化溫度比耐火度低得多，約為 1500℃ 。 ? 鎂磚的導(dǎo)熱性較好 ,導(dǎo)溫性差 ? 鎂磚的熱震穩(wěn)定性較差 水冷次數(shù)僅為 2～ 3次。原因是熱膨脹系數(shù)大而導(dǎo)溫性較差，在溫度發(fā)生急變時(shí)易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力； ? 抗渣性與抗水化性 鎂磚抗堿不抗酸 鐵酸鎂、鈣鎂橄欖石 的生成 抗水化的能力低。因此，在任何情況下都要注意防水防潮。 ? 鎂磚是典型的堿性耐火材料，抵抗堿性爐渣侵蝕的能力強(qiáng)。鎂磚因其高溫性能好、抗堿性渣能力強(qiáng)，因而被廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)的煉鋼爐襯、鐵合金爐、混鐵爐；有色冶金工業(yè)爐，如煉銅、鉛、鋅、錫的爐襯；建材工業(yè)的石灰窯；玻璃工業(yè)蓄熱室格子體和換熱器；耐火材料工業(yè)的高溫煅燒窯、豎窯及隧道窯等。 2 鎂鋁磚 鎂鉻磚 配料中引入氧化鋁或高鋁礬土熟料或鉻鐵（ Cr2O332~37%,FeO60～ 65％） 高級(jí)耐火材料 ? 鎂鋁磚或 鎂鋁尖晶石磚 ： （ 1）氣孔率低（＜ 9％），體積密度大； （ 2）荷重軟化溫度 1700～ 1750 ℃ ； （ 3）抗渣性較強(qiáng)，抗硅酸鹽，含鐵熔渣滲透能力強(qiáng)，優(yōu)于鎂磚； （ 4）耐熱震性 1300 ℃ 水冷循環(huán) 6～ 13次。 用于大型水泥回轉(zhuǎn)窯，平板玻璃蓄熱室、電爐爐頂、爐外精煉、鋼包、大功率電弧煉鋼爐、轉(zhuǎn)爐及其它強(qiáng)化操作的熱工設(shè)備。 ? 鎂鉻磚制品： 耐火度較鎂磚低。一般只有 1850～ 1960℃ ，但荷軟點(diǎn)、 高溫體積穩(wěn)定、抗熱震穩(wěn)定性（ 25次）均比鎂磚強(qiáng)， 鎂鉻磚對(duì)堿性、酸性爐渣侵蝕都有較強(qiáng)的抵抗能力。廣泛應(yīng)用于冶金、化工、玻璃、水泥等行業(yè)。 3 鎂碳磚 鎂炭質(zhì)耐火材料是上世紀(jì)七十年代興起的、為了提高煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯壽命和電爐某些特殊部位用耐火材料的壽命，迅速發(fā)展和開發(fā)的 含碳質(zhì) 耐火材料。迄今為止，鎂炭磚已成為氧氣煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯耐火材料的主體。我國(guó)從1976年開始研制，目前，制磚技術(shù)已趨于成熟。 鎂碳磚 主要用于轉(zhuǎn)爐、電爐、精煉爐 鋁鎂碳磚 主要用于條件苛刻的盛鋼桶內(nèi)襯，精煉包的熔池部位和包底部位 3 鎂碳磚： 氧氣煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯耐火材料的主體 ? 制磚特點(diǎn) 鎂炭磚有燒成油浸鎂炭磚和不燒鎂炭磚兩種制磚方法。前者制磚工藝比較復(fù)雜，很少采用，此處只簡(jiǎn)要敘述 不燒鎂炭磚 的制磚工藝特點(diǎn)。 制造鎂炭磚的原料是： 優(yōu)質(zhì)燒結(jié)、電熔鎂砂；石墨；酚醛樹脂結(jié)合劑；抗氧化劑 ①鎂砂 欲制造出高質(zhì)量高強(qiáng)度的鎂炭磚，需選擇高純鎂砂 (MgO)含量盡可能高，結(jié)晶發(fā)育良好。 ②石墨 （ 1）耐高溫（ 2）抗熱震性能（ 3）化學(xué)穩(wěn)定性和抗侵蝕能力 ③酚醛樹脂結(jié)合劑 與鎂砂和石墨有良好的親和性和粘性，容易把鎂砂和石墨結(jié)合在一起，常溫下有流動(dòng)性易于在鎂砂和石墨中鋪開，熱處理后能形成碳網(wǎng)絡(luò)，可顯著提高制品的強(qiáng)度和耐侵蝕性。 ④抗氧化劑： Si、 Al、 Mg、 SiC、 B4C、 B4N以及 AlSi、 AlMg合金等 。 鎂炭磚的性質(zhì)和應(yīng)用 ? 鎂炭磚的組成材料為氧化鎂和炭，兩者都具有很高的熔點(diǎn)，成分互不固熔，因此鎂炭磚 有較高的耐火度 。 ? 鎂炭磚是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，其主要部分系采用對(duì)堿性渣抵抗 能力強(qiáng)的氧化鎂熟料和難于被爐渣潤(rùn)濕的碳，所以顯示出 優(yōu)良的抗侵蝕性，尤其是 抵抗熔渣滲透的能力強(qiáng) 。 ? 由于炭形成網(wǎng)絡(luò)骨架，石墨具 有優(yōu)良的耐熱沖擊性能 。鎂炭磚的高溫導(dǎo)熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)和彈性模量小， 高溫強(qiáng)度比較大，荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性好 。 ? 鎂炭磚還有 較好的熱態(tài)抗蠕變性 。 鎂炭磚的應(yīng)用 ? 根據(jù)轉(zhuǎn)爐各部位的工作條件，采用不同種類的鎂炭磚，同時(shí)采用綜合 爐襯 ，與冶煉操作緊密配合等手段，使?fàn)t襯均衡蝕損，提高爐襯壽命。實(shí)踐證明，鎂炭磚用作煉鋼轉(zhuǎn)爐爐襯材料，效果非常好， 低碳鎂碳磚很有發(fā)展前途。 ? 鎂炭磚還用在 出鋼口 ，其壽命大大提高，用作復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的供氣磚及爐外精煉鋼包渣線部位、電爐熱點(diǎn)部位的襯體，都顯示出特殊的優(yōu)越性，是傳統(tǒng)堿性耐火材料不可比的。 ? 鎂炭磚使用中受到損壞的主要原因仍是氧化脫炭。如何制造能滿足各種復(fù)雜工作條件的鎂炭磚，增強(qiáng)鎂炭磚的抗氧化能力和減緩氧化速度等，仍然是要繼續(xù)深入研究的課題。 ? 以 白云石、鎂砂、焦油瀝青、石墨 為主要原料，以 CaO（ 40～ 60％）和 MgO（ 30～ 40％）為主要成分的堿性耐火材料。 ? 白云石是由碳酸鈣和碳酸鎂組成的復(fù)鹽，化學(xué)式為CaCO3MgCO3。 ? CaO具有較強(qiáng)的抗酸性渣的能力， CaO又具有獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性以及凈化鋼液的作用。 ? 鎂鈣磚抗渣蝕、耐剝落、對(duì) FeO、低鈣硅比的爐渣有優(yōu)異的抗侵蝕性，對(duì)鈣硅比高的爐渣能形成堅(jiān)固的掛渣層，可以抑制和減緩磚的氧化。 ? 大量地應(yīng)用到不銹鋼和潔凈鋼等高級(jí)鋼種的精煉設(shè)備上，并且以較快的速度發(fā)展。生產(chǎn)廠家不斷增多，產(chǎn)品品種和產(chǎn)量不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，使用效果越來越好。 4 鎂鈣碳磚耐火材料 第五節(jié) 碳質(zhì)耐火材料 一 碳質(zhì)耐火材料生產(chǎn)工藝 1 以 焦炭 、 高溫煅燒無煙煤 、 石墨 等為原料，并加入一定量的 冶金焦和石墨 ，以 焦油、瀝青、酚醛樹脂 等為結(jié)合劑，經(jīng)過 擠壓、模壓或振動(dòng)成型后，生坯在焙燒爐中隔絕空氣焙燒，焙燒后使用銑床及刨床進(jìn)行機(jī)加工即為制品。 2 常見品種 ： 普通碳磚、微孔碳磚、自焙燒碳磚、熱壓碳磚等。 