高鋁磚

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耐火材料的種類及特性

發布日期:2018-05-02 作者:孟偉鋒 點擊:

2018-05-02 08:03 <div class="content b-txt1" background-color:#fbfbfb;"="" style="word-wrap: break-word; font-family: "sans serif", tahoma, verdana, helvetica; white-space: normal; color: rgb(51, 51, 51); font-size: 1.06em;">
2018年04月30日X

自身屬性
1、化學組成:主要成分決定該耐火材料的品質和特點
2、體積密度:單位體積重量,密度大,說明致密性好,強度就可能高,但導熱系數可能就大3、顯氣孔率:沒做具體要求,但作爲生産廠家必須嚴格控制顯氣孔。
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4、荷重軟化溫度:也叫高溫荷重開始變形溫度,此參數很重要,標志材料耐高溫的抵抗能力
5、抗熱震性能:抗溫度急劇變化而不被破壞的能力
6、抗壓強度:承受(常溫)的最大壓力能力
7、抗折強度:承受剪切壓力的能力
8、線性變化率:也叫重燒線變化或叫殘余線變化,指每次在同等溫度變化中體積發生膨脹收縮的變化,如果每次膨脹收縮一樣,我們定義這樣的線性變化率爲0
理化性質
1、耐磨性:
2、熱導率:單位溫度梯度條件下,通過材料單位面積上熱流速率,跟氣孔率有關
3、耐沖擊性:不用解釋了吧,耐沖擊性好,使用壽命就長
4、抗渣性:在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不被破壞的能力[1]
分類
根據耐火磚成分的不同,其可以分爲五大類,即:矽鋁系耐火磚、堿性系列耐火磚、含碳耐火磚、含锆耐火磚、隔熱耐火磚。任何爐子並不是只用一種耐火磚而砌築而成的,需要個不同耐火磚的相互搭配使用。下面對這五大類耐火磚的成分一一作詳細介紹。
1、硅铝系耐火砖,据悉,其是以AL2O3—SiO2二元系统相图为基本理论,主要包括以下几种。 r /> (一)硅砖,是指含SiO293%以上的耐火砖,是酸性耐火砖的主要品种。它主要用于砌筑焦炉,也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位,在热风炉的高温承重部位也用,但是不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。
(二)粘土磚,粘土磚主要由莫来石(25%~50%)、玻璃相(25%~60%)和方石英及石英(最高可达30%)所组成。通常以硬质粘土为原料,预先煅烧成熟料,然后配以软质粘土,以半干法或可塑法成型,温度在1300~1400 C烧成粘土磚制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等结合剂制成不烧制品和不定形材料。它是高炉、热风炉、加热炉、动力锅炉、石灰窑、回转窑、陶瓷和耐火砖烧成窑中常用的耐火砖。
