耐火材料
第三章硅酸铝质耐火材料
1、硅酸铝质耐火材料的概念：以SiO2和Al2O3为基本化学组成的耐火材料。
2、分类：类别Al2O3 含量（%）主晶相
半硅砖15~30 莫来石、方石英
粘土砖30~48 莫来石
高铝砖48~90 III等：48~65 莫来石
II等：65~75 莫来石、刚玉
I等：＞75 刚玉、莫来石
刚玉砖＞90 刚玉
3、半硅质制品中含有一定数量的酸性物质，故呈半酸性。
4、硅酸铝质耐火材料是应用最广泛的耐火材料，在冶金、建材、石化、机械制造、动力等工业都有广泛的应用。
5、粘土质耐火材料是采用天然耐火粘土为原料，将大部分耐火粘土预先煅烧为熟料，然后与另一部分生粘土配合制成的Al2O3含量为30~48%的耐火材料。
6、粘土质耐火材料从生产工艺上大致可分为两类：
少熟料粘土砖：熟料配比较小，结合（生）粘土配比较大（约25~50%）
多熟料粘土砖：熟料配比较大，结合（生）粘土配比较小（约10~20%）
7、提高粘土砖高温性能的措施
粘土砖的耐火度波动于1580~1770℃，热震稳定性较好，但荷重软化温度较低，原因是不具网络骨架结构，玻璃相含量较多。
1. 降低粘土原料的杂质（尤其是碱金属氧化物）含量。
2. 适当提高烧成温度，使制品具有致密结构。
3. 采用高铝基质（Al2O3/SiO2≈2.55）组成特征的配料
4. 采用多熟料配料及混合细磨措施。
8、高铝质制品系指Al2O3含量在48%以上的耐火材料。
1、按制品的Al2O3含量分：
I 等高铝砖：＞75%
II 等高铝砖：65 ~ 75
III 等高铝砖：48 ~ 65
2、按制品的矿物组成分：
低莫来石质高铝制品●莫来石质高铝制品●莫来石—刚玉质制品●刚玉—莫来石质制品●刚玉质高铝制品
9、高铝矾土原料
一、化学矿物组成
主要化学组成：Al2O3、SiO2。其中Al2O3波动于45~80%。
主要杂质组成：Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O。总含量为2.5~6.0%。
10、高铝矾土在加热过程中的化学变化
高铝矾土在加热过程中的化学变化是其中各种矿物加热变化的综合反映。其烧结过程大致可分为三个阶段：（1）分解阶段（400~1200℃左右）
在该阶段，铝矾土中的水铝石和高岭石在400度左右开始脱水，700-——800度完成。（二）、二次莫来石化阶段（1200~1500℃左右）
“二次莫来石化过程”系指由高岭石莫来石化后析出的SiO2，与水铝石分解后形成的α-Al2O3反应形成莫来石相的过程。
（3）重结晶阶段（始于二次莫来石化趋于完成时，止于烧结结束）
该阶段的物理变化表现为：莫来石和刚玉晶体发育长大；气孔缩小、逐渐消失；料块逐渐致密并烧结，吸水率迅速降低。
11、影响高铝矾土烧结的因素（重点！）
影响铝矾土烧结的因素主要是二次莫来石化过程和液相的数量及组成。
（1）二次莫来石化过程
二次莫来石化过程对铝矾土的烧结影响很大。实验表明，II 级矾土煅烧时最难烧结，其烧结温度与特级矾土相当（1600~1700 ℃）。其原因在于：
a). II 级矾土中的Al2O3含量恰好处于莫来石的理论组成附近（65~75%），铝硅比Al2O3/SiO2≈2.55，因此烧结过程中生成的莫来石量最大，二次莫来石化过程最长，产生的体积膨胀最大，使得烧结困难。
b). 在II级矾土矿物组成中，高岭石和水铝石接近于各占约50%（51.5/48.5），其组织结构最不均匀，含有许多结构致密、大小不等且分布不均的球状或椭球状体，这使得II级矾土的二次莫来石化过程结束的温度最高
总之，促进矾土的二次莫来石化是保证其充分烧结的重要前提，而矾土的烧结则始于其二次莫来石化过程结束的温度。因此，矾土的煅烧温度一般控制为超过其二次莫来石化完成温度大约100~200℃.
（2）液相的数量与组成情况
A. 液相的存在既有助于二次莫来石化的进行，也会促进重结晶过程。
B、在高温作用下，液相将晶粒拉紧在一起并填充晶粒间的空隙，降低料块中的气孔率，促进烧结过程的完成。
C、K2O、Na2O含量增多时，将增加液相量、降低其粘度，结果将明显降低矾土的烧结温度，使烧结范围变窄。
实验结果表明，在矾土煅烧时，杂质中的K2O、Na2O全部进入玻璃相。CaO、MgO大部分进入玻璃相。而Fe2O3、TiO2在特级和I 级矾土中，由于含量高，进入玻璃相较多；但在II 级矾土中，进入结晶相形成固溶体较多。
12、矾土熟料的质量控制：1、化学组成2、烧结程度（吸水率、体积密度等）
13、配料：不同质量等级的熟料适当配合使用，有利于改善其基质组成。且这样混合配料时应以邻级原料混配为宜，Al2O3含量高的熟料以细粉加入为宜。
14、颗粒级配：一般也采用“粗、中、细”三级配合，并遵循“两头大、中间小”的原则，以求获得最大的生坯密度。
15、高铝制品属于中性耐火材料；耐火度较高（＞1770 ℃）；荷重软化温度＞1550 ℃；但抗热震稳定性较差，不如粘土砖。
硅线石族高铝质耐火材料
1、概念：系指采用硅线石族原料生产的高铝质耐火材料。
2、硅线石族原料有三种：蓝晶石、硅线石、红柱石，俗称“三石”。它们化学组成相同(Al2O3·SiO2，Al2O3：62.92%；SiO2：37.08%)，但结构不同。蓝晶石属三斜晶系，后两者属斜方晶系。“三石”加热到1300℃以后，均不可逆地转化为莫来石。“三石”的莫来石化过程同样伴随有一定的体积膨胀，因此，“三石”原料在某些收缩较大的材料生产中，有时用作膨胀剂。
莫来石质耐火材料
1、
概念、莫来石质耐火材料系指以合成莫来石为主要原料制成的、以莫来石为主晶相的耐火材料。
2、分类
A、烧结莫来石制品：以合成莫来石为骨料、以莫来石细粉（或白刚玉细粉、石英细粉）及高纯度粘土等为基质，经高温烧成得到的莫来石质制品。
B、熔铸莫来石制品：以高铝矾土或工业氧化铝、粘土或石英进行配料，经熔融、浇铸、退火处理而成的莫来石质制品。
3、烧结法合成莫来石的工艺因素是原料的纯度、原料的细度、煅烧温度。
a). 煅烧温度：一般在1200℃左右即开始形成，到1650 ℃时反应完成。
B、配合料的细度：主要影响合成莫来石的烧结温度。烧结法合成莫来石主要依靠Al2O与SiO2间的固相反应来完成，提高原料的细度，无疑将加速莫来石的合成速率，以及合成莫来石的烧结程度。
c). 原料的纯度：少量杂质的存在即可降低合成料中莫来石的含量。实验证明，危害最大的是R2O，它们在高温下可促使莫来石分解，融入玻璃相。
刚玉质耐火材料
1、概念：Al2O3含量＞90%的高铝制品。
2、依生产工艺分为两类：烧结氧化铝、电熔刚玉。
3、原料预烧：烧结氧化铝制品所用的原料是工业氧化铝（γ-Al2O3）。由于γ-Al2O3 ——α-Al2O3伴有较大的体积效应（≈15%），因此，需要对原料γ-Al2O3进行预烧（1350~1600℃）。
4、硼酸的加入作用有三：①加速γ-Al2O3 向α-Al2O3 转化并促进烧结过程，即缩短预烧时间；②降低预烧温度；③提高原料纯度——原料中的有害杂质Na2O将与H3BO3作用，生成挥发性化合物硼酸钠逸出。
5、再结合烧结刚玉制品
概念：以烧结氧化铝（即烧结刚玉）为骨料，以刚玉细粉为基质进行配料，经成型、干燥、烧结而成。主要分两种：高纯烧结刚玉制品、普通烧结刚玉制品。
6、“烧结刚玉制品”与“再结合烧结刚玉制品”的区别：前者配料中大部分是刚玉细粉，由细粉成型的坯体经高温烧结。后者是“刚玉颗粒+细粉”配料，配料中大部分是颗粒料，颗粒间经高温煅烧后产生再结合。显然，后者的烧成温度要高于前者。
7、再结合电熔刚玉制品
