耐火保温材料.docx
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1、1耐火材料在冶金中的地位及作用L定义:耐火材料是指耐火度”580的无机非金属材料,它在一定程度上可以抵抗温度骤变和炉渣侵蚀,并能承受高温荷重。工 作用:耐火材料主要用于工业生产中的高温热工设备和各种窑炉,在冶金工业(钢 铁与有色金属)中所消耗的耐火材料占整个耐火材料消耗量的6070%o而冶金炉 是高温设备、是大量优质耐火材料的主要消耗者。因此,耐火材料在冶金工业占有 重要的地位。冶金炉对耐火材料的要求:耐火度高:10001800/高温结构强度大:高温下荷重不变形/热稳定性好:高温下抵抗温度骤变引起破坏的能力。/抗渣侵蚀能力:抵抗炉内高温下熔融炉渣、金属和炉气等的化学腐蚀。,高温体积稳定:高温下
2、使用,其内部由于晶型转变会产生不可恢复的体积收缩或膨 胀,而造成炉体破坏。因此,要求耐火材料在高温时体积稳定。/外形尺寸规整、公差小:筑炉时砌体要规整、砖缝小,以防止炉体从砖缝处破损, 这就要求耐火材料制品不能有大的扭曲、缺损、熔洞和裂缝等;尺寸公差合乎规定 的要求。耐火材料的分类、组成及性质耐火材料的分类:耐火材料的分类有多种方式。如有按耐火材料的化学矿物组成、耐火材料的 外型尺寸以及耐火材料制造方法等分类;而根据耐火材料的耐火度高低可分为:普通耐火材料耐火度为1580-1770;高级耐火材料耐火度为17702000 ;特级耐火材料 耐火度为2000以上。耐火材料的一般化学矿物组成耐火材料的
3、化学矿物组成是决定耐火材料物理性质和工作性质的基本因 素。1.2.2.1化学组成:耐火材料的化学成分按含量的多少及其作用不同可分为主成分和副成 分。主成分是耐火材料的主体,是影响耐火材料的基本因素。除碳质耐火材料 以外,普通耐火材料的主成分都是氧化物,例如硅砖中的SiOz,粘土质耐火材料中 的SQ和AI2O3,镁砖中的MgO。副成分包括杂质和添加物,其化学成分也是氧化物,如Fe2O3匕0、Na2O 等,它使耐火材料的性能降低,有的具有溶剂作用,即在耐火砖的烧成过程中产生 液相实现烧结。矿物组成主晶相:主晶相是耐火材料中的主体,是熔点较高的结晶体,它在很大程 度上决定耐火材料的性能,可以是一种,
4、也可以是两种。例如,高铝砖中的莫来石 和刚玉,镁砖中的方镁石,都是主晶相。基 质:是填充在主晶相之间的其他不同成分的结晶矿物和非结晶玻璃 相,它的熔点低,起着溶剂作用,例如,镁铝砖的基质是一种称为尖晶石MgO.AI2O3 的结晶成分,依靠它将砖紧紧粘结成整体,因此也称结合相。基质的数量虽少,但 它对耐火材料的性能影响很大,在耐火材料的使用过程中,往往首先从基质局部开 始损坏。耐火材料的物理性质,包括:致密性、热电性、力学性质和外形尺寸 致密性:用气孔率、吸水率、体积密度、真密度和透气率表示(1)气孔率:气孔总体积与耐火材料总体积V的比值总气孔率:总气孔芸匕+匕X100%显气孔体积与耐火材料总体
5、积的比值一一显气孔率显气孔曾等&100%式中:V、14、0、g分别为试样总体积、闭口气孔、开口气孔和贯通气孔的体积,m3吸水率和透气性:耐火材料制品中显气孔吸水重量与耐火材料制品重量的比值,即吸水率=G-+Gx/。%G式中:G一一耐火材料烘干质量,kg;Gi一一耐火材料吸水后质量,kgo耐火制品的透气性是指耐火材料对一定压力的气体的透过程度,用透气率表 示,即在单位压力差的空气作用下,在单位时间内,通过单位厚度和单位面积制品的空气 量。耐火材料的透气性与制品内连通气孔的数量及气体压力有关,一般要求透气性愈小愈 好。(3)体积密度:它是单位体积(含气体体积)耐火材料的质量,用符号p表示。P 与
6、kg Inf3式中:m耐火材料的质量,kgo(4)真密度:它是指耐火材料除去全部气孔后,单位体积的质量,用符号”表示。P= 八/ kgm3y _(V + V2力学性质:(1)常温耐压强度:在常温下单位面积耐火材料所能承受的压力,N-cm-2 ;普通耐火材料10001500 N-cm 2高级耐火材料25003000 Ncm 2(2)高温耐压强度:在高温下单位面积耐火材料所能承受的压力,Mem。(3)耐磨性:抵抗摩擦、冲击作用的能力。(4)抗折强度:耐火材料的常温抗折强度与耐压强度有关,通常常温耐压较高制品, 其常温抗折性能也较好,高温抗折能力强的制品,在高温条件下,对于物料的撞击、磨损、 液态渣
7、的冲刷等,均有较好的抵抗能力。图112给出了几种砖的高温抗折曲线。20.0ffi 1-1-2 几种耐火砖的育温抗折强度曲线1 白云石痔,2高华砖3一叶蜻石痔*4 一 镁痔,5 硅痔$6一锵黄.7煞科转*8一不烧锲铭时,9一直接结合铁牯桔.10一再结合锲结痔(5)弹性模量耐火材料的弹性模量是表征制品抵抗受力变形的能力。耐火制品在弹性极限 内,外力作用产生的应力与应变之比称为弹性模量,即E = N-cm2AL/L式中E一一弹性模量,Ncm-2o制品所承受的应力,Ncm-2 L/L一一制品相对长度的变化,即弹性变量。热、电性质:热膨胀性、导热性、导电性和热容性(1)热膨胀性:热胀冷缩的可逆变化的性质
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