《耐火材料基本知识》PPT课件.ppt

1、一，耐火材料基本常识 二，镁碳砖的基础知识 三，菱镁矿的基础知识 四，石墨的基础知识 五，不定形耐火材料基础知识 六，电炉用耐火材料简介,1，耐火材料的概念 2，耐火材料的用途 3，耐火材料的分类 4，耐火材料的性能,一，耐火材料常识,1，耐火材料的概念,耐火材料是指在高温环境下能满足使用要求的无机非金属材料。国际标准化组织规定其耐火度不低于1580 耐火度不低于1580的无机非金属材料。 。（耐火材料必须是无机非金属材料，有机的不行，金属也不行，如钨，铂等很多金属能耐高温，但不是耐火材料）,2，耐火材料的用途,耐火材料当然是用在需要耐高温的地方（窑和炉）。钢铁行业，有色金属行业、建材工业、石

2、油化工工业、机械行业等。主要是钢铁行业，消耗整个耐火材料的6070%。 钢铁行业的焦炉、高炉、热风炉、冲天炉、混铁炉、铁水包、转炉、电炉、钢包等； 有色金属行业的炼铝炉、炼铜炉、炼铅炉、炼锌炉、炼镍炉等； 建材工业的水泥窑、玻璃窑、石灰窑、陶瓷烧成窑等； 其它工业的石油工业炉、化工工业炉、蒸汽锅炉、耐火砖烧成窑、废物焚烧炉。,3，耐火材料的分类,（1），按化学特性分类 （2），按矿物组成分类 （3），按耐火度分类 （4），按成型工艺分类 （5），按烧制方法分类 （6），按气孔率分类 （7），按形状尺寸分类,A, 酸性耐火材料，以二氧化硅为主要成份的 耐火材料，主要指硅砖和锆石英砖。 能耐酸性熔

3、渣的侵蚀。 B ,碱性耐火材料：以氧化镁、氧化钙为主要 成份的耐火材料，主要指镁砖、镁铝砖、镁铬砖、白云石砖等。 对碱性渣有较强的抗侵蚀能力。 C, 中性耐火材料：以三氧化二铝、三氧化二铬和碳为主的耐火材料，如刚玉砖、高铝砖、碳砖等。 对酸性和碱性渣都有较强的抗侵蚀能力。,（1），按化学特性分类,（2），按矿物组成分类,A，硅质制品（硅砖） B，硅酸铝质制品（粘土砖、半硅砖、高铝砖） C，镁质制品（镁砖、镁铬砖、镁碳砖等） D，白云石质制品（白云石砖） E，铬质制品（铬砖、铬镁砖） F，碳质制品（碳砖、石墨制品、碳化硅制品） G，锆质制品（锆英石砖） H，特殊制品（纯氧化物制品、碳化物、硼化物

4、等）,（3），按耐火度分类,A， 15801770 普通耐火材料 B， 17702000 高级耐火材料 C， 2000 特级耐火材料,（4），按成型工艺分类,A， 天然岩石 B， 泥浆浇注成型耐火材料 C， 可塑成型耐火材料 D，半干成型耐火材料 E， 捣打成型耐火材料 F， 熔铸产品,（5），按烧制方法分类,A， 不烧砖 B， 烧成砖 C， 不定形耐火材料,（6），按气孔率分类,特致密制品AP3% 高致密制品3%10% 致密制品10%16% 烧结制品16%20% 普通制品20%30% 轻质制品45%85% 超轻质制品85%,（7），按形状尺寸分类,标型制品 普型制品 异型制品 特型制品 超特

5、型制品,4，耐火材料的性能,a.结构性能 气孔率（开口气孔与贯通气孔体积之和占制品总体积的百分比） 吸水率（全部开口气孔所吸的水的质量与干燥试样的质量之比） 透气度 体积密度（制品干重与总体积之比） 真比重（干燥材料质量与其不包括气孔体积即真体积之比） b.热学性能 热膨胀性 热导率（单位温度梯度下，通过材料单位面积的热流速率） 比热容（常压下加热1公斤样品使之升温1所需的热量）,C.力学性能 耐压强度（常温和高温耐压强度） 抗折强度（常温和高温抗折强度） 粘结强度 高温蠕变性 d.使用性能 耐火度 荷重软化温度 重烧线变化 抗热震性 抗渣性 抗氧化性 抗水化性,结构性能,热学性能,力学性能,

