【正文】 缸上部。 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(wú)煙煤為原料，電煅燒的溫度可達(dá)到1500～ 2023℃ ，使無(wú)煙煤進(jìn)入半石墨化狀態(tài)； 粉料，使用磨碎的石墨碎屑。 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單；經(jīng)過(guò)烘爐和高爐生產(chǎn)時(shí)的熱量進(jìn)行焙燒，可形成近于無(wú)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。 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。 微孔炭磚 1．原料 2 性能 3 用途 以高溫 (1500～ 2023℃ )煅燒無(wú)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。 。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。 2 常見(jiàn)品種 ： 普通碳磚、微孔碳磚、自焙燒碳磚、熱壓碳磚等。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(lái)越好。 ? 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。MgCO3。 ? 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。 ? 鎂炭磚使用中受到損壞的主要原因仍是氧化脫炭。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。 ? 鎂炭磚還有 較好的熱態(tài)抗蠕變性 。 ? 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 。 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(shù)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(kāi)，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。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)。我國(guó)從1976年開(kāi)始研制，目前，制磚技術(shù)已趨于成熟。 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(kāi)發(fā)的 含碳質(zhì) 耐火材料。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。 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。因此，在任何情況下都要注意防水防潮。 ? 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。所以鎂磚的耐火度也很高，一般可達(dá) 2023℃ 以上。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。 ? 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 是利用天然鎂砂為原料，經(jīng)成型、干燥后，在 1500~1600℃ 而制成的。 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。 ? 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。 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。Al2O3，含%， %。是將白云石在 1700～ 1800℃ 下煅燒所得的產(chǎn)品。 ? 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。 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。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(xiàn)保護(hù)罩等。 （ 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。 （ 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。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。 ? 鉻剛玉磚 －含 Cr2O3的剛玉質(zhì)耐火制品。 3 其它品種 ? 鋯剛玉磚 AZS (白鐵磚）： Al2O3 50%~70%， ZrO2 20%~40%，其余為 SiO2。適當(dāng)提高燒成溫度，可以相應(yīng)地提高制品的強(qiáng)度和密度。 （ 2）燒結(jié)氧化鋁 （ 3）電熔氧化鋁 2 生產(chǎn)工藝 有燒結(jié)法和熔鑄法兩種 ? 燒結(jié)剛玉 制品必須在高溫下燒成。大 部分氧化鋁是以氫氧化鋁的形式存在于鋁礬土和紅土中。 氧化鋁在自然界中的儲(chǔ)量豐富。由于它具有耐高溫、硬度大、強(qiáng)度高、抗氧化、耐腐蝕、電絕緣、氣密性好等優(yōu)良性能，因此具有廣泛的用途。 ? 莫來(lái)石制品 的 抗高溫蠕變、抗熱震性 能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于包括特等高鋁磚在內(nèi)的其它普通高鋁磚 ，廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)的熱風(fēng)爐、加熱爐、鋼包，建材工業(yè)的玻璃窯焰頂、玻璃液流槽蓋、蓄熱室，機(jī)械工業(yè)的加熱爐，石化工業(yè)的炭黑反應(yīng)爐，耐火材料和陶瓷工業(yè)的高溫?zé)筛G及其推板、承燒板等窯具。 ? 硅線(xiàn)石族制品 具有較高的 荷重軟化溫度、熱震穩(wěn)定性好、耐磨性和抗侵蝕性 優(yōu)良，因此適用于鋼鐵、化工、玻璃、陶瓷等行業(yè)，如用作煙道、燃燒室、爐門(mén)、爐柱、爐墻及滑板等。 ? 其它品種： 硅線(xiàn)石族制品：藍(lán)晶石磚，硅線(xiàn)石磚、紅柱石 荷重軟化溫度能提高100~150℃ 莫來(lái)石制品 :燒結(jié)制品，電熔制品 3 高鋁制品的品種、性能及應(yīng)用 ? 由于高鋁質(zhì)耐火材料制品的優(yōu)良性能，因而被廣泛應(yīng)用于高溫窯爐一些受爐氣、爐渣侵蝕，溫度高承受載荷的部位。一般不低于 1750－ 1790℃ ；對(duì)于 Al2O3含量大于 95％的剛玉制品，耐火度可達(dá) 1900～ 2023℃ . ? 耐熱震性 介于粘土質(zhì)耐火制品和硅質(zhì)制品之間， 850℃ 下水冷循環(huán)僅 3～ 5次， 主要是由于剛玉的熱膨脹性較莫來(lái)石高，而且無(wú)晶型轉(zhuǎn)變之故。 