耐火材料-基础知识
耐火材料基础知识培训教材
耐火材料基础知识培训教材第一章耐火材料的概述耐火材料是指能够在高温下保持化学和物理稳定性的材料。
它们广泛应用于冶金、建筑、石油化工等领域，扮演着至关重要的角色。
本章将介绍耐火材料的定义、应用领域以及基本分类。
1.1 定义耐火材料是在高温条件下依然具备稳定性和耐久性的材料。
它们能够承受高温环境下的物理、化学和热力学变化，同时保持其结构和性能的稳定性。
1.2 应用领域耐火材料广泛应用于多个领域，包括冶金、建筑、石油化工、玻璃制造等。
在冶金行业中，耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等设备的内衬和衬板。
在建筑领域，耐火材料用于隔热、防火和保温等应用。
在石油化工行业中，耐火材料则被广泛用于炼油、化工等过程中的高温设备。
1.3 分类根据材料的组成和结构，耐火材料可以分为酸性、碱性和中性耐火材料。
酸性耐火材料主要由二氧化硅和二氧化铝等成分组成，适用于酸性环境下的高温应用。
碱性耐火材料一般以氧化镁和氧化镁钙等为主要成分，适用于碱性和一般酸性环境下。
中性耐火材料则是一种介于酸性和碱性之间的材料，常见的成分包括三氧化二铝和高岭土等。
第二章耐火材料的性能耐火材料的性能直接影响其使用效果和寿命。
本章将介绍耐火材料常见的性能指标和测试方法。
2.1 耐火度耐火度是指材料能够承受的最高温度，也是评估耐火材料抗高温性能的重要指标。
常见的测试方法包括耐火度试验和热震稳定性试验。
2.2 抗侵蚀性耐火材料在高温条件下可能会遭受熔融物质的侵蚀，因此抗侵蚀性是评估其使用寿命的重要指标。
常用的测试方法包括浸蚀试验和冶金渣侵蚀试验。
2.3 导热性耐火材料在高温下的导热性能直接关系到其隔热效果和能耗。
热导率是评估导热性的常用指标，可以通过热导率仪进行测试。
2.4 强度耐火材料的强度决定了其承受力和抗震性能。
抗折强度和抗压强度是评估耐火材料强度的常用指标，可以通过机械试验仪进行测试。
第三章耐火材料的制备和加工耐火材料的制备和加工过程对最终产品的性能和质量具有重要影响。
耐火材料基本知识
砖的尺寸：
长度250mm
宽度有7种：1P 2P 3P 4P 5P
90 124 155 187 220
稍度＝大头厚度－小头厚度
6P 7P 250 280
（1P、2P为等中间125mm,3P~7P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）
（1），按化学特性分类
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。
物等）
（3），按耐火度分类
A， 1580~1770 普通耐火材料 B， 1770~2000 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
76
76
74
74
72
70
70
C% > 10
10
10
14
14
14
18
18
18
气孔率 4
5
6
4
5
6
3
4
5
体密
2.90 2.85 2.80 2.90 2.82 2.77 2.90 2.82 2.77
常温耐压 45
耐火材料总结
一、材料的根本概念材料-----是指人类用来制作有用物件的物质；材料是人类生存和开展的物质根底，是人类社会文明的重要支柱。
二、耐火材料的根本概念1、耐火材料的定义传统的定义：耐火度不小于1580℃的无机非金属材料；ISO的定义：耐火度不小于1500℃的非金属材料及制品；2、存在的问题和今后的开展钢铁工业的竞争日趋剧烈，耐火材料生产厂家面临更大的本钱压力；干净钢的生产对耐火材料提出了更高的要求，除了要求长寿以外，还要求对钢水无污染；中国耐火材料企业的研发力量有待加强。
不能仅仅作为一个加工基地；应注意可持续开展战略。
如：矿山的管理、耐火材料的回收利用、环境友好耐火材料的使用；存在的差距：1、通常用耐火材料综合消耗指标，来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的开展水平。
2、耐火材料生产装备落后，新技术推广慢3、原料不精，高纯原料的生产有困难。
我国开展耐火材料工业的优势：有丰富的耐火材料原料资源—高铝矾土、菱镁石和石墨等。
有相当大的耐火材料生产能力。
有优秀的耐火材料专业的生产、科研、设计、管理和教学的科技人员。
今后开展的方向：原料方面：开展优质耐火材料原料高纯〔天然原料选矿，人工合成〕；高密度〔高温煅烧〕。
品种方面：多品种化高温、超高温直接结合、再结合碱性耐火砖和高档高铝制品；连铸用耐火材料；节能耐火材料。
3、我国是耐火材料大国，但不是耐火材料强国!!◇我国是钢铁生产大国，也是耐火材料需求大国。
全国仅冶金企业年耗耐火材料价值就达300多亿元◇耐火材料资源消耗大◇耐火材料能源消耗大◇耐火材料污染大加强耐火材料应用根底研究〔体系〕→Al2O3-SiO2系耐火材料→碳复合耐火材料→碱性耐火材料→非氧化物耐火材料2、耐火材料的分类1、从外观来分类定型耐火制品〔包括标型砖、普型砖、异型砖、特异型砖、坩埚、管、器皿及其它形状复杂的制品等〕；不定型耐火材料〔包括浇注料、捣打料、喷涂料、可塑料等〕；耐火泥浆等；2、按化学矿物组成分类硅质制品；硅酸铝质制品；镁质制品；白云石质制品；橄榄石质制品；锆质制品；尖晶石质制品；碳质制品；特殊耐火材料等〔1〕硅质耐火材料：含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。
《耐火材料基础知识》课件
在铜、铝等有色金属的冶炼和加工过程中，耐火 材料也扮演着重要的角色，对于保护炉衬和提高 产品质量具有重要作用。
核能领域
核能领域对于耐火材料的要求极高，需要具备优 良的高温性能、化学稳定性和抗辐照性能，为核 能技术的发展提供支撑。
耐火材料的发展趋势
高性能化
提高耐火材料的性能指标，以满足高温、高速、 高负荷等苛刻工况的需求。
复合耐火材料
通过将不同材质的耐火材 料进行复合，形成具有多 重性能的复合耐火材料， 以满足复杂工况的需求。
绿色耐火材料
研发低污染、低能耗的绿 色耐火材料，减少对环境 的负面影响，推动耐火材 料行业的可持续发展。
耐火材料的应用前景
1 2 3
钢铁工业