(三)高鋁耐火磚,高鋁耐火磚的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相,其含量取决于AL2O3/ SiO2比以及杂质的种类和数量,可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。原料为高铝矾土和硅线石类天然矿石,也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石的,以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的熟料。它多用烧结法十八禁大全无遮挡视频。但十八禁大全无遮挡视频还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。高鋁耐火磚广泛用于钢铁工业、有色金属工业和其他工业。
(四)剛玉耐火磚,剛玉磚是指AL2O3含量不小于90%,以剛玉爲主要物相的的一種耐火磚,可分爲燒結型剛玉磚和電熔型剛玉磚。
2、堿性系列耐火磚。堿性耐火磚是指以堿性氧化物如Mg0和CaO爲主要成分的耐火制品,主要品種有以下幾種。
(一)鎂質耐火磚,是指以鎂石作原料,以方鎂石爲主晶相,MgO含量在80%~85%以上的耐火磚。其十八禁大全无遮挡视频分爲冶金鎂砂和鎂質制品兩大類。依化學組成及用途的不同,有馬丁砂、普通冶金鎂砂、普通鎂磚、鎂矽磚、鎂鋁磚、鎂鈣磚、鎂碳磚及其他品種等。鎂質耐火磚是堿性耐火磚中最主要的制品,耐火度高,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,是一種重要的高級耐火磚。主要用于平爐、氧氣轉爐、電爐及有色金屬熔煉等。
(二)白雲石磚,是以白雲石作爲主要原料生産的一種堿性耐火磚。廣泛用于堿性轉爐,還可用作某些爐外精煉包的內襯。
(三)鎂橄榄石耐火磚,是以鎂橄榄石2MgO·SiO2作爲主要組成的一種耐火磚。主要用于平爐蓄熱室格子磚、鑄錠用磚、加熱爐爐底以及在煉銅爐中也有較好的使用效果。
3、含碳耐火磚。含碳耐火磚是指由碳或碳的化合物制成的,以含不同形態的碳爲主要成分的耐火磚制品,主要分爲以下幾種。
(一)碳砖,是以碳质材料为主要原料,加入的适量结合剂制成的耐高温中性耐火砖制品。碳砖被广泛应用于砌筑高炉炉底、炉缸、炉腹和炉身下部。可提高高炉的连续作业时间,延长使用寿命。此外,碳砖还广泛用于电化学工业、化学工业、石油化学工业、电镀十八禁大全无遮挡视频、铁合金工业炉(或设备的内衬) 、酸液、碱液槽衬和管路,以及熔炼有色金属(如铅、铝、锡等)的炉衬。
(二)石墨質耐火制品,是以天然石墨爲原料,以粘土作結合劑制得的耐火材料。這類制品有石墨粘土坩埚、蒸餾罐、鑄鋼用塞頭磚、水口磚及盛鋼桶襯磚等。其中生産最多、應用最廣的是煉鋼和熔煉有色金屬的石墨粘土坩埚。
(三)碳化矽耐火制品,是以碳化矽(SiC)爲原料生産的高級耐火材料。其耐磨性和耐腐蝕性好,高溫強度大,熱導率高,線膨脹系數小,抗熱震性好。在鋼鐵冶煉方面,它可用于盛鋼桶內襯、水口、塞頭、高爐爐底和爐腹、出鐵槽、轉爐和電爐出鋼口、加熱爐無水冷滑軌等方面。在有色金屬(鋅、銅、鋁等)冶煉中,大量用于蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側牆、熔融金屬管道、吸送泵和熔煉金屬坩埚等。在矽酸鹽工業中,它大量用作各種窯爐的棚板和隔焰材料,如馬弗爐內襯和匣缽等。在化學工業中,多用于油氣發生器、有機廢料煅燒爐、石油氣化器和脫硫爐等方面。此外,在空間技術上可用作火箭噴管和高溫燃氣透平葉片等。