概念：以电熔刚玉颗粒为骨料，以电熔刚玉细粉或烧结刚玉细粉为基质进行配料，并经成型、干燥、烧结而成。
生产工艺要点:
1）保证刚玉原料的纯度。采用电熔棕刚玉为原料时，需将棕刚玉熔块砸碎后拣选，除去其中夹带的硅铁合金或其他杂质成分。白刚玉也要拣出成片状结晶的高铝酸钠（Na2O·11Al2O3），以及其他低熔物
2）采取多级配料，减少中间颗粒，适当增加细粉量。
3）混合均匀，控制加水量（约3~4%）。
4）高压成型，保证生坯成型密度。
4）高温烧成，确保制品烧结。电熔刚玉制品的纯度高，烧结困难，需要在1800℃以上烧成
第四章硅质耐火材料
1、概念：硅质耐火材料是指以SiO2为主要化学组成的耐火材料
2、分类：包括普通硅砖、特种硅砖、石英玻璃及其制品。
3、硅质制品属典型的酸性耐火材料，抗酸性渣侵蚀能力强，易受碱性渣强烈侵蚀。荷重软化温度高，接近于鳞石英、方石英的熔点（1670℃、1710℃）。但耐火度较低，热震稳定性差。
4、硅砖矿物组成中，要求有大量鳞石英存在，而不希望有残余石英和方石英存在，尤其是残余石英。原因在于：
1）鳞石英可在砖体结构中形成由矛头状双晶构成的相互交错网络结构，赋予制品较高的荷软温度及机械强度。
2）鳞石英各变体之间发生晶型转变时，引起的体积效应最小（0.40%），故具有较好的体积稳定性。
虽然方石英的熔点最高（1713℃）（鳞石英1670 ℃，石英1600 ℃），其量增多有利于提高制品的耐火度，但从体积稳定性看，方石英在晶型转变时，引起的体积变化最大（2.8%）。残余石英在制品于高温下使用时，会继续发生晶型转变，产生较大的体积膨胀，导致制品结构松散
所以，一般希望烧成的硅砖中有尽可能多的鳞石英存在，其次是方石英，残余石英越少越好。
5、硅砖生产中矿化剂的作用及影响其效能的因素
（一）矿化剂的作用
1. 在高温下促使石英转变为鳞石英和方石英，而又不显著降低制品的耐火度。
2. 防止砖坯烧成时因发生急剧体积效应而产生的松散和开裂——矿化剂的存在导致一定量液相的形成，从而缓冲砖坯因体积变化而产生的内应力。
（二）矿化剂的作用机理
三）影响矿化剂效能的因素
主要包括矿化剂的种类（性质），以及因其而形成的液相的性质
1、矿化剂种类
矿化剂与石英作用形成液相的温度越低，则矿化剂的作用越强，越有利于亚稳
方石英向鳞石英转化。
2. 高温下液相的粘度、对石英和方石英的润湿溶解能力。粘度小、润湿
溶解能力大的矿化作用强。
3、高温下液相被SiO2饱和的难易程度，即液相的析晶能力。
6、硅砖生产中矿化剂的选择
矿化剂的选择原则是，既要考虑其矿化作用的强弱，还需考虑原料的配料，以及矿化剂对制品性能的综合影响。
7、广泛采用的矿化剂是“CaO(石灰乳)+FeO/Fe2O3(铁鳞)”因为：
1. 该系统的始熔温度较低
2. CaO既有足够的矿化作用，又对硅砖的耐火度降低不大。
3、. CaO可以改善坯料的结合性和可塑性，使砖坯具有足够的干燥强度。——因为Ca(OH)2是一种气硬性胶凝性物质。
4. 氧化铁的加入可以显著降低液相出现的温度及其粘度，既提高鳞石英的生成量，
又可缓解内热应力，减小制品的开裂。
第五章氧化镁—氧化钙系耐火材料
1.概念：系指以MgO、CaO为主要成分或二者兼有的耐火材料。
性能特点：强碱性耐火材料。耐火度高，抗碱性渣及铁渣侵蚀的能力强。
2、分类：镁质耐火材料、钙质耐火材料、白云石质耐火材料、含碳镁质耐火材料
第六章尖晶石耐火材料
1、概念：系指以尖晶石类矿物为主要耐火相组成的耐火材料
2、性能特点：属于中性或弱碱性耐火材料。耐火度高，抗渣性好、抗热震性好。
3、分类：按原料及其组成分为：铬砖，铬镁砖，镁铬砖，镁铝尖晶石砖等耐火材料。
4、铬尖晶石质耐火材料
定义;以铬尖晶石（或其固溶体）和方镁石为主要矿物组成的一类中性或弱碱性耐火材料，包括铬砖、铬镁砖和镁铬砖
铬砖：以铬矿为主要原料生产而得。
铬镁砖、镁铬砖：以铬矿和烧结镁砂为主要原料生产而得
纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料特点及用途
纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料特点及用途 万景材料科技QQ：41 特殊及新型耐火材料是在传统陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的一种新型耐高温无机材料。其中，特殊耐火材料也称高温陶瓷材料。它以高纯度、高熔点的无机非金属材料（如纳米二氧化锆VK-R30N）为基本组分，采用高温陶瓷工艺或其他特殊工艺制成，具有纯度高、熔点高、高温结构强度大、化学稳定性和热稳定性好等特性。特殊耐火材料可分为纯氧化物耐火材料（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）、难熔化合物和高温复合材料三类。新型耐火材料主要是指近年发展起来的由氧化物和非氧化物复合而成的兼备氧化物和非氧化物特性的耐火材料。 相对于这些普通耐火材料而言，特殊耐火材料，如用杭州万景新材料有限公司生产的纳米二氧化锆VK-R30N烧结，可提高材料硬度、韧性、强度、表面光滑性、玉质感强提高强度达到20%以上并具有如下几个特点： (1) 特殊耐火材料的大多数材质的组成已经超出了硅酸盐的范围，纯度高，一般的纯度均在95%以上，特殊要求的在99%以上。所用的原料几乎都是化学方法提纯的化工料，而极少直接引用矿物原料。这些材质的熔点都在1728℃以上。 (2) 特殊耐火材料的制造工艺不局限于干压法，除了应用传统的注浆法、可塑法等成型工艺外，还采用了诸如等静压、热压注气相沉积、化学蒸镀、热压、熔炼、等离子喷涂、轧膜、爆炸等成型新工艺，并且成型用的原料大多采用微粒级的细粉料。 (3) 特殊耐火材料成型以后的各种坯体需要在很高温度下和在各种气氛环境中烧成，烧成温度一般均在1600-2000℃，甚至更高。烧成设备除了烧成普通耐火材料用的高温倒焰窑和高温隧道窑外，还经常使用各种各样的电炉，如电阻炉、电弧炉、感应炉等。这些烧成设备可以提供不同坯体烧成所需的气氛环境和温度。如氧化性气氛、还原性气氛、中性气氛、惰性气氛、真空等。某些特殊电炉的温度可高达3000℃以上。 (4) 特殊耐火材料的制品（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）更加丰富。它不仅可以制成像普通耐火材料那样的砖、棒、罐等厚实制品，也可以制成像传统陶瓷那样的管、板、片、坩埚等薄型制品，还可以制成中空的球状制品、高度分散的不定型制品、透明或不透明制品、柔软如丝的纤维及纤维制品、各种宝石般的单晶、以及硬度仅次于金刚石的超硬制品。纳米二氧化锆VK-R30N烧结制品是以纯度大于99.99%的氧化锆(ZrO2)为原料，用高温陶瓷工艺方法或其他特殊工艺方法制成的耐火材料。 杭州万景新材料有限公司出产的耐火材料专用纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm）比表面积大，活性高，可促进耐火材料的烧结，增加致密性，且热导系数小(1000℃, 2.09W/m·℃)，线膨胀系数大(25-1500℃，9.4×10-6/℃)，高温结构强度高，1000℃时耐压强度可达1200-1400MPa。导电性好，具有负的电阻温度系数，电阻率1000℃时104Ω·cm，1700℃时6-7Ω·cm 。化学稳定性好，2000℃以下对多种熔融金属、硅酸盐、玻璃等不起作用。苛性碱、碳酸盐和各种酸(浓硫酸和氢氟酸除外)的溶液与纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm） 纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料用途： 二氧化锆坩埚用于熔炼铂、铑、铱等贵重金属及合金。氧化锆砖用于2000℃以上的高温炉衬。氧化锆不被熔融铁所润湿，可用作盛钢捅、流钢槽的内衬和连铸的水口材料。氧化锆棒体可作为发热元件，用于氧化气氛下2000-2200℃的高温炉。氧化锆固体电解质可作为快速测定钢液、铜液及炉气中氧含量的测氧探头及高温燃料电池的隔膜等。此外，稳定氧化锆可用作火焰喷涂或等离子喷涂料。