6、使用性能,二，镁碳砖的基础知识,1，镁碳砖的概念 2，镁碳砖的用途 3，镁碳砖的生产工艺流程 4，镁碳砖的常用指标 5，镁碳砖的国家标准 6，常用镁碳砖砖型,1，镁碳砖的概念,镁碳砖： 是以镁砂和石墨为主要原料，以树脂为结合剂而制成的不烧砖。 镁碳砖最早由日本在20世纪70年代初期发展起来的一种新型耐火材料。中国是在70年代末期研究开发出镁碳砖。,2，镁碳砖的用途,镁碳砖主要是用在炼钢工业上。 炼钢的简单示意： 高炉熔化 铁矿石 铁水 转炉 （生铁） 钢包（精炼炉） 浇注成钢材 废钢 电炉 （平炉） （ 钢和铁的概念：C含量的不同，2%以上的铁碳合金叫生铁，2%以下C含量的铁碳合金叫钢 。炼钢

7、的过程是将生铁中的C脱掉的过程。） 镁碳砖是用在转炉、电炉、钢包或精炼炉上。,3，镁碳砖的生产流程,破碎 配料 混练 成型 热处理 包装 破碎的目的：在于将块状原料制备成具有一定颗粒组成的颗粒和细粉，以 便使不同组成的粉料配制及混合均匀。 配料的目的：以保证制品的化学和物理指标符合要求 混练的目的：使料中成份和性质均匀，并有利于成型 成型的目的：获得符合要求形状和尺寸及体积密度的砖坯。 热处理的目的：使结合剂固化，水分排除，增加砖的机械强度，利于搬运 和运输。 包装的目的： 产品的防护（防水、防潮、防破损），适合运输方式和吊装方式的要求。 商务上的需要（唛头） 增值的过程（如某些食品的包装）

8、广告宣传作用（包装上印刷联系方式）,4，镁碳砖的常用指标要求,化学指标：SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、 CaO、 MgO、 C 物理指标：气孔率、体积密度 常温耐压强度 高温抗折强度 外观及尺寸：尺寸偏差、扭曲、裂纹、相对边差、层裂、缺边 掉角、麻面、飞边,5，中国的镁碳砖行业标准（YB/T4074-91）,（原冶金部标准） 将镁碳砖按C含量的不同分为三类： 10%C 14%C 18%C 又根据理化指标不同将每类分为三个牌号： A、B、C 得到9种标准的镁碳砖： MT10A、MT10B、MT10C MT14A、MT14B、MT14C MT18、MT18B、MT18C,镁碳砖的理化指标

9、（YB/T4074-91）,7，镁碳砖常用砖型,（1），砖的基本形状 a.直形（straight)（如30/0、 4P0等）,砖的基本形状,b.侧楔形（Arch, SA, 刀形）（如4P12）,c. 宽楔形（key, EA ) 如20/8、50/36等,砖的基本形状,d. 竖楔形（wedge形，斧形）,砖的基本形状,e. SU形（semi-universal) 如SU645,砖的基本形状,f. 异形、其它非标准形。,砖的基本形状,（2），镁碳砖几种常见砖型代号及意义,P系列 Key系列 Minikey系列 SU系列 日本LW系列 美国砖型,P系列砖,基本形状：侧楔形（7P为竖楔形，0稍度为直形

10、） 砖形的表示法：第1部分为1位数字（表示宽度） 第二部分为字母P (表示形状） 第三部分为1或2位数字（表示稍度） 如4P12、5P8、3P0、2P10 砖的尺寸： 长度250mm 宽度有7种：1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 90124 155 187 220 250 280 稍度大头厚度小头厚度 （1P、2P为等中间125mm,3P7P为等中间100mm) 用途：钢包砖（最重要的尺寸为250mm),Minikey形 (迷你Key),基本形状：宽楔形（0稍度为直形） 砖形的表示法：第1部分为1位或2位数字（表示长度） 第2部分为1或2位数字（表示稍度） 1、2部分之间用“/”分开

