耐火材料基础知识培训NO.3)

1、耐火材料基础知识培训耐火材料的定义耐火材料的定义是一种用作高温窑、炉等热工设备内衬，以及高温容器和部件的耐热材料；是按照一定的要求经过一定的工艺制程的耐火度不低于1580的无机非金属材料无机非金属材料；在高温下能承受相应的物理化学变化及机械作用。耐火材料的分类耐火材料的分类根据化学成分可分为： 碱性耐火材料一般是指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料。这类耐火材料的耐火度都较高，抵抗碱性渣的能力强。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉及水泥工业窑。氧化镁、氧化钙（镁砖、镁钙砖等我公司的主要产品） 酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93%的耐火材料，它的主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀

2、，但易于与碱性熔渣起反应。二氧化硅（硅砖、粘土砖等） 中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料，如炭质耐火材料和铬质耐火材料。有的将高铝质耐火材料也归于此类。 （碳砖、高铝砖、铝铬砖等） 耐火材料的分类耐火材料的分类根据耐火度可分为: 普通耐火制品：耐火度为15801770 高级耐火制品：耐火度为17702000 特级耐火制品：耐火度大于2000 超级耐火制品：耐火度大于3000 耐火材料的分类耐火材料的分类根据外观可分为: 定形耐火材料：由耐火颗粒料和粉料、结合剂，经过成型干燥和烧成工序，使之具备精确的形状、尺寸和足够的强度。 不定型耐火材料：由耐火颗粒料和粉料、结合

3、剂、外加剂以一定比例共同组成的，不经成型和烧成而直接使用或适当液体调配后使用的耐火材料。分为：浇注料、可塑料、喷补料、捣打料、投射料、耐火泥。耐火材料的分类耐火材料的分类 按加工工艺分为： 烧成制品、熔铸制品、不烧制品。 按外观分为： 标型、普型、异型、特型和超特型耐火原料简介耐火原料简介菱镁石：菱镁石： 氧化镁占48%, 二氧化碳占52%。（理论成分）白云石：白云石： 氧化钙占 30.4、氧化镁 占21.9、二氧化碳 占47.7，常含有硅、铝、铁、钛等杂质。（理论成分） 铬矿： 石墨：耐火原料简介耐火原料简介耐火原料简介耐火原料简介 海水镁砂：采用化学法从海水中提取的沉淀物再经高温烧结生产的

4、烧结镁砂。其优点是化学纯度和体积密度高，一般MgO95%以上最高可达99.5%，CaO/SiO22，体积密度约3.45g/cm3。海水镁砂纯度高，晶粒适中，抗热震较好，是制作镁质耐火材料的良好原料，但是在中国实用的很少，因为价格高，比菱镁矿煅烧或电熔的贵很多。耐火原料耐火原料 刚玉：刚玉： *棕刚玉（俗名金刚砂，由铝矾土加铁屑和焦碳经电熔烧制而成，Al2O3的有效成分为94%以上）亚白刚玉（由铝矾土电熔而成，Al2O3的有效成分为97%）白刚玉（由氧化铝粉电熔而成，硬度比棕刚玉更高，有效成分达99%） 耐火原料 电熔镁砂电熔镁砂 选用特级菱镁石或轻烧镁砂为原料在电弧炉中经2000高温熔融而成。

5、MgO含量达96以上。镁质系列产品 镁砖系列产品范围: 镁含量从89%到98% 可以根据使用需要采用不同原料，包括有死烧镁砂，中档镁砂，高纯烧结镁砂或电熔镁砂 可根据客户要求提供经过沥青浸泡的产品 主要应用: 钢铁 有色冶金 玻璃镁白云石系列（镁钙系列）产品 镁白云石产品范围: 烧成镁白云石砖 不烧镁白云石砖 主要应用: 钢铁 水泥镁铬系列产品 镁铬砖产品范围: 直接结合镁铬砖 再结合镁铬砖 半再结合镁铬砖 普通烧成镁铬砖 镁铬砖的主要应用： 钢铁冶炼窑炉 有色冶炼窑炉 水泥窑含碳系列产品 含碳产品系列: 镁碳砖 镁铝碳砖 铝镁碳砖 镁钙碳砖 主要应用: 钢包内衬、转炉内衬镁铝系列产品 镁铝系

6、列产品范围: 镁铝尖晶石系列 普通镁铝系列 镁-铝-铬系列 主要应用: 钢铁冶炼 有色冶金冶炼的熔炼炉 水泥窑烧成带、过渡带（镁铬砖的替代转型） 玻璃窑 石灰窑煅烧带铝碳锆滑板与水口 产品种类： 钢包滑板/水口 中间包滑板/水口 材质种类： 铝碳锆滑板 铝碳水口应用领域： 连铸不定型耐火材料种类镁质喷补料、镁质捣打料、镁质火泥。耐火材料的性质耐火材料的性质 耐火材料使用性能：耐火材料使用性能： 耐火度、高温荷重软化、高温体积稳定性耐火度、高温荷重软化、高温体积稳定性、抗热震性、抗渣性、抗氧化性、抗水化、抗热震性、抗渣性、抗氧化性、抗水化能力。能力。 耐火材料热学性质：耐火材料热学性质： 热膨胀