耐火材料的发展历程
一、耐火材料的起源 古代、中世纪、文艺复兴时代的耐火材料，工业革命前后高炉、焦炉、热风炉用耐火材料，近代后期新型耐火材料及其制造工艺，现代耐火材料制造技术及主要技术进步，以及对未来耐火材料发展的展望，耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。 耐火材料的三大发展阶段 东汉时期（公元25～220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。 20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维（用于1600℃以上的工业窑炉）。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。 50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料 二、耐火材料在中国的发展 20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐耐火材料冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了
应用。在中国有许多工厂生产耐火材料产品。中国有丰富的资源，也正因为这方面的原因，各大外国投资商也来到国内一展身手，展露头角。 在中国的东北部，是耐火材料供应商极其丰茂的地区，导致其他国外投资商对其的出口低价格产生了质疑，从而在2003年由欧盟提出对中国耐火材料新产品的反倾销，限制了产品对欧盟的出口。2006年中国为保护原材料资源的大量流失，对部分行业进行了减免出品退税，以此极大地限制产品的出口。但这并不能在很大程度上限制一些国外的品牌销售，因为它们拥有几十甚至上百年的销售生产经验，并极大地占有了市场，也创立了它们在各大洲的品牌效应。 三、发展具有综合技术水平的耐火材料产业 综合技术水平的耐火材料产业，不仅指生产出的耐火材料产品具备质量好、环保、轻质等优质特点，同时也指生产耐火材料的匹配设备具有寿命长、性能好、产量高等优质特点。综合技术水平的评定因素，涉及耐火产品和生产设备等一整套工艺流程，以及高水平的产品研发、监督管理人员等因素，这些因素综合评估的结果决定了耐火材料产业的综合技术水平。 此外，耐火材料整体承包企业还必须对钢铁企业要拥有一定的耐火材料新产品开发和质量改进的自主权，方可以根据钢企高温设备不同部位对耐火材料侵蚀损坏的差异，依靠企业技术优势对不同部
北京科技大学+耐火材料期末复习
基质：基质是耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。 主晶相：主晶相是指构成耐火制品结构的主体且熔点较高的晶相 耐火度：耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。 显微结构：在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的关系，称为显微结构。 陶瓷结合：又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 直接结合：指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅镁酸盐相产生结合。 混练：使两种以上不均匀的物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称混炼。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程；液相起到促进烧结和降低烧结温度的作用。 低水泥浇注料：由水泥带入的CaO含量一般在1.0-2.5%之间的反絮凝浇注料。 热硬性结合剂：热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低，而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 水硬性结合剂：水硬性结合剂是必须同水进行反应并在潮湿介质中养护才可逐渐凝结硬化的结合剂 气硬性结合剂：气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化而具有相当高强度的结合剂 减水剂：保持浇注料流动值基本不变的条件下，可显著降低拌和用水量的物质称为减水剂弹性后效：坯体压制时，外部压力被内部弹性力所均衡，当外力取消时，内部弹性力被释放出来，引起坯体膨胀的作用称为弹性后效 荷重软化点：以压缩0.6%时的变形温度作为被测材料的荷重软化温度，即荷重软化点 镁碳砖：镁碳砖是以烧结镁砂或电熔镁砂为主要原料，并加入适量的石墨和含碳质有机结合剂而制成的镁质制品。 电熔镁砂：由天然菱镁矿、水镁石、轻烧镁砂或烧结镁砂在电弧炉中高温熔融而成的镁质原料 矿化剂：加入耐火材料中，在烧成过程中能促进其他物质转变或结晶的少量物质。 防氧化剂：含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化，被称为防氧化剂 可塑性: 物料受外力作用后发生变形而不破裂，在所施加使其变形的外力撤除后，变形的形态仍保留而不恢复原状，这种性质称为可塑性。 熔铸莫来石制品:由高铝矾土或工业氧化铝、粘土或硅石进行配料,在电弧炉内熔融，再浇铸成型及退火制成的耐火制品称为熔铸莫来石制品。 再结晶碳化硅制品:再结晶碳化硅制品是一种无结合物的碳化硅制品，它是在不加入结合剂的条件下，靠碳化硅晶粒的再结晶作用制成的。 水玻璃的模数:氧化硅与氧化钠的分子比称为水玻璃的模数。 捣打料:以粉粒状耐火物料与结合剂组成的松散状耐火材料称为捣打料。 耐火泥:耐火泥也叫铝酸盐水泥，是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约为50%的熟料,再磨制成的水硬性胶凝材料。
新型防火材料的研究