11、如：4/12、5/8、6/0、7/30 、20/8 砖的尺寸： 长度：1位数字表示时为英寸。2位数字表示时cm.（通常长度250mm) 厚度：100mm 稍度大头宽度小头宽度（等中间150mm) 用途：钢包砖（最重要的尺寸为厚度方向100mm),Key形,基本形状：宽楔形（0稍度为直形） 砖形的表示法：第1部分为2位数字（表示长度） 第2部分为1或2位或3位数字（表示稍度） 1、2部分之间用“/”分开 如：35/8、55/36、60/0、77/60 、80/120 砖的尺寸： 长度：2位数字表示时cm.（通常长度为2501000mm，每50mm一个间隔) 厚度：100mm 稍度大头宽度小头宽度

12、（等中间150mm) 用途：转炉砖和电炉砖（最重要的尺寸为厚度方向100mm),SU形,基本形状：SU形 砖形的表示法： 第1部分为SU（表示形状） 第2部分为1位数字（表示宽度） 第3部分为2位数字（表示砌满一环砖的块数，可计算出短边长度） 如：SU645、SU730、SU860 砖的尺寸： 长度：长边固定为209.55mm(8.25”),短边可根据型号计算出。 厚度：100mm (4”) 弧半径：177.8mm (7”) 宽度：3、4、5、6、7、8、9 用途：钢包砖（最重要的尺寸为厚度方向100mm，弧度),美国的砖型,表示法：长度宽度厚度 如：9 6 3 -直形 9 41/2(3-2)

13、 -侧楔形 常见长度为：8、9、12、13.5、15、18、21 通常厚度为3 美国的SU形砖与标准的外形一样，只是厚度有两种：一种是 3（76.2mm),一种是4(100mm), 如：SU6453SU7304,日本LW砖型,基本形状：侧楔形（LW25与LW28系列为竖楔形，0稍度为直形） 砖形的表示法：第1部分为LW（表示形状） 第二部分为2位数字(表示宽度） 第三部分为1数字（表示稍度） 如LW131、LW150、LW182、LW280 砖的尺寸： 长度为固定230mm 宽度有7种：13 15 18 20 23 25 28 (mm) 130150 180 200 230 250 280 稍

14、度大头厚度小头厚度 LW砖型为等大头80mm，稍度有0、1、2三种，表示小头厚度分别为 80mm、70mm、60mm. 用途：钢包砖（最重要的尺寸为230mm),三，菱镁矿的基础知识,镁碳砖的主要原料是镁砂，镁砂是由菱镁矿经过煅烧或电熔方式制成的。所以，了解一些菱镁矿的知识对我们来说是很有必要的。 就菱镁矿来说，我们国家不仅是一个资源大国，而且是一个生产大国。世界上菱镁矿储量的2/3集中在中国，产量的1/2由我国提供。 菱镁矿是一种镁的碳酸盐，化学式为碳酸镁MgCO3。 菱镁矿加热到640以上时，开始分解成MgO和CO2。 在7001000煅烧时，二氧化碳没有完全逸出，成为一种粉末状物质，称为

15、轻烧镁，（也叫苛性镁，煅烧镁、-镁，俗名苦土）。 在14001800煅烧时，二氧化碳完全逸出，得到氧化镁致密块体，叫重烧镁（也叫硬烧镁、死烧镁、-镁、僵烧镁） 在25003000煅烧（此时已为熔融状态），得到电熔镁。,菱镁矿矿业简史,1800年，在国外首先发现了镁的碳酸盐，1808年命名为菱镁矿，1867年前后第一次作为耐火材料使用。中国的菱镁矿是在1913年首先发现于辽宁省盖县转子山，19141924年，先后有20多名日本人对营口、海城、辽阳等矿床进行地质调查。1935年又对山东掖县的菱镁矿做了调查。 从1913年（距今90年）发现盖县的菱镁矿开始，经过3年时间的调查，于1917年日本人首先