随着钢铁工业的发展，对耐火材料的需求量不断 增加，尤其在高炉、连铸和轧钢等关键部位，需 要高性能的耐火材料。
维护保养
为了延长耐火材料的使用寿命，需要 定期进行维护保养，如检查、修复、 更换等。
环境友好
耐火材料在使用过程中应尽量减少对 环境的污染，符合可持续发展的要求 。
05
耐火材料的发展趋势与展望
新型耐火材料的研发
纳米级耐火材料
利用纳米技术，开发出具 有高性能的纳米级耐火材 料，具有更佳的抗热震性 能和高温强度。
环保化
加强环保意识，研发低污染、低能耗的耐火材料 ，推动行业的可持续发展。
智能化
利用传感器、物联网等先进技术，实现耐火材料 的智能化监控和管理，提高生产效率和安全性。
晶体结构
指耐火材料中的晶体颗粒的大小 、形状、取向及分布情况，对耐 火材料的力学性能和高温性能有
重要影响。
玻璃质结构
指耐火材料中的玻璃质成分的粘度 、流动性及稳定性等，对耐火材料 的抗热震性能和高温性能有一定影 响。
耐火材料生产基本知识培训
耐火材料生产基本知识培训1. 耐火材料的定义和分类耐火材料是一种能够在高温环境下保持物理和化学性能的材料。
根据其化学成分和物理性质的不同，耐火材料可以被分为不同的分类。
常见的耐火材料分类包括：1.1 无机非金属耐火材料这类耐火材料主要指的是石英、金刚石、陶瓷等无机非金属材料，具有高温稳定性和较好的耐磨性能，在高温环境下表现出较好的耐火性能。
1.2 碱金属耐火材料碱金属耐火材料指的是含有碱金属元素（如钠、钾等）的材料，这类材料在高温下具有良好的耐火性能，主要用于耐酸、耐碱等特殊环境中。
1.3 碱土金属耐火材料碱土金属耐火材料是指含有碱土金属元素（如镁、钙等）的材料，这类材料在高温下具有较好的耐火性能，常用于建筑材料和耐火材料制品中。
1.4 硅酸盐耐火材料硅酸盐耐火材料是指以硅酸盐为主要成分的耐火材料，具有高温稳定性、低热膨胀系数和优良的机械性能，广泛应用于冶金、建筑等领域。
2. 耐火材料的生产工艺2.1 原料准备耐火材料的生产首先需要准备原料。
原料的选取对耐火材料的性能和质量起着重要的影响。
通常情况下，原料需要经过破碎、筛分等处理工艺，以确保原料的颗粒大小和物理性能符合要求。
2.2 配料混合经过原料准备后，需要将不同的原料按照一定的配方混合在一起。
配料的混合需要考虑原料的比例、颗粒大小、密度等因素，以确保混合后的配料具有良好的均匀性和稳定性。
2.3 成型和成型配料混合完成后，需要将混合料进行成型。
常见的成型方法包括挤压成型、压制成型、注塑成型等。
成型后的耐火材料需要进行烘干和烧结等处理，以确保成型体的稳定性和耐火性能。
2.4 后续加工和检验成型和烘干后的耐火材料需要进行后续加工和检验。
常见的加工方法包括切割、打磨等，以改善耐火材料的表面质量和尺寸精度。
检验主要包括外观检查、尺寸检测、物理性能测试等，以确保耐火材料的质量和性能达到要求。
3. 耐火材料的应用领域耐火材料在各个领域中都有广泛的应用。
常见的应用领域包括：3.1 钢铁冶金耐火材料在钢铁冶金行业中起着至关重要的作用。
电炉(矿热炉、电弧炉)耐火材料基础知识、分类、特性与选择方法
电炉（矿热炉、电弧炉）耐火材料基础知识、分类、特性与选择方法一、分类1、耐火材料按化学矿物组成可以分为8类：硅质材料。
硅酸铝质材料。
镁质材料。
白云石质材料。
鉻质材料。
炭质材料。
锆质材料。
特种耐火材料。
2、耐火材料按化学特性可以分为3类：酸性耐火材料。
中性耐火材料。
碱性耐火材料。
3、耐火材料按耐火度可以分为3类：普通耐火材料，耐火度为1580-1770度。
高级耐火材料，耐火度为1770-2000度。
特级耐火材料，耐火度高于2000度。
4、耐火材料按成型工艺分类可以分为7类：天然岩石加工成型。
压制成型耐火材料。
浇注成型耐火材料。
可塑成型耐火材料。
捣打成型耐火材料。
喷射成型耐火材料。
挤出成型耐火材料。
5、耐火材料按热处理方式可以分为4类：烧成砖。
不烧砖。
不定型耐火材料。
熔融（铸）制品。
6、耐火材料按形状和尺寸可以分为5类：标型制品。
普型制品。
异性制品。
特型制品。
其他，如坩埚、皿、管等。
7、耐火材料按用途可以分为：钢铁行业用耐火材料。
有色金属行业用耐火材料。
石化行业耐火材料。
硅酸盐行业（玻璃窑、水泥窑、陶瓷窑等）用耐火材料。
电力行业（发电锅炉）用耐火材料。
废物焚烧熔融炉用耐火材料。
其他行业用耐火材料。
二、耐火材料理化特性1、荷重软化点是表征材料在高温和荷重共同作用下的抵抗能力，也表征材料呈现明显塑性变形的软化温度；该点是指试样在连续升温条件下承受恒定荷载而产生变形的温度。
耐火砖在常温下耐压强度很高，但在高温时再受压就会产生变形，其耐压强度显著降低。
将耐火材料制品每平方厘米的面积上加2千克静负荷，然后加热，逐渐升温，当耐火材料制品发生一定的变形时的温度成为荷重软化点。
因此，荷重软化点也是用来评价耐火材料制品高温结构强度的重要指标。
2、抗热震性，在温度急剧变化的情况下耐火材料能够不开裂、不剥落的性能称为抗热震性，又称为耐急冷急热性、或抗温度急变性、或耐热崩裂性、或耐热冲击性、或热震稳定性等。
可根据标准规定测出各种耐火材料的抗热震性能。
耐火材料基础知识
1.6 硅藻土：海水或淡水中的微生物——硅藻类的遗体骨 骼（硅壳）堆积而成，本质上是含水的非晶质二氧化硅。
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
2. SiO2变体的种类及性质
α-石英、β-石英
SiO2的种类
α-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英 α-方石英、β-方石英 石英玻璃
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
★ 耐火材料在烧制过程当中的物理化学变化一般都 未达到烧成温度下的平衡状态，当制品在长期使 用中，受高温和时间的作用，会进一步产生物理 化学变化，从而进一步烧结和物相再结晶和玻璃 化，从而初始制品进一步密实，产生重烧收缩。 但是有的如硅质在高温下产生膨胀。
★ 重烧线变化的大小表明制品高温体积稳定性的好 坏，为了降低耐火制品的重烧收缩或膨胀，在工 艺上一般提高砖坯的成型密度，适当提高烧成温 度或延长保温时间，但不宜过高，以免制品变形 或者进一步玻璃化，从而降低了热震稳定性。