碳磚 1 原料 2 性能 3 用途 以優(yōu)質(zhì)無煙煤 (煅燒溫度 1250℃ 左右 )為主要原料，并加入一定量的冶金焦和石墨，擠壓成型后，生坯在1100℃ 以上焙燒爐中焙燒，焙燒后使用銑床及刨床進(jìn)行機(jī)加工 炭磚的耐火度高，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性高，具有很好的抗渣性。而且熱穩(wěn)定性好，熱脹系數(shù)低，高溫強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨性好，耐各種酸、堿、鹽和有機(jī)溶劑的侵蝕，但在氧化氣氛中容易氧化。 炭磚廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè) ,普通高爐碳磚用于砌筑冶煉強(qiáng)度較低的容積為 1000～ 2500m3的中型高爐。 。高爐的爐底、爐缸和爐腰是用炭磚砌筑的；還用于鋁電解槽，鐵合金爐等。 微孔炭磚 1．原料 2 性能 3 用途 以高溫 (1500～ 2023℃ )煅燒無煙煤為主要原料，加入少量的石墨粉和 硅粉 ，以中溫瀝青為結(jié)合劑而制成的耐火材料制品。 微孔炭磚不僅具有優(yōu)良的常規(guī)性能，而且還具有良好的抗堿性、導(dǎo)熱性、抗鐵水熔蝕性、抗氧化性和抗鐵水滲透性等使用性能。 微孔炭磚主要應(yīng)用在高爐上那些異常侵蝕區(qū)和環(huán)縫侵蝕嚴(yán)重的部位以及高爐其它薄弱環(huán)節(jié)處。 高爐自焙炭磚 1．原料 2 性能 3 用途 自焙炭磚系采用高溫煅燒燒無煙煤為骨料，以無煙煤和焦炭混合粉料為細(xì)粉，使用中溫煤瀝青作粘結(jié)劑，在一定溫度下混捏均勻，并采用高頻模壓振動(dòng)成型制成的。 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單；經(jīng)過烘爐和高爐生產(chǎn)時(shí)的熱量進(jìn)行焙燒，可形成近于無縫整體爐襯，磚體自行致密 ；能夠吸收爐襯升溫時(shí)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，緩解了熱應(yīng)力對(duì)爐襯的破壞； 自焙炭磚能在中小高爐普遍應(yīng)用，并取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。在大型高爐采用半石墨質(zhì)自焙炭磚，能降低鐵水熔融指數(shù)，提高熱導(dǎo)率，提高抗堿侵蝕性能，增強(qiáng)抗氧化性能，改善耐沖刷磨損性能。 半石墨、石墨質(zhì)炭磚 1．原料 2 性能 3 用途 采用高溫電煅燒無煙煤為原料，電煅燒的溫度可達(dá)到1500～ 2023℃ ，使無煙煤進(jìn)入半石墨化狀態(tài)； 粉料，使用磨碎的石墨碎屑。 導(dǎo)熱性能有明顯提高，而且抗堿金屬鹽類腐蝕能力也比普通炭磚好得多，有逐漸取代普通炭磚的趨勢(shì)。 半石墨質(zhì)高爐炭磚用于砌筑強(qiáng)化冶煉高爐的爐底下部、爐缸上部。用于鋁電解槽可以降低電耗、增加電解槽壽命，是一種優(yōu)良的電解槽內(nèi)襯材料。 高溫模壓炭磚 1工藝特點(diǎn) 2 性能 3 用途 成型時(shí)采用通電熱模加壓方法成型，由于高溫模壓工藝 的限制，這種炭磚尺寸較小，大約不超過 500 250 120mm 導(dǎo)熱系數(shù)高，導(dǎo)電性好；良好的抗堿侵蝕性能；抗熱震性、熱沖擊性好； 低滲透性，孔隙度小，氣孔封閉，吸水性能極弱，炭磚尺寸小，單塊炭磚的溫差小等特點(diǎn)； 主要用于爐缸、爐腹、下爐身等部位。采用高溫模壓炭磚時(shí)需要獨(dú)特的砌體設(shè)計(jì)及特制的粘結(jié)材料。 第六節(jié) 不定形耐火材料 ? 是 由骨料 、 細(xì)粉和結(jié)合劑 混合而成的散狀耐火材料 。