新型防火材料的研究 摘要：随着人们对消防安全问题的逐步重视，防火材料的研发与应用自然成为消防安全的关键。本文提出了防火材料的重要性，并对市面常见的复合防火材料、高分子防火材料和轻质无机防火材料的特点及应用进行了简单的介绍。 关键词：防火材料；复合防火材料；高分子防火材料；轻质无机防火材料 abstract: with the people to fire safety problems of attention gradually, fire materials research and development and application of natural as fire safety of the key. this paper puts forward the fire materials, and the importance of the common market composite fire materials, polymer fire materials and lightweight inorganic fire materials features and application of a simple introduction. keywords: fire materials; composite fire materials; polymer fire materials; light inorganic fire materials 中图分类号：tu545 文献标识码：a 文章编号： 随着现代建筑向高层化发展和室内装修的多样化，这些都对现代建筑材料的防火性能提出更高的要求。更关键的是，高层、超高层建筑物中人员十分集中，一旦发生火灾，逃生的难度极大。所有这
垃圾焚烧炉用耐火材料的使用现状及发展趋势
摘要：简要地介绍了垃圾焚烧炉的结构、特征和使用技术，阐述了焚烧炉用耐火材料的种类、性能及其使用效果，并指出焚烧炉用耐火材料今后的发展方向。 关键词：垃圾焚烧炉；耐火材料；现状与发展 随着世界人口的不断增加和经济的高速发展，城市垃圾和工业废物的数量急剧增多。垃圾的存在不仅占用大量的空间，而且对地球环境造成严重污染，危害人类和动植物的环境。因而城市垃圾和产业废弃物的处理是一个亟待解决的问题。 目前，世界各国为实现“综合的垃圾经济”所做的努力越来越多，这一概念的主要内容是避免产生垃圾和重新利用垃圾。西方一些国家对垃圾处理所做的努力取得了显著成绩，研究开发了各种处理垃圾的方法：生物处理、热处理以及生物处理和热处理相结合。比较研究各种垃圾处理的方法后表明，目前还没有哪一种技术能够代替焚烧法，该法具有减容量大、处理及时、无害化程度高且可以回收热能等一系列优点而倍受关注，已成为发达国家处理垃圾的主要方式。 为适应环保产业的日益发展，满足焚烧炉的需要，世界各国开发使用了各种优质耐火材料，并取得了显著的使用效果，因而继续研究开发性能优异的耐火材料已成为当务之举。 1垃圾焚烧炉的类型和特点 常见的焚烧炉有：间歇式焚烧炉、炉箅式焚烧炉、CAO焚烧系统、流化床式焚烧炉、回转炉式焚烧炉等。图1是垃圾焚烧设备的流程图。 图1垃圾焚烧设备流程图 1.平台； 2.垃圾装入门； 3.垃圾坑； 4.垃圾吊车； 5.垃圾料斗； 6.焚烧炉； 7.锅炉； 8.反应塔； 9.除尘装置；10.抽风机；11.烟囱；12.强制鼓风机；13.蒸汽式空气预热器；14.运灰机； 15.磁选机；16.灰坑；17.灰吊车；18.金属运送机；19.金属坑；20.除尘粉尘运送机；21.反应塔下粉尘运送机；22.集中粉尘运送机；23.飞灰处理装置；24.飞灰坑；25.防止白烟用鼓风机；26.蒸汽式空气加热器；27.垃圾污水槽；28.垃圾水中间槽；29.高压蒸汽储汽器； 30.蒸汽汽轮机；31.中央控制室；32.控制传感器室；33.受电变电室；34.锅炉副机室；35.闸门操作室 间歇式焚烧炉 间歇式焚烧炉一般分为小型炉和大型炉，目前使用的焚烧炉多半是小型炉，一次性投入垃圾，焚烧结束后，再次投入垃圾，日处理垃圾量在25t以下，一般按规定的时间出灰。炉下部设有炉箅、气体冷却、废气排出和送风装置；若是大型炉，常设有垃圾投入和排灰装置。无论是大型炉还是小型炉，其特点为：结构简单，建设费用少、使用时间长；但气体量和气体温度波动大，热量有效利用差，灰份残渣多等。 炉箅式焚烧炉 炉箅式焚烧炉也称炉排式焚烧炉，是一种连续式焚烧炉，因其优良的使用性能而逐渐取代了间歇式焚烧炉。目前城市垃圾焚烧炉大多数为这种焚烧炉(约占70%)，其日处理量为80-200t,大型炉为300-600t。炉箅式焚烧炉底部设有多段炉算，炉箅上堆放用料斗供给的垃圾，在移动炉箅的同时，在其下部吹入燃烧空气，进行干燥、燃烧。炉箅式焚烧炉的特点是：炉身高大，造价较高；只有一个燃烧室，对进入炉内的垃圾不必分选、破碎；固体垃圾在炉内停留约1-3h，气体停留约几秒种；垃圾的表层温度为800℃，烟气温度为800-1000℃；要求炉排耐高温、耐腐蚀、机械性能好。 为减少焚烧炉产生的有害气体(如二恶英、NO、NO2、CO等)，日本钢管公司采用NKK技术开发了双回流炉箅式焚烧炉，使来自副烟道的还原性气体与主烟道的燃烧气体进行再燃烧，从而抑制NOx气体的发生，促进燃气的完全燃烧，减少二恶英的发生。
耐火材料的发展历史
耐火材料的发展历史,研究现状，发展趋势，资源的回收与利用 时间： 2010-10-10 来源：国炬高温科技点击： 587 次 中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期（公元25～220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维（用于160 耐火材料 0℃以上的工业窑炉）。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料，例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。 耐火材料-分类分为普通和特种耐火材料两大类。普通耐火材料按化学特性分为酸性、 耐火材料 中性和碱性。特种耐火材料按组成分为高温氧化物、难熔化合物和高温复合材料此外,按照耐火度强弱可分为普通耐火制品(1580～1770℃)、高级耐火制品(1770～2000℃)和特级耐火制品（2000℃以上）。按照制品的外形可分为块状（标准砖、异形砖等）、特种形状（坩埚、匣钵、管子等）、纤维状(硅酸铝质、氧化锆质和碳化硼质等)和不定形状（耐火泥、浇灌料和捣打料等）。按照烧结工艺分为烧结制品、熔铸制品、熔融喷吹制品等。 耐火材料-主要品种在普通和特种耐火材料中，常用的品种主要有以下几种： 酸性耐火材料 耐火材料 用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93％以上SiO2的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，它的荷重软化温度很高，接近其耐火度，重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30％～46％氧化铝，它以耐火粘土为主要原料，耐火度1580～1770℃，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料，对酸性炉渣有抗蚀性，用途广泛，是目前生产量最大的一类耐火材料。 中性耐火材料 高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚 耐火材料 玉，刚玉的含量随着氧化铝含量的增加而增高，含氧化铝95％以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。铬砖主要以铬矿为原料制成的，主晶相是铬铁矿。它对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性差，高温荷重变形温度较低。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好，主要用作碱性平炉顶砖。 碳质制品是另一类中性耐火材料，根据含碳原料的成分和制品的矿物组成，分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。碳砖是用高品位的石油焦为原料，加焦油、沥青作粘合剂，在1300℃隔绝空气条件下烧成。石墨制品(除天然石墨外)用碳质材料在电炉中经2500～2800℃石墨化处理制得。碳化硅制品则以碳化硅为原料，加粘土、氧化硅等粘结剂在1350～1400℃烧成。也可以将碳化硅加硅粉在电炉中氮气氛下制成氮化硅－碳化硅制品。