热容
★ 热容（又称比热容）是指常压下加热1公 斤样品使之升温一度所需的热量。
★ 影响热容的因素
耐火材料的热容是随它的化学矿物组成和所处的 温度条件而变化的，通常很少测定热容，检验标 准中也没有规定方法。
重烧线变化
★ 重烧线变化是指将耐火材料试样加热到规定温度， 并恒定一定时间，冷却至室温以后，其线性尺寸 的不可逆变化。
耐火材料基础知识
耐火材料基础知识
耐火材料是指能够在高温环境下保持其物理和化学稳定性的材料。
它们具有抵抗高温、耐热性能好的特点，广泛应用于冶金、建筑、化工、能源等行业。
以下是耐火材料的基础知识：
1. 耐火材料的分类：
- 常规耐火材料：如陶瓷、石英、石膏等。
- 耐火砖：按材料分为硅酸盐系耐火砖、浇注用耐火砂浆等。
- 氧化铝系耐火材料：如桑莎石、高铝石等。
- 碳化硅系耐火材料：如碳化硅砖、碳化硅陶瓷等。
- 耐火陶瓷：如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等。
- 耐火纤维材料：如陶瓷纤维、石棉纤维等。
1
2. 耐火材料的特性：
- 耐高温性：一般指材料能够在1000℃以上的高温环境下不熔化、不软化、不失去强度。
- 耐热震性：指材料在急剧温度变化下的稳定性，能够承受温度快速变化所引起的应力而不破裂。
- 耐腐蚀性：指材料不受化学腐蚀和气体侵蚀。
- 密度低：易于加工和运输。
- 热导率低：防止热量传导产生损耗。
- 尺寸稳定性：在高温下不发生变形。
- 机械强度和耐磨损性：能够承受机械和磨损应力。
3. 耐火材料的应用领域：
- 冶金行业：如高炉、炼钢炉等。
- 建筑行业：如石膏板、耐火砖等。
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- 化工行业：如催化剂、蒸馏塔等。
- 能源行业：如电厂炉、火力发电等。
- 环保行业：如焚烧炉、烟气除尘器等。
以上是关于耐火材料的基础知识，它们在各个行业中扮演着重要的角色，保证了设备和结构在高温环境下的安全运行。
3。
耐火材料知识
耐火材料知识耐火材料是一种具有抗高温能力的特种材料，被广泛应用于各个行业的高温环境中，以确保设备的安全和可靠运行。
它能够承受高温下的热应力、冷热循环、化学侵蚀和机械磨损等多种挑战，具备出色的抗热性能和耐用性。
耐火材料主要由耐火矿物、粘结剂和添加剂三部分组成。
耐火矿物是指能够在高温环境下保持稳定性的矿物质，常见的有氧化铝、硅酸铝、氧化镁等。
粘结剂用于将耐火矿物粉末粘结成固体的形状，常用的有水泥、石膏、氧化铝水泥等。
添加剂则起到改善材料性能的作用，如增强耐火性能、减少热膨胀等。
根据耐火材料的特性和应用需求，可分为硅酸盐类、不饱和树脂类、碳化硅类、铸件类等几种类型。
硅酸盐类是最常见的一种，以氧化铝和氧化硅为主要原料，具有良好的耐热性、化学稳定性和耐磨损性能。
不饱和树脂类以树脂为基体材料，通过填充耐火颗粒而形成，适用于高温涂层、覆盖等场合。
碳化硅类是一种新型的耐火材料，具有很高的耐腐蚀性能和耐高温性能，广泛应用于高温化学反应炉、电炉和火法冶炼设备等。
耐火材料的性能主要取决于其物理和化学特性。
首先是高温性能，即耐火材料在高温下的热稳定性和导热性能。
热稳定性主要指材料在高温下的稳定性和抗热震裂性能，而导热性能则直接影响设备的散热效果和温度分布。
其次是耐磨性能，材料需要具有一定的硬度和抗磨损能力，以抵御机械磨损和化学侵蚀。
此外，还要考虑材料的耐化学侵蚀性能、低温蠕变性能和低热膨胀系数等。
耐火材料的应用非常广泛。
在冶金行业，它被用于高炉内衬、转炉墙壁、炉底和炉盖等部位，以抵抗高温和金属液体的侵蚀。
在玻璃行业，耐火材料被用于玻璃窑炉和玻璃钢容器等设备中，以保证玻璃的质量和产量。
在石油化工行业，耐火材料被应用于裂化炉、重整炉和转化炉等设备，以满足高温和腐蚀的要求。
此外，在电力、冶金、化工、建筑等行业中，耐火材料也有广泛的应用。
为了保证耐火材料的性能和使用寿命，正确的选择、安装和维护至关重要。
合理选择耐火材料的类型和规格，根据具体的工艺条件和设备要求确定。
耐火材料基础知识培训教材
耐火材料基础知识培训教材第一章：耐火材料的定义与分类耐火材料是指具有一定的耐火性能，能够在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下保持稳定性和完整性的材料。
根据其化学组成和物理性质的不同，耐火材料可以分为无机非金属耐火材料、金属耐火材料和复合耐火材料三大类。
1.1 无机非金属耐火材料无机非金属耐火材料主要由氧化物、硅酸盐、碳化物等组成，常见的包括氧化铝、氧化镁、氧化硅、硅酸盐砖、耐火砂等。
这类耐火材料具有高耐热性、抗腐蚀性和优异的绝缘性能，广泛应用于冶金、化工、电力等领域。
1.2 金属耐火材料金属耐火材料主要由金属元素和其合金组成，常见的包括铝、镁、铁、铬等。
金属耐火材料具有高强度和高导热性能，适用于高温和高压条件下的工作环境，广泛应用于电炉、烧结炉等领域。
1.3 复合耐火材料复合耐火材料是指将无机非金属耐火材料、金属耐火材料及其他辅助材料经过特殊工艺组合而成的材料。
复合耐火材料综合了各类材料的优点，具有高温强度高、耐冲刷、耐热震、耐腐蚀等特点，广泛应用于高温炉窑、化工炉等领域。
第二章：耐火材料的性能与测试2.1 耐火性能耐火性能是评价耐火材料的关键指标之一，包括耐火度、耐渣渗透性、热稳定性等参数。
常用的测试方法有耐火度试验、失重试验和热震试验等。
2.2 机械性能耐火材料在使用过程中需要承受一定的力学载荷，因此其机械性能是评价其抗压强度、抗折强度、抗冲刷性能等的指标。
常用的测试方法有抗压强度试验、抗折强度试验和冲刷试验等。
2.3 特殊性能耐火材料还具有一些特殊性能，如导热性能、导电性能、绝缘性能等。
这些特殊性能对于具体的应用环境非常重要，需要通过相应的测试方法进行评估。
第三章：耐火材料的应用领域3.1 冶金行业耐火材料在冶金行业广泛应用于高炉、转炉、电炉等设备中，用于耐受高温、腐蚀和冲刷的作用。
同时，在炼铁、炼钢、铝电解等过程中，耐火材料也扮演着重要的角色。
3.2 化工行业耐火材料在化工行业中主要应用于合成氨、乙烯、乙二醇等高温反应设备，用于承受高温和化学腐蚀的环境。
耐火材料基础知识