主要分布在山西陽(yáng)泉、山東、河北、河南鞏縣、貴州、四川、廣西、湖南等地。 鋁土礦是一種由水鋁石和高嶺石 ()組成的細(xì)分散膠體混合物。 通常按照 Al2O3含量的高低，一般將高鋁質(zhì)耐火材料分為三級(jí)： 一等 Al2O375%， 二等 Al2O375%， 三等 Al2O375% 二 高鋁質(zhì)耐火材料 ? 在鋁硅系耐火材料中，當(dāng) Al2O3含量大在 48%以上時(shí)的耐火制品，統(tǒng)稱(chēng)為高鋁質(zhì)耐火制品。 品種及應(yīng)用 ? 普通粘土磚 ? 低蠕變、低氣孔粘土磚 ? 大型粘土磚 ? 粘土澆注料 粘土質(zhì)耐火材料制品原料來(lái)源豐富，制造工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量很大，廣泛用于各種工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐上。普通粘土磚 1100 ℃ 水冷循環(huán)達(dá) 10次以上。 （ 3）高溫體積穩(wěn)定性 長(zhǎng)期在高溫下使用，會(huì)產(chǎn)生殘余收縮 。 （ 2） 荷重軟化溫度 主要取決于制品中的 Al2O3含量和雜質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量。 硬質(zhì)粘土 通常以顆粒和細(xì)粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者參與基體中高溫反應(yīng)，形成莫來(lái)石等高溫形礦物。 1 粘土質(zhì)耐火材料的原料 軟質(zhì)粘土 生產(chǎn)過(guò)程中通常以細(xì)粉的形式加入，起到結(jié)合劑和燒結(jié)劑的作用。 ? 是耐火材料工業(yè)的最早的產(chǎn)品，也是迄今為止在各種工業(yè)窯爐上使用最廣泛的耐火材料。這些雜質(zhì)氧化物均起 熔劑 作用，降低熔液的生成溫度及其粘度，增大液相的生成量，降低了耐火度、荷軟、抗渣性等使用性能。 主要性能：化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、耐熱震性很高并具有良好的電絕緣性，能透過(guò)紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)。 含有大量微小氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。 不含或少含氣泡等散射質(zhì)點(diǎn)的石英玻璃。（ 23%） ? 高密度高導(dǎo)熱性硅磚 ：添加劑如 SiC， Si3N4和金屬硅等添加劑可增加密度，添加 CuO、 Cu2O、 TiO2 、 Fe2O3等金屬氧化物可以有效地提高硅磚的熱導(dǎo)率， 3 特種硅磚 4熔融石英制品 ? 熔融石英玻璃制品 ： 以 SiO2為單一組分的玻璃相，為非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 ? 抗渣性 對(duì)酸性及弱酸性爐渣和含腐蝕性爐氣的侵蝕有很強(qiáng)的抵抗能力。 ? 高溫體積穩(wěn)定性 在加熱過(guò)程中，伴有體積膨脹。 SiO2含量 ，耐火度 ； 雜質(zhì) ， 硅磚的耐火度 。 ? 而當(dāng)硅磚中殘余石英存在時(shí)，由于使用時(shí)它會(huì)繼續(xù)發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變，體積膨脹較大，易引起磚體結(jié)構(gòu)的松散。 1 硅磚的生產(chǎn) 硅磚的性能與 SiO2的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系 ? 礦化劑的作用 :是加速石英在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈捅戎氐淖凅w (鱗石英和方石英 )而不顯著降低其耐火度，它還能防止磚坯燒成時(shí)出發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開(kāi)裂。 硅磚的主要原料： ? 石英巖 (硅石 )， 要求其二氧化硅的含量在 95%以上，最好在 97%以上，將硅石塊破碎、粉碎成 直徑不等 的顆粒，篩分后就可以直接作為原料使用。 ? 對(duì)酸性爐渣抵抗能力強(qiáng)，但受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕，易被 Al2O K2O、 Na2O等氧化物作用而破壞，對(duì) CaO、 FeO、 Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性。 五 耐火材料的熱學(xué)性質(zhì) 第二章 常用耐火材料 ? 按照化學(xué)礦物組成分為： 酸性、中性、堿性耐火材料 ? 酸性耐火材料 — 硅質(zhì)制品（硅磚） ? 中性耐火材料 — 硅酸鋁質(zhì)制品（半硅磚，粘土磚、高鋁磚等），碳質(zhì)制品 ? 堿性耐火材料 — 含有 MgO和 CaO的耐火材料。 ? 是窯爐設(shè)計(jì)不可缺少的指標(biāo) —— 保溫耐火材料、隔焰加熱材料，換熱材料。 2 熱膨脹性 ? 耐火材料的體積或長(zhǎng)度隨溫度升高而增大的特性。 1 熱容 ? 加熱 1Kg物質(zhì)使之溫度升高 1℃ 時(shí)所吸收的熱量 。因此耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)也是其性質(zhì)的重要方面。 以抗熱震次數(shù)來(lái)表示。 重?zé)?↓ 體穩(wěn)定性 ↑ 爐頂磚 6 抗熱震性 抗熱震性是指耐火制品抵抗溫度迅速變化而不破壞的能力。 5 高溫體積穩(wěn)定性 — 耐火材料在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)，其外形體積保持穩(wěn)定不發(fā)生變化的性質(zhì)。 ? 直接溶解、反應(yīng)溶解、侵入變質(zhì)溶解。 4 抗渣性 抗渣性是指耐火材料在高溫下抵抗?fàn)t渣的侵蝕和沖刷作用的能力。 ? 荷軟點(diǎn) : TH: ％變形溫度點(diǎn) TK :40％變形溫度點(diǎn) ? 荷重軟化溫度范圍： TK－ TH 荷軟點(diǎn)的測(cè)定是為了判斷材料的使用條件、荷重能力 幾種耐火制品的荷軟點(diǎn) 磚 種 ％開(kāi)始變形溫度 ℃ （ TH） 40％變形溫度點(diǎn) ℃ （ TK） 荷軟范圍 TK－ TH ℃ 一級(jí)粘土磚 （耐火度 1730 ℃ ） 1400 1600 200 三級(jí)粘土磚 （耐火度 1580 ℃ ） 1250 1500 250 莫來(lái)石磚 （耐火度 1770 ℃ ） 1600 1800 200 硅 磚 （耐火度 1730 ℃ ） 1650 1670 20 鎂 磚 （耐火度 2023 ℃ ） 1550 1580 30 問(wèn)題 ： 耐火材料荷重軟化溫度范圍的寬窄說(shuō)明什么？