耐火材料的发展历史
1. 耐火材料的发展历史,研究现状，发展趋势，资源的回收与利用 时间：2010-10-10来源：国炬高温科技点击：587次 1.1. 概述 中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期(公元25～220)已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维(用于1600℃以上的工业窑炉)。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料，例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。 耐火材料-分类分为普通和特种耐火材料两大类。普通耐火材料按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。特种耐火材料按组成分为高温氧化物、难熔化合物和高温复合材料此外,按照耐火度强弱可分为普通耐火制品(1580～1770℃)、高级耐火制品(1770～2000℃)和特级耐火制品(2000℃以上)。按照制品的外形可分为块状(标准砖、异形砖等)、特种形状(坩埚、匣钵、管子等)、纤维状(硅酸铝质、氧化锆质和碳化硼质等)和不定形状(耐火泥、浇灌料和捣打料等)。按照烧结工艺分为烧结制品、熔铸制品、熔融喷吹制品等。 耐火材料-主要品种在普通和特种耐火材料中，常用的品种主要有以下几种： 酸性耐火材料 中性耐火材料 碱性耐火材料 用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，它的荷重软化温度很高，接近其耐火度，重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30％～46％氧化铝，它以耐火粘土为主要原料，耐火度1580～1770℃，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料，对酸性炉渣有抗蚀性，用途广泛，是目前生产量最大的一类耐火材料。 高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚玉，刚玉的含量随着氧化铝含量
耐火材料学
耐火材料学 1、耐火材料定义：耐火材料为物理与化学性质适宜于在高温下使用的非金属材料，但不排除某些产品可含有一定量的金属材料。 2、耐火材料按性质分类为酸性、碱性、中性耐火材料。 3、耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、闭口（封闭）气孔。 真密度：带有气孔的干燥材料的质量与其真体积之比值。 显气孔率：带有气孔的材料中所有开口气孔体积与其总体积之比。 吸水率：带有气孔的材料中所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥材料质量之比。4、耐火材料的强度包括耐压强度与抗折强度。耐火材料的耐压强度是单位面积上所能承受而不破坏的极限载荷；耐火材料的抗折强度是指将规定尺寸的长方体试样在三点弯曲装置上能够承受的最大应力。 5、热膨胀系数：耐火材料的热膨胀系数通常是指平均热膨胀系数，即从室温升至试验温度，温度每升高1℃试样长度的相对变化率。线膨胀系数：有时也称为线弹性系数，指温度每变化1℃材料长度变化的百分率。 6、耐火材料的使用性质： ①耐火度：耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。 ②高温蠕变：耐火材料在一定的压力下随时间的变化为产生的等温变形称为耐火材料的高温蠕变或者压蠕变。 ③耐火材料的高温体积稳定性。重烧线变化是指试样在加热到一定的温度保温一段时间后，冷却到室温后所产生的残余膨胀或收缩。 ④耐火材料的抗热震性。其测试方法是加热—冷却法，将一定的试样直接放入已经达到规定温度的炉内保温达到规定的时间后，迅速从炉中取出，在水等介质中或空气中淬冷。 7、耐火材料的抗渣性：耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的性能称为抗渣蚀性能。 8、渣向耐火材料中的渗透： ①通过开口气孔与裂纹向耐火材料内部渗透。 ②通过晶界向耐火材料内部渗透。 ③渣中的离子进入到构成耐火材料的氧化物中，通过晶格扩散进入耐火材料中。 以上三种方式通过气孔与裂纹的渗透是最大的。 9、实验室最常用的抗渣性试验方法为坩埚法。其优点是简单易行，可以在同一个炉子中进行多个坩埚的抗渣性试验；缺点是：耐火材料试样静止不动，试样周围的侵蚀介质（熔渣）变化小，很容易达到饱和状态，在耐火材料内部不存在温度梯度。 10、耐火材料配方设计： ①化学与相组成的设计。②颗粒组成的设计。 11、耐火材料泥料颗粒组成设计原则： ①临界粒度的确定。②最紧密堆积原理。 ③结构、性能与生产过程的综合考虑。 12、硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。根据Al2O3含量的高低，硅酸铝质耐火材料又可分为：半硅质耐火材料，Al2O3含量为15%~30%；黏土质耐火材料，Al2O3含量为30%~45%；高铝质耐火材料，Al2O3含量大于45%。氧化铝质耐火材料是Al2O3含量在95%以上的耐火材料。 13 莫来石—高硅氧玻璃复合材料：在Al2O3·—SiO2系材料的低铝区域，存在于耐火材料中的主要相成分为莫来石，方石英及玻璃相。由于方石英的存在这类制品的抗热震性差。如果将方解石融入玻璃相中，不仅可以消除因方石英的相转变而导致的抗热震性差，而且可以获得SiO2含量高的玻璃相。生产莫来石—高硅氧玻璃复合材料有两种方法（1）直接将黏土等
新型镁质耐火材料的生产技术
本技术是有关于新型镁质耐火材料，其组分及各组分的质量份数为镁砂粉2030份、硅微粉510份、氧化铬15份、氧化钛13份、氧化锆25份、碳化硅0.51份。借由上述技术方案，本技术一种新型镁质耐火材料在碱性环境下耐火度高、使用寿命长，采用该材料制备而成的镁砖能耐2000℃以上的高温。 权利要求书 1.新型镁质耐火材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为镁砂粉20-30份、硅微粉5-10份、氧化铬1-5份、氧化钛1-3份、氧化锆2-5份、碳化硅0.5-1份。 2.根据权利要求1所述的新型镁质耐火材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为镁砂粉20份、硅微粉5份、氧化铬1份、氧化钛1份、氧化锆2份、碳化硅0.5份。 3.根据权利要求1所述的新型镁质耐火材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为镁砂粉30份、硅微粉10份、氧化铬5份、氧化钛3份、氧化锆5份、碳化硅1份。 技术说明书 新型镁质耐火材料 技术领域 本技术属于耐火材料技术领域，特别是涉及一种新型镁质耐火材料。 背景技术
耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。 耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。其中镁质耐火材料是一种优质碱性耐火材料，具有多种优良的使用性能，因此备受消费者青睐。但现有的镁质耐火材料能够承载的温度有限且使用寿命短，亟待改进。 技术内容 本技术的目的在于，提出一种能够适用于碱性环境且使用寿命长的高温新型镁质耐火材料，从而更加适于实用。 本技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本技术提出的一种新型镁质耐火材料，其组分及各组分的质量份数为镁砂粉20-30份、硅微粉5-10份、氧化铬1-5份、氧化钛1-3份、氧化锆2-5份、碳化硅0.5-1份。 本技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来进一步实现。 前述的新型镁质耐火材料，其组分及各组分的质量份数为镁砂粉20份、硅微粉5份、氧化铬1份、氧化钛1份、氧化锆2份、碳化硅0.5份。 前述的新型镁质耐火材料，其组分及各组分的质量份数为镁砂粉25份、硅微粉13份、氧化铬3份、氧化钛2份、氧化锆3份、碳化硅0.8份。 前述的新型镁质耐火材料，其组分及各组分的质量份数为镁砂粉30份、硅微粉10份、氧化铬
耐火材料的发展趋势和新技术
本科课程论文 题目：耐火材料的发展趋势和新技术 学院: 材料与冶金学院 专业: 无机非金属材料工程 学号: 2009021280 学生姓名: 指导教师: 日期: 2012.12.26
摘要 作为现代工业窑炉不可或缺的耐火保温材料，硅酸铝纤维在倡导节能高效的今天显得尤为重要。传统硅酸铝纤维材料主要以定形制品如板、毡、毯为主，受到强度及施工条件的限制，不能广泛的应用于需满足一定强度和施工条件较为复杂的窑炉部位。 本文概述了近年来定型和不定型耐火材料的总体发展趋势和新技术，为耐火材料的研究和使用提供参考。
目录 1 耐火材料的总体发展趋势 (1) 2 定型耐火材料的发展趋势和新技术 (2) 2.1 定形耐火材料的发展趋势 (2) 2.2 定形耐火材料新技术 (2) 3 不定形耐火材料的发展趋势和新技术 (3) 3.1 不定形耐火材料的发展趋势 (3) 3.2 不定形耐火材料新技术 (4) 4 纤维浇注料的强度研究 (5) 4.1 硅酸铝纤维的基本性能 (6) 4.2 骨料对纤维浇注料强度的影响 (8) 4.3 基质对纤维浇注料强度的影响 (9) 4.5 硅酸铝纤维的导热性研究 (12) 5 硅酸铝纤维施工方式的研究 (13) 5.1 模块结构及层铺结构 (13) 5.2 纤维喷涂结构 (13) 6 课题的提出 (13) 参考文献 (14)
1 耐火材料的总体发展趋势 近年来，随着冶炼技术和钢铁工业的快速发展，耐火材料也实现了一系列重大技术变革，正逐步由依赖于天然原料、大批量生产的原始制品群向以多品种、小批量、人工原料、开发和设计等为原则的精密、高级制品系列转变，即由古典耐火材料向多样化的新型耐火材料转变。这些表征着近年来耐火材料总体发展趋势的变革，概括起来可以归结为以下几点: （1）高纯度化 在各国的耐火原料中，那些纯度较低的天然原料，由于所含大量杂质的不良影响和使用性能的不足，其用量正日趋减少，如硅石、粘土等。相应地，那些杂质少、性能优异的高纯度天然原料或经过提纯的天然原料，如锆英石、石墨等，用量正日趋增加。同时，电焙镁石、碳化硅、尖晶石等人工合成原料的开发和应用，也日益受到各研究和应用部门的关注与重视。 （２）致密化 由于使用过程中，对耐火制品的强度和高温性能的要求越来越高，耐火制品，特别是耐火砖，正走向致密化、长尺寸、大型化的方向发展。相应地，高压成型、高温烧成技术也在不断发展。 （３）精密化 随着冶炼技术和钢铁等工业的发展，耐火制品的形状日趋复杂，性能要求也日趋精细。因而，各国耐火材料的配比、性能和生产工艺的设计，甚至施工技术都日趋精密化。其中，连铸用耐火材料是精密化趋势最为集中最为突出的代表；同时还在朝着功能化的方向发展。 （４）含碳耐火材料不断普及 由于炭素材料具有吸收高温下因高强度、热膨胀或急剧温度变化而产生的应力，能防止熔融金属或炉渣浸润的特性，含碳耐火材料在各国都得到了相当程度的普及和应用，而且正在不断发展，其典型代表是镁碳砖、镁钙碳砖。 （５）氧化物与非氧化物复合材料的开发 70 年代后期以来，世界耐火材料发展的一个突出成就是碳结合耐火材料的兴起和迅速发展，如镁碳砖、镁钙碳砖、铝碳材料、铝锆碳材料等。然而，碳结合材料的弱点是抗氧化性和强度较低。综合考虑高温性能，可以发展成为具有优良高温性能的高技术耐火制品，可用于条件复杂、苛刻的特定高温部位的氧化物与非氧化物复合材料的开发，成为耐火材料近年来和今后的又一发展方向。其中，氧化物包括氧化铝、锆刚玉、莫来石、氧化锆、锆英石、氧化镁等；非氧化物包括碳化硅、氮化硼、赛隆、硼化锆等。氧化物与非氧化物复合材料，有直接结合、反应结合和碳结合等不同的工业途径。近年来的开发研究结果表明，与碳结合材
耐火材料的热学性质
耐火材料的热学性质 耐火材料的热学性质有热膨胀、热导率、热容、温度传导性，此外还有热辐射性。 3.1 耐火材料的热膨胀 耐火材料的热膨胀是其体积或长度随温度升高而增大的物理性质。原因是材料中的原子受热激发的非谐性振动使原子的间距增大而产生的长度或体积膨胀。衡量耐火材料的热膨胀性能的技术指标有热膨胀率、热膨胀系数。 3.1.1 热膨胀率 热膨胀率也称线膨胀率，物理意义：是试样在一定的温度区间的长度相对变化率。测定出热膨胀率，才能计算出热膨胀系数。 线膨胀率=[（L T-L0）/L0]×100% 式中：L T、L0—分别为试样在温度T、T0时的长度，（mm）。 3.1.2 热膨胀系数 热膨胀系数有平均线膨胀系数α、真实线膨胀系数αT，体膨胀系数β。以后除特别说明外，热膨胀系数一般指的是平均线膨胀系数。线膨胀系数物理意义：在一定温度区间，温度升高1℃，试样长度的相对变化率。 热膨胀系数α=（L T－L0）/ L0（T－T0）=ΔL/ L0ΔT 式中：T、T0—分别为测试终了温度、测试初始温度，（℃）。 体热膨胀系数β=ΔV/V0ΔT 式中：V0—为试样在初始温度T0时的体积，（mm3）。 真实热膨胀系数αT=dL/LdT 式中；L—为试样在某温度时的长度，（mm）。 如线膨胀系数数值很小，则体膨胀系数约等于线膨胀系数的3倍。对于各向同性晶体，体膨胀系数β≈3α；对于各向异性晶体，体膨胀系数等于各晶轴方向的线膨胀系数只和，即β≌αa+αb+αc。 影响材料热膨胀系数的因素有：化学矿物组成、晶体结构类型和键强等。 ①化学矿物组成的影响：含有多晶转变的制品，热膨胀系数的变化不均匀，在相变点会发生突变，例如硅质制品和氧化锆制品；材料中含有较多低熔液相或挥发性成分时，热膨胀系数α在相应的温度区域也发生较大的变化。 ②晶体结构类型的影响：结构紧密的晶体热膨胀系数较大、无定型的玻璃热膨胀系数较
耐火材料工艺学试题-(2006)