4、含锆耐火砖。属于一种属酸性材料,是以天然锆英石砂(ZrSiO2)为原料制得的制品。锆质耐火砖不同于硅铝系耐火砖和含碳系列耐火砖,其抗渣性好,热膨胀率较小,热导率随温度的升高而降低,荷重软化温度高,耐磨强度大,抗热震性好,现已成为各个工业领域中的重要材料。随着冶金工业中连铸和真空脱气技术的发展,锆英石耐火砖的应用越来越广泛,主要有以下几种分類。
(一)锆英石磚,在煉鋼過程中,采用出鋼脫氣法,而锆英石質耐火材料對熔渣,鋼水的耐侵蝕性和抗熱震性良好,且適于在減壓下工作,它在冶金工業中廣泛用于砌築脫氣用盛鋼桶內襯,也用作不鏽鋼盛鋼桶內襯,連鑄盛鋼桶內襯、鑄口磚、塞頭磚、袖磚以及高溫感應電爐爐襯等。锆英石質耐火磚對酸性渣和玻璃具有高的抵抗性,因而還廣泛用于熔煉最活潑玻璃的玻璃窯的嚴重損壞部位。锆英石質耐火材料還具有不爲金屬鋁、鋁的氧化物及其熔渣侵透的性質,因而在煉鋁的爐底上也獲得了良好的效果。
(二)AZS電熔磚,也稱爲電熔锆剛玉砖,随着玻璃工业的发展,AZS電熔磚已成为玻璃窑炉的关键部位必须的耐火材料。它抵抗玻璃液的侵蚀性较强。
(三)AZS再烧结電熔磚,主要用于砌筑玻璃池窯的底、墙和蓄热格子砖等热工设备。
(四)锆莫来石電熔磚,该种砖的特点是晶体结构致密,荷重软化温度高,抗热震性好,常温及高温下机械强度高,耐磨性好,热导率好,且有优良的抵抗熔渣侵蚀的能力。该种制品的用途较广,用于冶金加热炉、均热炉、电石炉的出料口,玻璃熔窑窑壁等,使用效果很好。
5、隔热耐火砖。是指气孔率高、体积密度低、热导率低的耐火材料。隔热耐火材料又称轻质耐火材料。它包括以下几种分類。
(一)高鋁隔熱輕質耐火磚。是以鋁礬土爲主要AL2O3含量不小于48%的隔熱輕質耐火磚。其生産工藝采用泡沫法,也可采用燒盡加入物法。高鋁質隔熱輕質耐火磚可用于砌築隔熱層和無強烈高溫熔融物料侵蝕及沖刷作用的部位。直接與火焰接觸時,一般的高鋁質隔熱耐火磚的表面接觸溫度不得高于1350℃。莫來石質隔熱耐火磚可直接接觸火焰,具有耐高溫,強度高,節能效果顯著等特點。適用于熱解爐、熱風爐、陶瓷輥道窯、電瓷抽屜窯及各種電阻爐的內襯。
(二)粘土质隔热轻质耐火砖,是以耐火粘土为主要原料制成的AL2O3含量为30%~48%的隔热耐火砖。其十八禁大全无遮挡视频工艺采用烧尽加人物法和泡沫法。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料,掺加结合剂和锯木屑,经配料、混合、成型、干燥、烧成,制得体积密度为0. 3~1. 5g/cm3的十八禁大全无遮挡视频。粘土质隔热砖的产量占隔热耐火砖总产量的一半以上。
中国标准(GB 3994—1983)将粘土质隔热砖按体积密度分为NG—1.5、NG—1.3a、NG—1.3b、NG—1.0、NG—0.9、NG—0.8、NG—0.7、NG—0.6、NG—0.5、NG—0.4 10种牌号。
(三)矽藻土隔熱輕質耐火磚,是以矽藻土爲主要原料制成的隔熱耐火制品。它主要用在900℃以下的隔熱層。
中国标准(GB 3996—1983)将硅藻土隔热制品按体积密度分为GG—0.7a、GG—0. 7b、GG—0.6、GG—0. 5a、GG—0.5b和GG—0.4六种牌号。
(四)漂珠磚,是以漂珠爲主要原料制成的隔熱耐火制品。漂珠是從熱電廠粉煤灰中浮選出的矽酸鋁質玻璃空心珠體。它體輕、壁薄、中空、表面光滑、耐高溫、隔熱性能好。利用漂珠這些優良特性,可制造出保溫性能優異的輕質隔熱耐火材料。生産漂珠磚可采用半幹法成型。
案例
耐火材料
1、高鋁磚:Al2O3含量大于75以上,耐火度高于黏土磚,抗酸堿侵蝕性好,適宜水泥窯燒成帶等處,使用壽命長但價格高
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二级高鋁磚