在温度、气氛范围 等方面都大大拓宽， 更有利于反应控制。
Blue： Atmosphere III Red： Atmosphere I Black： Atmosphere II
合成亚铁铝尖晶石的方法， 201010104503.5 公开日：2010.09.08 一种合成富铝亚铁铝尖晶石 的方法，2010101045590 公开日：2010.10.06
（1）电熔白刚玉 以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料，在电弧炉中高温熔化而成，Al2O3＞99%， 白色，块状，气孔率6～10％。 （2）致密电熔刚玉 以工业氧化铝为原料，加入外加剂，在电弧炉中熔融而成。外观呈灰色， Al2O3＞98%，气孔率＜4％。 注意：C＜0.14％ Al4C3 + 12H2O （3）电熔棕刚玉 以天然铝矾土为原料，以碳素（主要是焦炭）为还原剂，同时加入铁屑为沉降 剂（澄清剂），以形成硅铁沉于电炉炉底。 Al2O3＞94.5%，颜色呈棕褐色。 4Al(OH)3 + 3CH4↑
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透气砖（porous plug）：由弥散型向定向型发展，材质（ 刚玉、铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步 快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时夹持装置 夹住透气砖并使其就位在中心位置上，更换时松脱楔形砖。
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Slots in length-section 沿长度方向的截面 Castable 浇筑料
Al2O3-MgO-C
砖钢包衬
铝钒土 85-89% 镁砂 石墨 6-8% 5-7% 3-4%
酚醛树脂
（1）工 科——侧重应用，一切以实用为主 （2）学科基础课——化学与材料 （3）复 合 材 料——多组分多物相 （4）理 论 少——非均质、非均相 （5）组分多、体系繁杂——经验非常重要！
耐火材料基础知识考核
C.硅砖
D.碳砖
14.耐火材料的荷重软化温度是指材料在( )时开始软化的温度。
A.高温
B.一定负荷下
C.常温
D.无负荷
15.下列哪种因素会影响耐火材料的导热系数？( )
A.气孔率
B.化学成分
C.温度
D.所有以上因素
第二部分多选题（本题共15小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
A.原材料的质量
B.混合比例
C.施工技术
D.使用环境
11.耐火材料在高温应用中可能会遇到哪些物理变化？( )
A.蠕变
B.软化
C.热膨胀
D.相变
12.以下哪些是耐火材料中的非晶态材料？( )
A.玻璃
B.硅胶
C.石墨
D.氧化铝
13.以下哪些措施可以提高耐火材料的使用寿命？( )
A.优化材料配方
B.提高施工质量
耐火材料基础知识考核
考生姓名：_________________答题日期：_________________得分：_________________判卷人：_________________
第一部分单选题（本题共15小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种材料不属于耐火材料？( )
A.浇注料
B.喷涂料
C.摊铺料
D.粘土
5.耐火材料的烧结过程包括以下哪些阶段？( )
A.物理吸附
B.化学结合
C.体积收缩
D.晶粒长大
6.以下哪些情况下会导致耐火材料损坏？( )
A.温度变化过快
B.高温下的物理冲击
C.化学侵蚀
耐火材料基础知识ppt课件
真比重= 不包括气孔在内的单位体积砖块重量
4C水的单位体积重量
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d、吸水率：是原料中所有开口气孔所吸收的水的质量 Mw与砖块质量M之比值。用下述公式计算:
吸水率= M w ×100%
M
吸水率测定方法简便，在生产实际中常用来鉴定 耐火原料的质量。原料烧结程度愈好其吸水率愈低。
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一、耐火材料的物理性能： 主要包括体积密度、真比重、气孔率、吸水率、透气性、 耐压强度、热膨胀性、导电性及热容量等。这些物理性能的 好坏，直接影响着耐火材料的使用性能。
5
a、气孔率 在耐火制品内，有许多大小不同，形状不一的气孔。 （1）和大气相通的气孔称为开口气孔； （2）贯穿耐火制品的气孔称为连通气孔； （3）不和大气相通的气孔称为闭口气孔；
3
2）根据化学矿物组成分类： A、氧化硅质耐火材料。 B、硅酸铝质耐火材料。 C、氧化硅质耐火材料。 D、铬铁质耐火材料。 E、碳质耐火材料。 F、其它高耐火度制品。 3）根据耐火材料的化学性质分类： A、酸性耐火材料 B、碱性耐火材料 C、中性耐火材料
4
1.2、耐火材料的主要性能
耐火材料的基本特性可以通过它的物理性能和高温使 用性能来表示。
e、热膨胀性： 耐火制品受热膨胀，冷后收缩，这种变化属于
可逆变化的。 耐火制品的热膨胀性能主要取决于其化学—矿物
组成和所受的温度。 耐火制品的热膨胀性可用线膨胀系数或体积膨胀
系数来表示，也可用线膨胀百分率或体积膨胀百分率表示。
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二、耐火材料的使用性能
通常用来表示耐火材料使用性能的一些指标如耐火 度、荷重软化温度、抗渣性、热稳定性、残余收缩等都是 在特定的实验条件下测定出来的，和实际使用情况有着一 定距a、离。耐火度
耐火材料的基本知识