2003级《耐火材料工艺学》试题 考生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿ 考生注意：第一题“填空”和第二题“判断题”的答案，请直接写在卷面上。 一、填空（每题2分） 1 耐火材料是指＿＿＿＿＿＿不低于＿＿＿＿的无机非金属材料，其性能主要取决于＿＿＿＿组成和＿＿＿＿组成； 2显气孔率是指制品中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的比值； 3耐火材料的热膨胀、热导率是指其＿＿学方面的物理性质，一般情况下，晶体结构对称性愈强，热膨胀率愈＿＿，晶体结构愈复杂，热导率愈＿＿； 4 为了使硅砖中大量形成鳞石英，通常采用的矿化剂有＿＿＿＿、＿＿＿＿。 5硅酸铝质耐火材料是以＿＿和＿＿为基本化学组成的耐火材料，我国高铝矾土原料的主要矿物组成是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中＿＿等矾土熟料比＿＿等矾土熟料难烧结； 6天然产的无水硅酸铝原料“三石”是指＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，其加热膨胀效应最大的：＿＿＿＿＿＿； 7镁碳砖的主要原料是＿＿＿＿和＿＿＿＿以及＿＿＿＿＿＿＿＿结合剂，铝碳质制品主要应用于连铸系统的“三大件”，也即＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿； 8 主晶相是指决定耐火材料性质的主要矿相，直接结合指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的结合，陶瓷结合指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的结合，镁砖的主晶相是＿＿＿＿＿＿，镁铝砖（Al2O35-10%）的主晶相是＿＿＿＿＿＿； 9 不定形耐火材料通常是指原料经混合后不需机压＿＿＿＿和高温＿＿＿＿的散状料和预制块。根据美国材料测试标准，普通水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，低水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，超低水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，无水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%；
国内外耐火材料的现状以及发展
国内外耐火材料的现状以及发展 摘要：耐火材料是高温工业不可缺少的基础材料，其主要用户如钢铁、水泥、玻璃、有色金属等行业。为了满足节能降耗和环保方面的要求，需要新型的耐火材料的发展。本文是对国内外耐火材料的现状及发展的一个简述。 Abstract: Refractory material is essential basic materials in high temperature industrial. Its main users such as Steel, cement, glass, non-ferrous metal industry, etc. In order to meet the energy consumption and environmental protection requirement, our need meet new type refractory material. This paper is to domestic and international refractory material of the present situation and the development of a briefly reviewed. 关键词：耐火材料产业新型耐火材料结构型功能型 1.我国耐火材料产业现状 耐火材料是高温工业不可缺少的基础材料。钢铁、有色、建材、化工、机械等国民经济重要支柱产业的发展都与耐火材料的发展进步息息相关，耐火材料工业的发展已经成为国民经济发展的基础条件之一。高温工业，尤其是冶金工业的快速发展，带动了我国耐火材料工业的迅猛发展，这不仅体现在我国耐火材料产量第一、消耗第一，还体现在我国耐火材料技术水平也已经实现了全面提升。我国是耐火材料生产大国，产量在全球遥遥领先。 我国耐火材料产业面临的问题 耐火材料企业规模小、装备差 在我国改革开放的大形势下，一个品种由很多企业同时生产，形成低水平重复的局面。
中南大学耐火材料考试重点题目
耐火材料问题 热工设备对耐火材料的要求 答：（1）.耐火度: 在无荷重时抵抗高温而不熔融的性能，耐火度仅仅代表耐火材料开始熔融软化到一定程度时的温度。 （2）. 苛重软化温度: 在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度。 （3）.热震稳定性：耐火制品抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能 （4）.高温体积温度性：耐火材料在高温下长期使用，其外形体积保持稳定不发生变化（收缩或膨胀）的性能，称为高温体积稳定性。 （5）抗渣性 （6）其它：耐磨性、高温蠕变性、高温抗折强度、导热性、透气性、导电性 分类：（工艺和材质二选一） 按化学矿物组成分 硅酸铝质、硅质、含镁系（1.镁质2.白云石质3.镁橄榄石质4.铬镁）、含碳系（1.碳砖2.石墨制品3.碳化硅制品）、特种耐火材料（1.高温陶瓷材料2.金属陶瓷材料3.轻质耐火材料4.散状耐火材料） 按制品成型方法分类 浇注制品（含泥浆浇注制品）、可塑成型制品、干法成型制品、捣固成型制品、热塑压制成型制品、热压制品、熔融浇注制品、锯成制品 镁硅粘土砖的矿物组成 答：MgO ≥84.0% SiO2 5~11% CaO ≤ 2.5% 灼减≤0.5% 体密≥3.51g/cm3 耐火材料的定义 耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料。 耐火材料的发展方向 （1）、高纯化、致密化、精密化、不定形化、理性化 （2）、国内高端耐火材料性能提高的关键：观念更新、理性分析、设备更新与改造、管理水平的提高、人员素质的提高 不定形耐火材料的定义和分类，以及工艺和材质 由具有一定粒度级配的耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂混合而成的耐火材料，又称散状耐火材料。 按工艺特性可分为浇注料、可塑料、捣打料、喷射料、投射料、耐火泥、耐火涂料等。它的颗粒及细粉可由任何材质的耐火物料组成，并可按原料材质分为：硅质耐火材料、黏土质耐火材料、高铝质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、铬质耐火材料等。结合剂的种类很多，如各种水泥，无机盐类(水玻璃、硫酸盐、磷酸盐等)和有机物(焦油沥青、酚醛树脂等)，也可以按此进行分类和命名。制造不定形耐火材料的方法。有捣打成型、振动成型和喷投成型等。 耐火材料的显微组织结构及结构对性质的影响 答：显微组织结构：（1）.硅酸盐相结合物胶结晶体颗粒；（2）.晶体颗粒直接交错结合成结晶网。
耐火材料未来发展前景展望