7、性、导热性、温度传导性、热容。热膨胀性、导热性、温度传导性、热容。 耐火材料结构性质：耐火材料结构性质： 气孔率、吸水率、体积密度、真密度、透气孔率、吸水率、体积密度、真密度、透气度等等。气度等等。 耐火材料的力学性质：耐火材料的力学性质： 耐压力度、抗折强度、耐磨性、高温如蠕耐压力度、抗折强度、耐磨性、高温如蠕变性变性 气孔率气孔率 是耐火制品所含气孔体积与制品总体积的百分比。大致可分为三类： 闭口气孔，它封闭在制品中不与外界相通； 开口气孔，一端封闭，另一端与外界相通，能为流体填充； 贯通气孔，贯通制品的两面，能为流体通过。 体积密度体积密度是耐火制品的质量与其体积（包括气孔）的比值。它表

8、征耐火材料的致密程度，是所有耐火原料和耐火制品质量标准中的基本指标之一。 真密度真密度是耐火制品的质量与其真体积（不包括气孔体积）之比。耐火度耐火度 耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。(与熔点不同） 考虑荷重和外物的熔剂作用，并非耐火度越高砖越好。耐火材料的高温使用性质耐火材料的高温使用性质耐火材料高温荷重变形温度的测定方法是固定试样承受的压力(0.2MPa)，不断升高温度，测定试样在发生一定变形量和坍塌时的温度，称为高温荷重变形温度。高温荷重变形（软化）温度高温荷重变形（软化）温度耐火材料在高温和荷重同时作用时的抵抗能力，也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化范围。在一定

9、程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。 常温耐压性常温耐压性 耐火材料在一定温度下单位面积所能承受二而不被破坏的极限载荷。直接影响材料的使用寿命，是衡量耐火材料质量的重要指标之一。高温体积稳定性高温体积稳定性原因： 烧成制品，烧成过程中，物理化学变化未达到该温度下的平衡状态，烧成不充分，使用中受高温，继续反应； 不烧制品，烧烤温度低，时间短，在使用中持续反应。 高温体积稳定性高温体积稳定性重烧体积变化的测定方法：将试样在高于使用温度以上(根据制品的要求和使用条件来定)，保温23小时，然后测其体积变化，以百分率表示。各种耐火制品允许的重烧体积变化取决于制品的使用条件和要求，一般不超过

10、0510。多数耐火材料在重烧时产生收缩，少数制品产生膨胀。 热震稳定性热震稳定性耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性。也称为抗热震性或温度急变抵抗性。材料的热震破坏可分为两大类： 瞬时断裂，称为热冲击断裂； 在热冲击循环作用下，先出现开裂、剥落，然后碎裂和变质，终至整体损坏，称为热震损伤抗渣性抗渣性耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀作用而不破坏的能力称为抗渣性。熔渣：冶金炉渣、燃料灰分、飞尘、各种材料（包括固态、液态材料，如烧结水泥块、煅烧石灰、铁屑、熔融金属、玻璃液等）和气态物质（煤气、一氧化碳、氟、硫、锌、碱蒸气）等。抗渣性抗渣性 上述熔渣物质在高温下多形成液态物质直接与耐火材

11、料接触，有些固体物质甚至气体，在高温下与耐火材料接触之后，最终也会形成液相。 熔液侵蚀过程主要是耐火材料在熔渣中的溶解过程和熔渣向耐火材料内部的侵入(渗透)过程。耐火材料向熔渣中溶解的过程可分为： 单纯溶解 耐火材料与熔渣不发生化学反应的物理溶解作用。 反应溶解 耐火材料与熔渣在其界面处发生化学反应，使耐火材料的工作面部分转变为低熔物(反应产物)而溶于渣中，同时改变了熔渣和制品的化学组成。 侵入变质溶解 高温溶液或熔渣通过气孔侵入耐火材料内部深处，或通过耐火材料的液相扩散和向耐火材料的固相中扩散，使制品的组织结构发生质变而溶解。生产工艺流程生产工艺流程原料检验原料检验 原料。对投入使用前的原料