耐火材料的基本知识目录一、耐火材料的定义与分类 (2)1.1 耐火材料的定义 (3)1.2 耐火材料的分类 (3)1.2.1 根据化学成分分类 (4)1.2.2 根据耐火度分类 (5)1.2.3 根据使用温度分类 (6)1.2.4 根据材质分类 (7)二、耐火材料的物理化学性质 (8)2.1 耐火材料的物理性质 (9)2.2 耐火材料的化学性质 (10)2.2.1 化学稳定性 (11)2.2.2 抗氧化性 (12)2.2.3 耐酸性 (13)三、耐火材料的应用领域 (15)3.1 建筑材料 (16)3.2 陶瓷与玻璃工业 (17)3.3 冶金工业 (18)3.4 耐火材料在环保和节能方面的应用 (20)四、耐火材料的制备与加工 (21)4.1 原料的选择与处理 (22)4.2 炼制过程 (23)4.3 成型方法 (24)4.4 后处理与检验 (26)五、耐火材料的性能评估与测试 (27)5.1 性能评估方法 (28)5.2 主要性能测试方法 (30)5.2.1 化学分析 (31)5.2.3 工艺性能测试 (33)六、耐火材料的选用与优化 (34)6.1 选用原则 (36)6.2 优化策略 (36)七、耐火材料的发展趋势与挑战 (38)7.1 发展趋势 (40)7.2 面临的挑战 (41)一、耐火材料的定义与分类耐火材料是一种在高温环境下能够保持其物理性质和化学性质稳定的材料。
它们广泛应用于冶金、陶瓷、石油化工等领域，为各种高温设备或工艺过程提供必要的结构支撑和保护。
基于其特殊的性质和应用，耐火材料在工业领域中的重要性不言而喻。
粘土质耐火材料：以粘土为主要原料，具有良好的可塑性、耐火度和化学稳定性，广泛应用于高炉、热风炉等冶金设备中。
硅质耐火材料：以硅石为原料，具有优异的耐高温性能、抗渣性和耐腐蚀性，常用于炼钢炉等高温设备的内衬材料。
高铝质耐火材料：以高铝矾土或工业氧化铝为原料，具有优良的抗侵蚀性和高温机械强度，常用于玻璃熔窑等高温设备的结构材料。
耐火材料基础知识
耐火材料基础知识
哇塞！今天我要和大家聊聊耐火材料，这可真是个超有趣的话题！
你们知道吗？耐火材料就像是保护火焰的超级英雄！想象一下，熊熊大火在燃烧，要是没有耐火材料，那周围的一切不都得被烧成灰啦？
耐火材料有好多好多的种类呢！比如说，有像石头一样坚硬的耐火砖。
这些耐火砖就像一个个坚强的小卫士，稳稳地站在那里，挡住火焰的攻击。
还有那种像棉花一样软软的耐火纤维，这多神奇呀！你们能想象棉花居然也能耐火吗？它就像给火焰穿上了一件温柔的防护服，让火焰没办法到处乱跑。
我跟我的小伙伴们讨论过耐火材料，他们都一脸懵，不知道这是啥。
我就跟他们说：“这耐火材料呀，就好比是咱们玩游戏时候的盾牌，能保护咱们不被敌人伤害，耐火材料就是保护那些要被火加工的东西不被烧坏！”他们这才恍然大悟。
有一次，我去工厂参观，看到工人们正在用耐火材料建造一个大炉子。
我好奇地问：“叔叔，这耐火材料这么厉害，是怎么做出来的呀？”叔叔笑着说：“小朋友，这可复杂啦，要经过好多道工序呢！”我心里想，哇，这么不容易，那它肯定特别珍贵！
在生活中，耐火材料的作用可大啦！像炼钢的时候，如果没有耐火材料，那钢水不得把炉子都给融化了？还有玻璃制造，没有耐火材料，怎么能承受那么高的温度呢？
耐火材料不就是我们生活中的无名英雄吗？它们默默地在高温环境下工作，保护着各种生产过程的顺利进行。
你们说，要是没有耐火材料，我们的生活会变成什么样呢？肯定会有好多麻烦，好多东西都没办法生产出来啦！所以说，耐火材料真的超级重要！
我的观点就是：耐火材料虽然看似普通，却在我们的生活和工业生产中发挥着不可或缺的巨大作用，我们可不能小瞧了它们！。
耐火材料基础知识
作修补材料 → 喷补料，涂抹料，热态自流修补 料，接缝料，压入料等
作保温材料 → 耐火纤维毡、毯等，轻质砖，轻 质浇注料、喷涂料等
18
鞍钢260吨铁水包 (工作衬整体浇铸)
酒钢150吨砖砌钢包
19
20
21
连铸用功能耐火材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料 陶瓷 水泥 玻璃 耐火材料
陶瓷 搪瓷
Ceramics 磨料 碳材料 其他
新型无机非金属材料 压电材料 磁性材料 导体陶瓷 激光材料 光导纤维 超硬材料 高温结构陶瓷 生物陶瓷（人造骨等） 光电转换材料
1
烹饪熟食
……
取暖避寒
火
烧陶炼金
《正字通·火部》语：“灾，害火也。凡五 行沴水害物者皆曰灾，又祸也。”“灾” 已泛指人们遭受的自然祸害和苦难。
9
耐火泥土的发现
约公元前6000年，西亚地区（今伊拉克、伊朗、叙利 亚和土耳其周边地区）人类发现被火烧烤后的泥土变的致 密，水不易渗入。还发现像粘土这样有较高粘度的泥巴可 以做成任何大小的炉膛。然后该地域的人们学会用粘土成 型各种器皿。当时粘土做成的重要的器皿是经烧后定形的 水罐。
驱兽围猎
开荒造田
火，是人类驯 化的第一种自 然力，也是人 类掌握的最伟 大的自然力
2
火
甲骨文的“火”，酷似燃烧的火焰，是十 分典型的象形文字。
经由金文的过度，小篆字形的“火”仅保 留了火焰的抽象本意。
汉字中，凡用“火”构建的文字，大都与 火及火的使用有关。
3
光
“光”，会意字，甲骨文的“光”由上“火” 下“人”构成，就像人举火把以照明。
耐火材料基本知识
第一章耐火材料基本知识1．什么是耐火材料耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料;它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品;具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性,是各种高温设备必需的材料;2．耐火材料是怎样分类的耐火材料的分类方法有很多;但主要的有按化学成分划分：可以分为酸性、碱性和中性；按耐火度划分：可以分为普通耐火材料1580—1770~C、高级耐火材料1770—2000℃、特级耐火材料2000~C以上和超级耐火材料大于3000~C四大类；按加工制造工艺划分：可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品；按用途划分：可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料等；按外观划分：可分为耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料；按形状和尺寸划分可分为：标型、普型、异型、特型和超特型制品；按成型工艺划分：可分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品；按化学一矿物组成划分：可分为硅酸铝质粘土砖、高铝砖、半硅砖、硅质硅砖、熔融石英烧制品、镁质镁砖、镁铝砖、镁铬砖；碳质碳砖、石墨砖、白云石质、锆英石质、特殊耐火材料制品高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料;5．