耐火材料相关行业钢铁工业、有色金属行业、水泥行业、玻璃行业、陶瓷行业、石化行业、电力行业 耐火材料属无机非金属材料学科，其产品主要应用于冶金、建材、有色、化工、机械、电力等高温工业生产过程中，是高温工业不可缺少的重要基础材料。在国民经济建设，特别是高温工业发展中有着不可替代的重要作用。 中国耐火材料工业健康发展、不断壮大，生产规模已多年居世界第一位。我国规模以上耐火材料生产企业已有2000家，分布在除西藏以外的各省、直辖市、自治区，形成了完整的耐火材料工业体系。2007年，我国耐火材料制品生产总量达4182.39万吨，是1979年的2.84倍。特别应该指出的是，2007年我国耐火制品的年进口量仅占国内耐材总需求量的0.5%左右，这足以证明我国耐火材料产品已完全能够满足国内工业的需要，并可替代进口耐火材料产品。 2004-2009年间，耐火材料行业产值增速高于产量增速，这其中已折射出耐火材料行业的技术进步，行业正向以高技术含量、高附加值为目标的产品结构升级。2010年，全国耐火制品产量2808.06万吨，其中致密定型耐火制品1698.92万吨，隔热耐火制品64.40万吨，不定形耐火制品1044.74万吨。2010年，全国耐火材料进口量、仅占国内耐火材料需求量的0.012%，足以证明国内耐火材料产品的数量、品种和质量等可以满足国内高温工业生产运行和技术发展的需要。 随着我国经济实力的整体提高，中国在世界耐火材料行业的地位也在不断提高，目前我国耐火材料工业所生产的产品品种和总量，不仅满足了国内高温工业生产、发展的需求，而且产品遍及东南亚多国和美洲、欧盟、俄罗斯等150个国家（地区）。 新型绿色环保和节能降耗耐火材料将成为未来耐火材料行业发展的主要趋势，不定形耐火材料、无铬耐火材料、新型绝热耐火材料受益于产业发展政策，将成为未来迅速发展的主要产品。目前不定形耐火材料占比仅为33%，到2020年这一比例将达到60%以上，因此新型耐火材料未来仍有较大成长空间。 在中国耐火材料行业协会第六次会员代表大会上，田学光会长在报告中分析了我国耐火材料工业面临的形势与任务，摘要整理如下，供我省耐火材料企业参考：“十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放，加快转变经济发展方式的攻坚时期，我国耐火材料工业的发展，既面临难得的历史机遇，也将面对诸多风险和挑战。国际形势：从全球局势看，国际环境总体上对我国工业发展有利。但与过去的十年相比，我国工业发展的国际环境将逐渐趋紧。首先是全球经济可能进入低速增长期，在后金融危机时期，世界经济将在一定时段内处于低速增长。其次是全球供需结构会发生明显变化，现在一些主要经济体国家纷纷谋划经济结构深度调整，谋求以先进制造业为核心的再工业化，希望振兴制造业，扩大出口。而新兴经济体和发展中国家也在加速发展具有自身比较优势的产业和技术。我国传统优势产业将面临更加激烈的国际竟争。再次是国际贸易环境不容乐观，金融危机加剧了贸易保护，贸易保护主义色彩日渐浓厚，贸易摩擦明显增加，世界贸易环境日趋复杂，国际贸易总量将呈下降趋势。国内形势：随着国家积极的财政政策和稳健的货币政策的施行，我国耐火材料工业面临的风险和挑战也显而易见。一是以大规模基础设施建设为主的超常规固定资产投资已转入下行减速通道，国内经济增速将有所降低。总体固定资产投资增速的大幅回落，对钢铁、水泥、玻璃等产业的需求就会下降，进而对耐火材料的市场也必然产生影响。二是货币政策由适度宽松转为稳健，原燃材料价格可能继续上涨，实体经济生产要素成本将呈逐步上升趋势，行业生产经营的利润空间也会受到挤压。三是资源环境约束将进一步趋紧。随着政府对资源、能源和环境管理力度的加强，对耐材工业生产的制约日益明显，全行业节能降耗，治污减排的任务十分繁重。部分耐火原料资源紧张的形势在短期内也难以缓解。行
耐火材料的应用介绍与发展前景
耐火材料的应用介绍与发展前景 炼钢系统包括转炉、电炉、炉外精炼炉、钢包和中间包等设备。在电炉中，干式振动料、预制或现浇炉盖或炉盖：三角区等部位，均获得较好使用效果;在转炉和电炉中，损毁时一般采用耐火喷涂料进行修补，其方法有手工投补，湿式、干式或火焰喷涂和溅渣护炉等。在转炉中，普遍采用溅渣护炉技术，炉龄能达到一万次以上;炉外精炼炉种类较多，RH法和DH法脱气装置的插入管衬体，一般用高铝质耐火浇注料浇成整体，使用寿命为20~80次。钢包和中间包是炼钢炉的重要附属设备，也是消耗耐火材料最多的热工设备。过去，钢包一般用粘土耐火砖、高铝耐火砖、半硅砖和蜡石砖等烧成砖砌筑，使用寿命为10~70次。当采用钢包吹炼或连续铸锭时，因出钢铁温度高和停留时间长等原因，致使包龄急剧下降。所以，各国对包衬材质开发十分重视，也取得了显著进展。鞍钢转炉用200t钢包，用铝镁浇注料和自流料筑衬，包龄分别为95次和80次左右;宝钢转炉用300t钢包，用高纯铝镁浇注料筑衬，经过修补后包龄一般在260次左右，耐火材料单耗1.78kg以下;全国不少钢厂不大于100t的钢包，用新技术铝镁耐火浇注料，其包龄为90次左右，浇钢成本每吨钢为5.50~7.50元。中间包包衬用绝热板或镁质类涂料、挡渣堰用莫来石质、铝镁质和镁质耐火浇注料制作，可满足连续铸钢的技术要求。炉外精炼用整体喷枪，用于钢包吹氩或钢包喷粉等。其渣线以上部位用高铝质耐火浇注料，渣线至喷嘴部位用低水泥刚玉质耐火浇注料，振动成型为整体包裹衬。上海宝钢用该枪吹氩，每炉吹氩时间为3~5min，每根喷枪寿命约为50炉，即为150~250min;首钢用于喷粉，其寿命为30~55min。(二)炼铁系统 铁系统包括烧结、炼焦和高炉及其附属设备。带式烧结机点火炉用耐火可塑料和粘土结合耐火浇注料现场制作，或用磷酸耐火浇注料预制块吊装，其使用寿命为3~6年。当采用线式点火装置时，炉顶压下较多，炉膛工作条件变好，可用轻质高强耐火浇注料或耐火纤维及其制品作衬，也获得较好效果;焦炉炉顶隔热层、覆面层和炉门等部位用耐火浇注料浇灌，炉头损坏时，则用喷涂料修补。另外，干熄焦设备也用重质或轻质耐火浇注料;高炉是连续生产的炼铁设备。小型高炉曾用铝酸盐水泥和磷酸高铝质耐火浇注料预制块吊装砌筑，现在普遍用树脂结合剂铝碳不烧砖砌筑。大型高炉水冷壁用碳化硅浇注料、炉底垫层和周围砖缝则用耐火浇注料和氮化硅质填料，炉衬损毁时则用耐火压入料和耐火喷涂料修补，以便延长使用寿命，使炉龄达到10年甚至15年。高炉出铁口一般用散状的Al2O3-SiC-C质炮泥堵塞，可保证铁口出铁稳定，操作正常。高炉出铁钩原用耐火捣打料捣制，沟料吨铁单耗约为1.1kg。现在用低气孔致密质耐火材料浇注，一次通铁量达到10万t左右，一代沟龄累计通铁量约90万t，耐材吨铁单耗小于0.38kg。同时，自流耐火浇注料和免烘烤耐火浇注料，在高炉出铁钩上也得到了应用热风炉是炼铁高炉的关键附属设备。中、小型高炉热风炉内衬，有用耐火浇注料预制块砌筑的。热风炉燃烧器可用耐火浇注料预制块砌筑或现场浇灌，其球顶则用浇注料浇灌工作衬。大型热风炉炉身靠炉壳第一层体积密度约为1.3g/cm3的轻质喷涂料，球顶则喷一层耐酸喷涂料，形成整体内衬，采用刚玉质耐火浇注料等材料，现场浇灌，获得了较好的使用效果;鱼雷式铁水罐和混铁炉一般局部或全部使用耐火浇注料，也可用耐火喷涂料修补，使用效果较好。(三)建材系统 建材系统包括水泥、玻璃和陶瓷等工业部门。水泥窑衬用磷酸高铝质或镁质和镁铬质不烧砖，使用寿命6~18个月，局部也用不定形耐火材料。冀东和柳州等大型水泥厂回转窑，耐火浇注料使用量为19%~35%，其主要品种为低水泥耐火浇注料、铝酸盐水泥耐火浇注料、碳化硅质耐火浇注料和隔热浇注料等;在玻璃行业中，浮法玻璃生产线上的锡槽，是用耐火浇注料制作的。另外，玻璃池窑损毁时，则用硅质修补料进行补修。新建池窑保温时，一般用硅质隔热浇注料;陶瓷行业用窑，有时用碳化硅质耐火浇注料和轻质耐火浇注料。 (四)轧钢系统 轧钢系统工业炉种类多、数量大，使用温度一般在1400℃以下，均为火焰炉。该系统窑炉均可用不定形耐火材料作内衬，并取得良好的经济效果。轧钢加热炉用耐火可塑料作内衬，使用寿命很长，如武钢大型步