耐火材料.ppt
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1、第四篇第四篇 耐火材料耐火材料第一章第一章 耐火材料基础耐火材料基础第一节第一节 概概 述述一、概念v耐火材料是耐火度不低于1580的材料,一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品。二、主要种类v1.按化学成分分为v(1)氧化硅质(以氧化硅为主包括硅砖和石英玻璃);v(2)氧化铝质(以氧化铝和氧化硅为主又分为半硅质、粘土质和高铝质);v(3)氧化镁质(又分为镁砖、镁铝砖、镁硅砖、镁钙砖、镁铬砖和镁碳砖);v2.按矿物成分v(1)白云石质MgCa(CO3)2v(2)橄榄石质(Mg2SiO4)v(3)尖晶石质(Fe2MgO4)v(4)碳质(石墨制品)v(5)含锆质(氧化锆+莫来石+刚玉)v(6
2、)特殊耐火材料(碳化物、氮化物、硼化物)v3.按制造方法分为:v块状耐火材料;v不定形耐火材料;v烧制耐火材料;v熔铸耐火材料;v4.按耐火度分为:v普通(15801770);v高级(17702000);v特级(大于2000);v5.按化学性质分为:v酸性耐火材料;v中性耐火材料;v碱性耐火材料;v6.按标准和尺寸分为:v标准砖;v异型砖;v管形材;v耐火器皿;v7.按使用场合:v冶金用;v水泥窑用;v玻璃窑用;v陶瓷窑用;v锅炉用。三、耐火材料的组成v1化学成分:主成分、杂质成分(有害)和外加组分(有益);v2.物相组成:主晶相、次晶相和基质。第二节第二节 耐火材料的性质耐火材料的性质一、耐
3、火材料的宏观性质v1气孔:开孔、闭孔和贯通孔;v2气孔率:体积百分比v真气孔率Pt=(Vc+Vo)/Vb100%v闭气孔率Pc=Vc/Vb100%v显气孔率Pa=Vo/Vb100%vVc-闭孔体积;Vo-开孔+贯通孔;Vb-材料总体积vPt=Pc+Pav3密度(g/cm3)v体积密度d=M/Vv视密度或表观密度da=M/(Vc+Vt)v真密度dt=M/VtvVc-闭孔体积;Vt-除气孔外的材料体积;V-总体积;M质量v4吸水率(%)v是指全部显气孔被水填满时,水的质量与干燥材料的质量之比。vWa=(M-Mo)/Mo100%vWa吸水率;M吸水后质量;Mo吸水前质量二、耐火材料的力学性质v1常温
4、耐压强度S=P/AP材料破坏时的最大压力;A受压面积v2高温耐压强度在高于10001200条件下,单位面积所承受的最大压力。v3抗折强度(抗弯强度、断裂模量)材料单位面积所承受的极限弯曲应力。v4耐磨性材料抗机械磨损作用的能力。三、耐火材料的热学及电学性质v1热膨胀性包括线膨胀系数和体积膨胀系数;v2导热性导热系数;v3比热容常压下加热一公斤材料使之升高1所需要的热量(kJ)v4导电性电阻率。碳质和碳化硅质材料为导体,一般耐火材料为不良导体,但温度大于1000时导电性明显提高,熔融时导电能力很强。四、耐火材料的使用性质v1耐火度材料在高温作用下达到软化程度时的温度。v2荷重软化温度普通材料加恒
5、压0.2N/mm2下,升温测其软化温度。v3高温体积稳定性材料重烧线变化率和体积变化率。v4耐热震性(抗热震性)极限温差。v5抗渣性材料在高温下抵抗熔渣及其它熔融液侵蚀而不易损毁的性能。v6.耐真空性材料在真空和高温下服役时的耐久性,因高温减压时耐火材料中有些组分极易挥发。第三节第三节 耐火材料的生产过程耐火材料的生产过程v原料加工配料混炼(成型)干燥烧成(熔制)(成型)检验成品v即耐火材料的生产过程与陶瓷或玻璃的生产过程相似。第二章第二章 耐火材料各论耐火材料各论第一节第一节 硅质耐火材料硅质耐火材料为典型的酸性耐火材料。一、二氧化硅的相变v不同晶型之间的转变称为迟钝型转变,如:石英鳞石英方
6、英石。是不可逆的。v同一晶型之间的转变称为快速型转变,如:石英石英石英。是可逆的。二、硅砖的生产v以天然SiO2质岩石为原料,要求杂质组分(Al2O3、TiO2、碱金属氧化物)含量小于2%。v生产工艺与陶瓷相似。三、硅砖的性质和使用v1SiO293%,鳞石英:30%70%,方英石:20%80%,石英:3%15%,玻璃相:4%14%。v2真密度小于2.38g/cm3,体积密度:1.801.95g/cm3.v3使用性质:耐火度16901730,掺杂时16201670,耐酸性高,抗热震性很差,850冷水两次。主要用在玻璃窑。第二节第二节 硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料以氧化铝和氧化硅为主,Al2O
7、3:30%46%。一、粘土质耐火材料v1原料:耐火粘土(高岭土、铝土矿等)v2生产:似陶瓷v3性质及应用:耐火度15801770,高温耐压强度大于58.8Mpa(10001200),荷重软化温度12501400,高温体积稳定小于1%,抗热震性好1100水冷50次以上,抗渣性好。v4应用:主要用于炼刚炉。二、高铝质耐火材料vAl2O3大于48%。原料和生产与粘土质耐火材料相似。v性质:耐火度17702000,荷重软化温度大于1400,导热性好,抗热震性较差850水冷30次以上,抗渣性好。v应用:为最广泛的一种,用于冶金、建材、陶瓷、电力锅炉等。其用作电炉顶寿命比硅砖高25倍。第三节第三节 镁质耐
8、火材料镁质耐火材料为典型的碱性耐火材料。种类较多。一、氧化镁砖v1种类v各种镁砖:Mg-Si、Mg-Ca、Mg-Al、Mg-Cr、Mg-C等。v2组成v方镁石、镁方铁矿、镁尖晶石、镁硅酸盐(橄榄石、辉石)等。v3原料v主要为菱镁矿。v4生产v首先将菱镁矿煅烧(1000轻烧,1400以上重烧)制得氧化镁。将氧化镁粉碎后加入添加剂和结合剂,混合后成型、煅烧即制得镁砖。v5性质v耐火度 大于1920,荷重软化温度 大于1500,抗热震性1100冷水大于25次,抗碱性好,最高使用温度大于1600。v6应用v用于各种炉衬,特别是碱性环境。二、白云石质耐火材料v以CaO和MgO为主要成分的耐火材料。v1种
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