耐火材料工艺学第一章PPT课件

耐火材料工艺学张玲辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院辽宁省镁质材料研究中心,本课程介绍常用耐火材料的基本性能，应用范围以及易懂的生产工艺与原料知识。这门课程是从事耐火材料生产、研究、应用和贸易的人员的必修之课，其重要性不言而喻。快状烧成耐火制品的一般生产工艺流程如下：原料的加工配料混练成型干燥烧成拣选成品,耐火制品简介：,.,3,钢铁冶金过程使用耐火材料的高温炉,一、耐火材料的概念,耐火材料是耐火度不低于1580的无机非金属材料。是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，工业用高温容器和部件的材料,少部分功能材料。,无机非金属材料,金属材料,有机高分子材料,无机非金属材料,复合材料,1、根据耐火度的高低普通耐火材料：15801770高级耐火材料：17702000特级耐火材料：2000,3.按化学属性分类,耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料。,2.按化学矿物组成分类此种分类法能够很直接地表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用、科研上是常见的分类法，具有较强的实际应用意义。,氧化硅质耐火材料硅酸铝质耐火材料半硅质耐火材料粘土质耐火材料高铝质耐火材料刚玉质耐火材料碱性耐火材料镁质耐火材料镁铝质耐火材料镁钙质耐火材料,镁橄榄石耐火材料尖晶石耐火材料含锆耐火材料含碳耐火材料碳复合耐火材料不定形耐火材料隔热耐火材料特殊耐火材料,（1）酸性耐火材料通常是指其中含有相当数量二氧化硅的耐火材料。,硅质耐火材料中游离二氧化硅含量很高(大于94%)，是酸性最强的耐火材料；粘土质耐火材料中游离二氧化硅含量较少，是弱酸性的；半硅质耐火材料居于期间。也有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料归入酸性耐火材料的，因为此类材料中含有较高的SiO2或在高温状态下能形成SiO2。,（2）中性耐火材料中性耐火材料按严格意义讲是指碳质耐火材料。但通常也将以三价氧化物为主体的高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料归入中性耐火材料（两性氧化物如Al2O3、Cr2O3等）。此类耐火材料在高温状况下对酸、碱性介质的化学侵蚀都具有一定的稳定性，尤其对弱酸、弱碱的侵蚀具有较好的抵抗能力。,（3）碱性耐火材料一般是指以MgO、CaO或以MgOCaO为主要成分的耐火材料（镁质、石灰质、镁铬质、镁硅质、白云石质耐火制品及其不定形材料）。这类耐火材料的耐火度都比较高，对碱性介质的化学侵蚀具有较强的抵抗能力。,标普型：230mm113mm65mm；不多于4个量尺，（尺寸比）Max:Min4:1；异型：不多于2个凹角，（尺寸比）Max:Min6:1；或有一个5070的锐角；特异型：（尺寸比）Max:Min90提高抗渣性。4.温度影响：温度高，扩散、溶解速度加快，粘度降低，侵蚀加剧。5.气氛影响：还原、Fe2+、抗渣差；而氧化、Fe3+、抗渣好。真空气氛会加速熔渣向耐火材料中的渗入，使抗渣性降低。,耐火材料抗渣蚀性能的检验方法有熔锥法、坩埚法、浸渍法、转动浸渍法、撒渣法和回转法等。,有关定义1.抗渣性：耐火材料在高温下抵抗熔渣渗透、侵蚀和冲刷的能力。2.侵蚀面：试样与炉渣发生反应，导致试样剖面腐蚀、变形和破坏的部分。见上图。3.渗透面：试样与炉渣发生反应，导致试样剖面出现明显的被炉渣浸润（含侵蚀）的斑痕部分。见上图。4.侵蚀深度：以与炉渣接触的试样原表面为起点，试样剖面被侵蚀的长度。单位为毫米（mm）。5.渗透深度：以与炉渣接触的试样原表面为起点，试样剖面被渗透（含侵蚀）的长度。单位为毫米（mm）。6.侵蚀面积百分率：试样剖面被炉渣侵蚀的面积与试样剖面总面积之比的百分率。7.渗透面积百分率：试样剖面被炉渣渗透的面积（含侵蚀面积）与试样剖面总面积之比的百分率。8.试样渣蚀率：在高温流动的渣液中，试样被炉渣熔蚀的质量百分数。注：“剖面”一词仅适用于剖开后的坩埚试样剖面（平面部分）。,六、含碳耐火材料的抗氧化性含碳耐火材料在氧化性气氛中，其中的碳素材料会同空气中的氧气发生发应。试样：502mm的立方体或直径与高为502mm的圆柱体；温度：1400，保温3小时，固定流量向炉内通空气；评价：切开试样，测量脱碳层厚度。也可由双方协商测量方法。,抗氧化性试样试样：505050mm。将试验置于炉内，在氧化气氛中加热至1400并保温2小时，冷却至室温后切成两半，测量其脱碳层厚度。按下式计算脱碳层厚度：式中,L：脱碳层厚度，mm：自试样一个切面四边测量的脱碳层厚度，mm：自试样另一个切面四边测量的脱碳层厚度，mm,作业及思考题1,1、解释概念：气孔率和体积密度，化学组成和矿物组成，主成分和杂质，主晶相和基质。2、耐火材料的热膨胀系数和高温体积稳定性有什么关系？各自影响因素有哪些？3、耐火材料的导热系数和导温系数有什么关系？各自影响因素有哪些？4、什么是耐火度？与纯物质熔点有何区别？5、何谓常温耐压强度？耐火材料一般不因为常温耐压强度不够而破坏，为什么还要测其常温耐压强度？6、何谓耐火材料的弹性模量，有哪些影响因素，有何使用意义？7、何谓荷重软化温度？影响因素有哪些？8、何谓热震稳定性？从影响因素分析提高耐火材料热震稳定性的工艺措施有哪些？9、什么是抗热震断裂性和抗热震损伤性？两者的判据是什么？10、何谓抗渣性？从影响因素分析提高耐火材料抗渣性的工艺措施有哪些？,作业及思考题2,1、耐火材料中的气孔分为（）、（）和（）。通常人们只测（）气孔率而不是（）气孔率。2、由于各种类型的热冲击，会在耐火材料内部产生热应力。热应力分为三种（）、（）和（）。3、耐火材料化学组成视其含量与作用不同分为（）、（）、和（）；后者按其作用机理不同又分为（）、（）和（）；4、耐火制品荷重软化温度是测定试样