2、白雲石磚:挂窯皮性能好,抗侵蝕性好,但有磚中多少有f-CaO,易水化,難于運輸和保管,生産中用的較少
3、鎂鉻磚:挂窯皮好,多用于燒成帶,缺點是抗熱震性能差,加上正六價Cr有劇毒,國際上生産和使用鎂鉻磚的國家逐漸減少,現用此磚的生産單位盡早找到替代品
4、尖晶石磚:多用于過度帶,抗震性能好,抗還原性好,但耐火度稍微差點
5、抗剝落磚:此磚中含有少量的ZrO,在升溫過程中發生馬氏相變形成細裂紋,具有較強抗堿性,抗剝落性和抗渣性較好
6、磷酸鹽磚:耐火度低,但強度高熱震性好,多用于蓖冷機、窯頭罩等使用
7、碳化矽磚:耐高溫(1800度左右,荷重軟化溫度在1620-1640),熱膨脹系數小,耐急冷急熱耐磨性都好適宜冷卻帶和窯口
8、矽莫磚:熱震性好,強度高,耐磨性好,適宜過度帶。
耐火土
民間點爐子。套爐膛用得一種土。
粘土質耐火土
1、特性及用途:粘土質耐火磚屬弱酸性耐火材料,其熱穩定性好,適應于熱風爐,各種鍋爐內襯,及煙道、煙室等。
2、十八禁大全无遮挡视频規格形式:標准形、普異形、異形及特異形磚類。粘土質耐火磚理化性能。
耐火黏土
耐火黏土十八禁大全无遮挡视频有多種形式,其基本質量要求是氧化鋁高于38%(通常爲42-47%)以及低鐵低堿金屬含量。這些十八禁大全无遮挡视频可不煅燒或經煅燒,並包括高性能煅燒十八禁大全无遮挡视频如莫來石。
耐火黏土(refractory clays)用于定形(shaped)和不定形(整体成形——monolithic)耐火材料的十八禁大全无遮挡视频。砖(brick)十八禁大全无遮挡视频包括耐火黏土砖(fire clay bricks),如高炉阻隔砖(checker bricks)和高氧化铝砖(high alumina bricks),如用于水平感应电炉和垂直感应电炉衬里的支撑砖。在无定形料部门,有多种十八禁大全无遮挡视频消费,如耐火黏土、超负荷用塑性料、高氧化铝塑料、耐火黏土和高氧化铝澆注料等。
耐火黏土主要由水合矽酸鋁組成,其分子式爲Al2O3·2SiO2·2H2O(即39.5%氧化鋁、46.5%二氧化矽和14%水)。在這組礦物中,高嶺土存象最爲豐富。
耐火黏土、燧石黏土(flint clay,或称硬质黏土hard clay)、球黏土(ball clay,或称可塑性黏土plastic clay)和高岭土(kaolins)。不过,其普遍的特点是,这些矿产都含有高岭石,而其组成为20-45%Al2O3、〈3%Fe2O3和〈3%Na2+K2O。
当高岭石在温度逐渐升高条件下煅烧时,其矿物相不断发生变化,在约550℃时生成亚高岭土(metakaolin,Al2Si2O7)、在约1000℃时生成尖晶石(spinel,(Al2O3)2(SiO2)3+SiO2),在约1100℃时生成似莫来石(pseudo-mullite,[Al2O3·SiO2]2)。另一种“耐火黏土”十八禁大全无遮挡视频是莫来石(3Al2O3·2SiO2),它能够于1200-1500℃条件下煅烧高氧化铝高岭土和矾土质(bauxitic)高岭土制得。在这些温度下,黏土的主要矿物相(main mineral phases)转化为莫来石、方英石(cristobalite)和一种玻璃相(glassy phase)。
⒈耐火黏土
這是一種富含在水合矽酸鋁中的矽質黏土,具有高溫下不變形、不碎裂、不軟化及不膏體化的能力。低鐵、鈣及堿金屬,成分上接近高嶺土,煅燒後較好的品位至少含35%Al2O3(《采礦術語詞典》,美國地質協會編)。
⒉燧石黏土