16、对我国的菱镁矿进行开采，1918年日本人成立了满铁矿业株式会社，并在大石桥建立烧结工厂及硬烧镁矿的焙烧炉2座，轻烧镁矿的反射炉5座（原辽镁大耐厂）。1941年，日本人又在山东省掖县设立“阜康公司炼厂”，对山东的镁资源进行掠夺，到1945年，日本人在中国掠夺开采的菱镁矿至少在800万吨以上。 新中国成立后，鞍山钢铁公司于1950年对大石桥菱镁矿恢复建设。80年代冶金工业部成立了辽宁镁矿公司，成为当时世界最大的生产菱镁矿产品企业。,菱镁矿资源状况,从全世界的菱镁矿资源来看，中国的储量最多，约占世界储量的70%。其次是俄罗斯、朝鲜、土耳其。（中俄朝土） 我国的菱镁矿主要分布在辽、鲁、藏、新、甘、 川

17、、冀、皖、青等9个省区，其中辽宁占全国总储量的85%以上，其次是山东省，占10%。 大石桥到海城一带，是中国最大也是世界著名的菱镁矿产地，占全国总储量的84%。(约占世界储量的60%) 但是长期一来，我们国家的菱镁矿产业一直是处于“一等的原料、二等的加工、三等的产品、四等的价格”的状态，最近几年稍有好转。今后对于菱镁矿来说，充分利用我国的资源优势，引进先进技术和设备、提高产品质量，发展高档镁砂，增加产品品种，是必然方向。,四，石墨的基础知识,石墨是生产镁碳砖的另一种主要原料。 石墨的化学成份是C。 1，石墨的主要特性 1） 耐高温性：石墨的熔点为3850，沸点为 4250，热膨胀系数也很小。石

18、墨的强度随 温度升高而加强，在2000时，石墨的强度提高一倍。 2），导电导热性， 3），润滑性 4），化学稳定性 5），可塑性 6），抗热震性,2，石墨的主要用途： 耐火材料：除镁碳砖外，还可用来生产石墨坩埚、碳砖等 导电材料：电极、电刷、等 耐磨材料：在许多机械设备中，用石墨做耐磨和润滑材料 耐腐蚀材料：用于石油化工工业，制造管道、器皿，可耐 各种腐 蚀性气体的腐蚀 密封材料：输送腐蚀性气体和液体设备的活塞环垫圈密封圈等 隔热、耐高温、防辐射材料：用于核反应堆、火箭、导弹上 另外，石墨还是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石的原料。,3，石墨的矿业简史： 中国发现和利用石墨的历史悠久。早

19、在3000多年前的商代就有用石墨书写的文字。20世纪初期，用石墨制造电池和铅笔的技术传入我国，当时称“电煤”和“笔铅”的石墨，开始用于近代工业，推动了中国石墨采掘业的发展。目前,我们国家的石墨产量约占世界产量的50%，居于首位，同时，产品质量、粒度分级、及粉碎加工方法达世界先进水平。,4，石墨的资源状况： 石墨分为晶质石墨和隐晶质石墨两种，晶质石墨是我们常说的鳞片石墨，其形状象鱼鳞。隐晶质石墨又叫土状石墨或无定形石墨。世界上众多国家有石墨矿产，但具有一定规模可供工业利用的矿床并不多。晶质石墨主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国家，隐晶质石墨主要分布在印度、韩国、墨西哥和奥地利

20、等国。多数国家只产一种石墨，只有中国等四五个国家晶质石墨和隐晶质石墨都有产出。 中国的石墨储量居世界第一位，分布在22个省。晶质石墨集中于黑龙江省、四川省、山东省、河南省、内蒙古等（此五省占全国的89%，黑龙江为晶质石墨储量之冠，占全国的64%）；隐晶质石墨集中在湖南省、吉林省、广东省、陕西省（此四省占全国隐晶质石墨保有储量的99%，仅湖南省占全国的75%）。 镁碳砖所使用的主要是晶质石墨，也就是鳞片石墨。我国已利用的晶质石墨矿产地主要分布在黑龙江、山东、和内蒙。,五，不定形耐火材料基本知识,一、定义、分类、特点 二、原材料及其要求,1，定义：不定形耐火材料是由颗粒料和一种或多种结合剂组成的混合料（这种混合料既可以是致密的，也可以是隔热的。隔热混合料制备和烘干后的试样，测定其气孔不低于45%），有的以交货状态直接使用，有的加一种或几种合适的液体调配后使用。,耐火骨料：0.088mm，主体骨架，决定性能及应用。 耐火粉料：0.088mm，胶结/填充/改善作业； 结合剂：使耐火骨料和