12、，都必须对化学成分、矿物组成、密度、气孔率、含水量、粒度、粉化率、灼减等理化指标进行测定，然后对照与产品要求相应的原料技术条件或技术标准，只有符合要求或标准的原料，方可投入使用。 辨别原材料的好坏 1、看有效成分 2、看杂质含量 3、看体积密度 4、看显微结构，晶粒尺寸 对比以下两种原料： 50尖晶石：MgO:47%-51%,Al2O3:48%- 51%, CaO1，SiO0.5，Fe2O3 0.6,体积密度3.25 70尖晶石：MgO:30-32%,Al2O3:58%- 62%, CaO1.5，SiO2.7，Fe2O3 1.8,体积密度3.1破碎破碎 原料矿石需经人工检选和初次破碎。 颚式破

13、碎机将原料破碎至20mm左右； 原料输送到下一道破碎环节“对辊破碎机” 进行破碎5mm以下颗粒。 “滚筒筛”将原料进行颗粒筛分，筛分成三种尺寸的颗粒：颗粒，0mm-1mm颗粒，1mm-3mm颗粒，3mm-5mm颗粒。 部分原料通过皮带传输机输送到雷蒙机中进行磨粉，粒度0.088mm混练混练 4种不均匀颗粒按配料及工艺卡片中要求的原料及颗粒比重进行混合，促进颗粒接触和塑化。 需添加：结合剂（石蜡、酚醛树脂或纸浆废液）、添加剂、水，同时要检查所用水是否纯净，化学结合剂配置加入量必须准确，混炼时间必须保证。 同时，化验室对每盘料进行分析，测定料度级别，水分用泥料质量，若测定不合格，不准投入成型。每次

14、混砂控制10-15分钟以内，不能太长，否则会将砂粒磨得太细影响工艺，混料时间太短又无法均匀配比。 耐火材料的成型耐火材料的成型 成型：借助于外力和模型，将某种成型操作的泥料（或混合料）加工成具有一定形状、尺寸和强度的胚体或制品的过程即为成型。 目的：耐火材料砌筑时需要制品具备一定的形状、精确的尺寸和足够的强度，其次，成型也是提高制品理化性能的有效手段，通过成型可以改善制品的组织结构，也利于搬运、烧成等。耐火材料形状的正确性和尺寸的准确性耐火材料形状的正确性和尺寸的准确性形状的正确性和尺寸的准确性对于窑炉砌筑体的严密性具有直接的影响，而砌筑体的严密性在很大程度上决定着砌筑体的使用寿命。砖缝在砌筑

15、体中是最薄弱的和最易损坏的部分，同砖相比较，砖缝的密度和强度要小得多，因此它更容易溶解于渣中，从而削弱整个内衬的抗渣性和热震稳定性。耐火材料的干燥耐火材料的干燥干燥：用蒸发的方法从坯体中排除所含水分的过程。目的：提高坯体机械强度，有利于装窑操作并保证烧成初期能够顺利进行。耐火材料的烧结耐火材料的烧结烧结：将生坯或生料在高温下煅烧成制品或熟料的过程。烧成时发生脱水、分解、化合等物理和化学变化。目的：物料经高温作用，变成具有一定强度和低气孔率，甚至无气孔的致密石状物的工艺过程，使制品具有充分机械强度和其他需要性能。烧成工艺烧成工艺 1、我公司生产厂的隧道窑最高烧成温度达1850，总长110米，共5

16、0个车位，平均每两个小时出一辆车同时进一辆车，一个周期为4天左右。烧成的目的是利用高温作用使砖坯发生脱水、分解、化合等物理和化学变化，最终使其具有一定强度和低气孔率，甚至无气孔的致密石状物的工艺过程，使制品具有充分机械强度和其他需要性能。 2、技术员根据砖型材质，制定烧成温度，烧成温度严格按照烧成工艺卡片中的温度要求执行。对于窑内烧的砖坯尽可能要一个材质的砖，或者烧成温度没有那么大的温差，烧成曲线不易交替变换，否则窑内温度波动大容易造成废品率提高。质检与包装质检与包装 检选： 成品出窑后进行验收，然后必须清扫、打号、盖砖印，每块合格砖必须贴上商标，码垛要整齐。 包装：成品验收后，凭质检员签发的

17、质量证明书，并严格按照合同的要求进行包装。包装时，要轻拿轻放，捆扎要整齐，每个砖种要做好标记，经检验员验收包装合格后，方可出厂。 质量控制和检测质量控制和检测配料混练。确认配方无误，称量准确，加料顺序符合规定，结合剂的种类、浓度、加入量识别确认符合要求，混练时间符合规定。成型。模具是否符合砖型规定的型号和尺寸，成型压力是否恰当，成型操作阿是否规范。干燥。按规定控制干燥温度、干燥时间和干燥速度。烧成。执行热工操作制度和烧成温度、升温速度、烧成气氛、保温时间、装窑方式等。 指标可能出现的问题及分析指标可能出现的问题及分析化学成分(主成分、次成分、杂质)、矿物组成(种类、数量、晶体大小分布、气孔大小分布，液相数量的分布等)不符合预期要求；体积密度、气孔率不