一種平滑的、像燧石一樣的耐火黏土岩,主要由高嶺土組成,解理呈貝殼狀斷面,在水中抗熟化。在水中長時間碾磨會産生可塑性(《采礦術語詞典》,美國地質協會)。
⒊熟耐火土
它是用于耐火砖十八禁大全无遮挡视频的混合料中的一部分,是由煅烧黏土(calcined clay)或再次碾磨砖(reground bricks)构成的,也称(黏土)熟料,英文名称chamotte(《采矿术语词典》,美国地质协会)。
⒋水鋁石黏土
这是一种主要由(硬)水铝石(或称—水硬铝石<;水矾土>diaspore)组成,由耐火黏土粘结的材料。水铝石黏土最纯者在煅烧后往往含Al2O3 70-80%。
⒌中國黏土
●軟質黏土(包括球黏土)、耐火黏土和高嶺土:<45%Al2O3
●燧石黏土(國內俗稱“焦寶石”)、高嶺土和高氧化鋁礦石:>45%Al2O3
●高氧化鋁黏土熟料(也稱“熟礬土”):75-90%Al2O3
⒍耐火泥/耐火黏土灰漿
与煅烧耐火黏土或破碎耐火黏土砖,或二者兼而有之的生耐火黏土(raw fire clay),其所有成分均碾磨到适当的细度(《采矿术语词典》,美国地质协会)。
制作工藝
耐火原料的公益性質主要取決于原料的礦務組成與顆粒組成,與耐火材料的制造工藝密切相關。這類性質主要有粒度與顆粒尺寸分布,細度與比表面積,可塑性與結合性,幹燥收縮與燒成收縮,燒結溫度與燒結範圍等。
一、粒度與顆粒尺寸分布
粒度是指耐火原料的颗粒大小。颗粒尺寸分布(Particle Size Distribution,简写PSD)是指连续的、不同粒度级别(以mm,μm或筛孔网目表示)范围内,各粒度级别的颗粒所占的重量百分比。粘土类原料的颗粒尺寸分布对其可塑性、干燥性能、烧成性能都有很大影响。原料的颗粒尺寸分布对耐火制品的体积密度、气孔率、机械强度及热震稳定性等的影响也十分明显。要想得到质量稳定的耐火材料,除对原料的化学矿物组成有所要求外,对其颗粒尺寸分布也应有明确要求。
顆粒尺寸分布的測定通常用篩分分析與顆粒分析儀。篩分分析有幹法篩分與水法篩分。由于受篩網孔徑的限制,篩分分析適合于做較粗顆粒(>10μm)的顆粒分布測定。顆粒分析儀通常用于黏土及微分等級細顆粒的尺寸分布測定。[2]
二、細度與比表面積
細度表示粉狀原料的粗細程度,常以標准篩的篩余百分數或比表面積表示,也可用顆粒大小的百分比組成或單位重量物料的平均直徑來表示。細度與粒度沒有嚴格的區別,只是前者習慣于細粉狀原料粗細程度的表示。
比表面積是指單位質量的原料所具有的表面積,單位爲m/g。比表面積分外表面積和內表面積。理想的非孔性原料只有外表面積;但帶有氣孔的原料除外表面積之外尚有內表面積。比表面積的測定方法較多,常用的有氣體吸附法、有機分子吸附法和透氣法等。
三、可塑性與結合性
物質受外力作用後發生變形而不産生裂紋,在外力解除後,變形的形態仍然保留而不再恢複原狀的性能稱爲可塑性。可塑性是結合粘土的一個重要的成型工藝指標。可塑性與固體顆粒吸附水的性能、比表面積和水量有關,如黏土加水後,由于在大量黏土顆粒表面吸附一層水膜,使顆粒間既便于在外力作用下滑移,又具有一定的結合力,因而具有較高的可塑性。
可塑性的測量有可塑性指數法與可塑性指標法,也有用可塑水分來衡量的。可塑性指數是指泥料呈可塑狀態時,含水量的變化範圍,其值等于液性限度(液限)和塑性限度(塑限)之差。液限是泥料呈可塑狀態時的上限含水量,當含水量超過液限時,泥料呈半固體狀態。液限與塑限之差,以百分數表示即爲可塑性指數


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