经常使用的耐火材料有哪些耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、机械热加工、石油化工、动力和国防等工业部门;经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖等; ·经常使用的特殊耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料;经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等;经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等;6．制造普通耐火材料的工艺是什么制造普通耐火材料的生产工艺一般包括原料的煅烧、原料的拣选、破粉碎,配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序;但目前的耐火材料厂往往是购进煅烧好的熟料,所以原料的煅烧已不再是普通耐火材料生产厂考虑的问题;7．耐火材料应该具备什么条件耐火材料应具有高的耐火度、良好的荷重软化温度、高温体积稳定性、热震稳定性及良好的抗渣性;此外,还要求耐火材料具有一定的耐磨性;对于耐火制品,除上述要求外,还要求其外形规整,尺寸准确;对某些特殊领域使用的耐火材料,还要求其具有一些特殊性能,如透气性、导热性、导电性和硬度等;但到目前为止,还没有能同时满足上述所有性能要求的耐火材料,因此在使用耐火材料时,要根据使用条件来选择;8．什么叫酸性耐火材料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,但易于与碱性熔渣起反应;酸性耐火材料主要有石英玻璃制品,熔融石英再结合制品,硅砖及不定形硅质耐火材料;半硅质耐火材料一般也归于此类;至于粘土质耐火材料,也有将其划归此类,称之为半酸性或弱酸性耐火材料的;还有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作特殊酸性耐火材料也划归此类的;9．什么叫碱性耐火材料碱性耐火材料一般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;碱性耐火材料主要用于碱性炼钢炉及有色金属冶炼炉,水泥工业也常常使用该类材料;其主要产品有镁质、镁铬质、镁橄榄石质、镁铝质、白云石质和石灰质等耐火材料;其中镁质、白云石质和石灰石质属强碱性,铬镁质和镁铬质、镁橄榄石质和尖晶石质属弱碱性;10．什么叫硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料是指以SiO2—A12O3为主要成分的耐火材料,按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质A12O315—30％,粘土质A12O330—48％,高铝质A1203大于48％三类;这三类材料一般以叶蜡石、硅质粘土、耐火粘土和高铝矾土为主要原料, 其产品品种多,使用范围广,在耐火材料生产中占有较大的比重;第三章原料的加工及防尘第一节原料加工的一般概念及加工用设备124．什么叫原料加2127原料加工包括哪些工序原料加工就是将进到工厂的各种形状和尺寸的原料包括生矿石和熟料加工成所需的粒度,并剔除混入原料中的杂质以供制备砖坯使用;原料加工包括：原料拣选、破碎、粉碎、细磨和筛分; 125．进厂原料为什么要进行拣选对进厂原料进行拣选的目的主要有两个：1选出夹杂在原料中的杂物、欠烧料、未烧尽的燃料以及熔瘤块等；2根据原料的外观特征进行分级堆放,以便于管理和使用;126．什么是破粉碎其目的是什么用机械方法或其他方法对大块原料施以外力,使之碎裂成小块或细粉的过程叫原料的破粉碎;通常采用二级或三级破粉碎;即破碎——物料块度从250—300mm破碎到40—50mm；粉碎——物料块度从40—50mm粉碎至4—5mm；细磨——物料粒度从4—5mm细磨至小于0．088mm;破粉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料和细粉,以便使不同组成的粉料配制及混合均匀；增加原料的比表面积,提高其物理化学反应的速度;127．影响破粉碎的因素有哪些·影响破粉碎的因素有两方面：一方面与原料本身的结构特性——强度、硬度、组织均匀性、解理、可塑性等有关；另一方面与所用设备的特性、矿石原料的块度和破粉碎产物的粒度要求有密切关系;通常破碎比值物料粉碎前的平均直径与粉碎后的物料平均直径之比越大,机械的生产能力越低;128．破粉碎流程有几类各有什么特点破粉碎流程通常有两类,即开流式和闭流式;开流式的优点是流程简单,原料只通过粉碎机一次;缺点是动力消耗大、生产效率低,且产生细粉过多,不利于提高制品的质量;闭流式虽没有以上缺点,但流程复杂,需要较多的附属设备;其优点是粉碎效率较高,易于达到颗料度的要求;通常原料的破碎采用开流式,而粉碎采用闭流式循环粉碎;目前,各地耐火厂普遍采用的是单机闭流式或多机闭流式;前者适用于产品种类多的中、小型工厂,后者适用于大批量、稳定的产品生产;129．选择破粉碎设备的依据是什么原料的破粉碎设备种类很多,选用该设备时一般应依据以下几点来选择;1生产率的大小,；即生产量的要求和设备的生产能力；2机械的能量消耗；3被破碎物料的物理性能,即物料的硬度、强度和块度大小；4物料被粉碎后的要求,即颗粒度及颗粒形状；5防尘条件;如颚式破碎机适于破碎硬质原料粘土熟料、硅石或镁石等；而锤式破碎机和笼磨机只适于半硬质物料如可塑性差的结合粘土及软质物料;130．破碎设备有几种其工作原理是什么各有什么特点按其结构特征或工作原理的不同,破碎设备可分为以下几类：1颚式破碎机其工作原理是靠活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动,对物料产生挤压、劈裂、折断作用而破碎的;该设备构造较简单,坚固耐用,生产能力大,操作维修方便,处理的物料块度范围较大；但动力消耗大;是耐火厂常用的粗碎设备; ；2圆锥破碎机其破碎部件是由两个不同心的圆锥体,即不动的外圆锥和可动的内圆锥组成,内圆锥以一定的偏心半径绕外圆锥中心线作偏心运动;物料在两个锥体之间受到挤压和折断作用而被破碎;该设备生产率大,电能消耗少,物料粒度较均匀;3辊式破碎机物料在两个互相平行的圆柱形且相向转动的辊子之间受到挤压光辊或受挤压和劈碎齿辊作用而破碎;当两个辊子的转数不同时,还有磨碎作用;其优点是粉碎产物中细粉含量极少,主要是棱角状的颗粒料,对于提高制品密度和质量有利;缺点是产量低,粉碎比小,;滚筒易磨损、噪音大;4反击式破碎机由高速回转的打击板和固定不动的反击板组成;当物料受到打击板打击后,高速飞向反击板,再次受到撞击,物料在两板之间反复受到冲击作用而破碎;其优点是结构简单,破碎比大一般为30—40,最大可达150以上,产品粒度均匀,适应性强,可破碎脆性及中硬以下物料;缺点是打击板和反击板极易磨损,运转时噪音较大;适用于破碎中等可碎性物料,如硅石、烧结白云石、粘土熟料、烧结镁砂和石灰石等;13L磨碎设备有哪些各有什么特点磨碎设备有球磨机、管磨机、悬辊式粉磨机和振动磨机等;1球磨机其磨碎部件由简体内衬板和破碎介质研磨体组成;当简体转动时,筒内的破碎介质在摩擦力和离心力的作用下随着简体回转,破碎介质在被提升到√定高度后自由地下落,物料受冲击和研磨作用而被粉碎;球磨机的种类很多,按研磨体不同可分为球磨机以钢球或钢球与钢段为研磨体、棒磨机以钢棒为研磨体、砾磨机以砾石、卵石及瓷球等为研磨体;按简体形状不同可分为短头形球磨机简体长度小于简体直径的2倍、圆锥形球磨机简体长度等于0．25—1．0简体直径、管磨机简体长度为3—7倍简体直径;按排料方式不同可分为溢流型球磨机、格子型球磨机和周边卸料球磨机;按工艺和操作又可分为干法粉磨和湿法粉磨；间歇粉磨和连续粉磨; 球磨机的给料粒度一般不得大于65mm,最适宜的给料粒度是6mm以下,产品粒度在1．5—0．075mm之间;2管磨机由于管磨机的简体较长,被粉磨的物料在简体内停留的时间较长,因而可获得极细的粉料,产品粒度可达0．07mm以下;3悬辊式粉磨机适宜细磨各种中等硬度、水分在6％以下的物料;当生产产品的品种较多而数量较少的情况下,宜采用此设备,因换料时清理工作较简便;可获得产品粒度为o．044mm的干物料;4振动式球磨机振动磨机是一种超细磨球磨机,可用于干磨、也可用于湿磨,其工作效果都较好;主要用来粉磨纯氧化物制品所需的超细粉料;它的主要优点是适应性强,可粉磨各种软的及硬的物料,而且可获得极细产品；研磨体装载量多,通常占磨筒容积的o一85％；消耗的电能较少；磨机结构简单紧凑,占地面积小；各零部件较小,便于更换检修;5气流磨是一种利用超声速气流使物料发生对撞而达到粉碎目的的新型设备;用它可以获得足够细度<5弘m的微粉;它由具有高强度耐磨内衬的喷嘴和气室、空压机系统,旋风收集器、除尘器等组成;该设备造价高,使用条件苛刻,进料粒度要求严,故只在生产高档耐火材料制品时及在科研部门使用;132．影响球磨机产量有哪些因素影响球磨机产量的因素很多,主要有以下几方面：1球磨机的型式,它的直径和长度、仓数及各仓的长度比值、衬板及隔仓板形状、简体转速;2粉磨物料的种类、性质、加料粒度及要求产品细度;3研磨体的种类、装载量、尺寸大小的级配等;另外,还有磨机的操作方法干法或湿法,加料的均匀程度,研磨体与物料重量的比例等;133．影响细磨分散度的因素有哪些影响细磨分散度的主要因素有：1加球量：加球量要合适,并定期加入钢球和钢棒,装球量通常为筒磨机容积的40—50％, 多仓磨机一般为磨仓总容积的25—33％;2物料的粒度和数量：加入物料的粒度和数量要合适,加入物料粒度越粗,磨机细磨能力越小；物料加入量增大,会使粉碎的分散度降低;3物料的水分：物料的水分要严格控制,水分稍有增加,就会明显地影响细磨效率,因为管磨机在运转过程中,简体内的球及棒和料发热,水分受热变为水蒸气,水气与细粉粘结,粘附在筒内壁及球的表面,这样显著降低细磨作用;134．什么是筛分筛分设备有哪些将粉碎物料通过单层或多层筛子按其尺寸大小不同分成若干粒度级别的过程,称为筛分;·耐火材料厂采用的筛分设备有振动筛、回转筛、固定筛和圆盘筛等;振动筛构造简单,生产能力大,筛分效率高,且应用广泛;回转筛常用于烧结白云石砂和冶金石灰的筛分,固定筛用来分离块料,圆盘筛专供筛分泥料用;135．单层筛分和多层筛分各有什么特点单层筛分的工艺流程简单,附属设备少,但粉料在贮料仓内偏析现象严重,致使坯料粒度波动很大;双层筛分是将不同粉料粒级分开,分别贮存,按粒级要求组成进行配合,使坯料的粒度组成稳定,有利于提高和稳定制品的质量;但多层筛分工艺流程复杂;如果粒级配合要求严格,特别是采用多粒级配比,中颗粒特别少,则采用多层筛分较为合适;136．筛网孔径如何选择筛网孔径选择主要根据临界粒度要求而定;一般要比临界粒度稍大些,同时也要考虑到筛子的倾斜度;生产实践表明,当筛子的倾斜角度在15;时,网孔直径应比临界粒度约增大lo％左右；倾斜角为20~时则增大15％左右；倾斜角为25;时,应增大25％左右;通常振动筛的倾斜度一般为15;一20;,最大不超过25;;固定斜筛的倾斜度大于物料自然安息角的5;一10~为宜,倾斜角过大, 使筛分率低,电流量增大,会降低粉碎设备的粉碎能力;139.颗粒偏析颗粒偏析就是粉料中的大小颗粒自然分开堆集的现象;因为颗粒料不是单一粒级,当物料卸入料仓时,粗细颗粒就开始分层,料堆的细粉集中在卸料口的中央部位,粗粒则滚到周边;当料从料仓中卸出时,中间料从卸料口流出,四周料随料层下降,分层流向中间,然后从卸料口流出,因而造成了偏析现象;138．解决颗粒偏析问题有哪些措施解决颗粒偏析问题一般采用如下措施：1多级筛分,使同一料仓内的粉碎粒级差值小些；2经常保持料仓内粉料在2／3容积以上；3增加注料口,以减少加料时料仓内的分层现象或减少料仓截面；4近年来,国外有采用小容积的壁呈曲线状的料仓,减少料仓下部各截面的等截面积差,以减少偏析和料仓内的棚料现象;第二节泥料制备139．什么是粒度什么是粒级什么是网目粒度是指原料颗粒的尺寸,一般以颗粒的最大长度来表示;粒级是指物料不同粒度的组成情况,常以若干个级别所占的百分数来表示;例如某种物料中2—0．5mm的占10％,即这一级别范围的物料最大粒度为2mm,最小粒度为o．5mm,这一粒级物料的含量占整个物料的10％;网目是表示标准筛的筛孔尺寸,即1in2．54cm长度中的筛孔数目,简称为目;如200目的筛子,就是指在2．54cm长度的筛网中有200个筛孔,每个筛孔尺寸为0．74mm;140．什么叫临界颗粒如何选择配料时采用的最大尺寸的颗粒叫临界颗粒;临界颗粒的选择主要依据工艺装备及制品使用时的性能要求;一般情况下,抗热震稳定性好的制品,其临界颗粒大些；要求致密、抗渣性好的制品,则采用小尺寸的临界颗粒比较适宜;141．什么是配料配料方法有几种配料就是将不同材质和不同粒度的物料按一定比例进行配合的死角较真cc型的小,适宜贮存较湿易粘的物料;凸、d型为截头棱锥与截头圆锥形贮料槽,这两种类型的料槽没有死角,下料流畅,但装料量相应减少;144．什么是混练混练设备有哪几种各有什么特点将各种不同组分和粒度的物料同适量的结合剂混合并在挤压作用下达到分布均匀和充分湿润的泥料制备过程叫混练;混练设备分连续作业和间歇作业两种;常用的有双轴搅拌机、混砂机和湿碾机；近年来有逆流式混合机、行星型混合机、双锥型混合机等;双轴搅拌机为连续操作的混练设备,因为是依靠桨叶翻动物料,只起搅拌物料作用,故混合均匀性较差,料较松散;为提高其混练质量,可延长混练时间或安装部分反流倾斜的桨叶；用两台或三台串联成混练机组;混砂机和湿碾机为间歇操作设备; 湿碾机对物料具有碾压兼混拌作用,可获得均匀、密实和具有一定可塑性的泥料;145．影响物料混合均匀程度的因素有哪些影响物料混合均匀程度的因素有以下几方面：1粉料颗粒形状粉料颗粒形状不同,混合的时间和效果都不一样,如近似球形颗粒的内摩擦力小,在混合过程中的相对运动速度大,故容易混合均匀；而棱角状颗粒料的内摩擦力大,不易混合均匀,与前者相比,混合时间就相对要长些;2混合设备的构造特性对物料混合质量的影响用湿碾机混合的泥料,均匀致密,塑性较好,而用双轴搅拌机混合的泥料质量就差些;3混合时间的长短一般情况,混合时间长,混合料就越均匀;混练初期,均匀性增加很快,当混练到一定时间后,再延长时间对均匀性的影响就不明显了;一般对加入物种类多或分散性差的泥料,混练时间要长些;例如粘土砖料用湿碾机混练,时间为4一lOmin；硅砖料15min左右；镁砖料则需20—25min;混练时间也不宜太长,否则会出现以下情况：1粒度组成被再破碎而改变；2泥料发热而影响水分含量,或由于泥料太热,以至成型时会增大加压时的弹性后效而出现层裂;4加料顺序加料顺序对物料混合均匀性影响很大,若粗—细粉同时加入,易出现细粉集中成小泥团及出现“白料”;普遍采用的加料顺序为：1粗颗粒料一水和纸浆废液一细粉;2部分颗粒料一水和纸浆废液一细粉一剩余颗粒料;另外,合理地选择结合剂并适当控制其加入量等,泥料混练的均匀性;146．如何评定泥料的混合质量也有利于评定泥料混合质量是否合格通常要检查泥料的颗粒组成和水分;质量好的泥料,其细粉均匀包围在颗粒周围,形成一层薄膜,泥料密实；水分分布均匀,不仅存在于颗粒表面,而且渗入颗粒料的孔隙中;如果泥料混合不好,用手摸时有松散感,这种泥料成型性能不好;；147．什么是困料困料的作用是什么困料就是把初混好的泥料在一定的湿度和温度条件下贮放一定时间的过程;困料时间的长短视泥料性质而定;困料的作用随泥料性质不同而异;如粘土砖泥料是使结合粘土充分分散和散布均匀些,充分发挥结合粘土的可塑性能和结合性能,改善成型性能;而镁质砖泥料中CaO含量高时,困料的作用是使CaO充分消化,以避免在干燥和烧成初期由于CaO的水化而引起坯体开裂;又如磷酸结合的耐火混凝土泥料,初混合时进行困料,可使料中的铁质与磷酸充分反应,逸出气体,然后再进行第二次混练;随着生产技术水平的发展和提高,除个别品种外,大部分耐火制品已省去了困料工序;第三节不同材质原料的加工148．粘土熟料拣选的方法有几种根据粘土熟料的质量情况,熟料拣选有两种方法：1筛选将熟料用孔径为5—12mm的筛子进行筛选,筛上料用于制备熟料颗粒,筛下料用作细磨粉料;2剔选从块状熟料中拣选出不合格料块和杂质如欠烧料、熔瘤、铁皮、山皮、矸石、焦粒和石灰石等;149．对粘土熟料的质量有哪些要求熟料在泥料和制品中的作用是什么对粘土熟料的质量要求是：充分烧结、理化性能稳定、气孔率低、含铁量少;其质量指标用吸水率表示,要求在5％以下;熟料在泥料中和制品中起的作用有以下几方面：1由于熟料遇水不分散,使制品内具有粒状结构,从而保证制品具有良好的耐火性和热稳定性;2熟料不发生干燥和烧成收缩,或者只有很小的烧成收缩;因此,熟料能保证制品的尺寸、形状准确,以及避免砖坯在干燥和烧成过程中因收缩作用而发生开裂和变形;3硬质粘土熟料具有较泥料中结合粘土更高的Ai20：含量和耐火性,因此在泥料中增加这类熟料的含量,将有利于提高制品的一系列性能;150．泥料中配人结合粘土软质粘土的作用和要求是什么结合粘土在泥料中起着粘结非可塑性材料,使成型后的砖坯具有足够的强度,以及使砖坯在较低温度下烧成为致密砖块的作甲;因此要求结合粘土应是高耐火性、强可塑性和低烧结性的粘土;结合粘土的质量在很大程度上决定着制品的性质;为此；结合粘土的A1203含量一般要求煅烧后不低于30％,烧成温度最好小超过1200—1250~C,结合粘土干粉的颗粒上限一般不超过o．2一o．5mm,制备粘土泥浆时可用2mm或更大些的粗颗粒;151．粘土泥料的配料有何要求泥料的配料包括粘土熟料、结合粘土和外加物之间的重量配首和颗粒配合;1颗粒配比颗粒配比要按照堆积理论原则,既要考虑到紧密堆积,又要考虑到易于成型和烧结；既要考虑到制品的性质、第四章耐火材料成型188．什么是成型为什么要进行成型借助于外力和模型,将适合于某种成型操作的泥料或混合料加工成具有一定形状、尺寸和强度的坯体或制品的过程即为成型;然而,最新开发的自流浇注料的施工基本上是不需要外力的;成型首先是为了满足制品的使用要求,耐火材料砌筑时要求制品具有一定的形状、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;此外,成型也是耐火材料生产后序工艺的需要,如搬运、干燥、烧成,尤其对烧成时的码砖方式有很大影响;本章的“成型”主要针对定形制品,不定形耐火材料施工时的成型见本书有关章节;189．常用的成型方法有哪些如何选择合适的成型方法耐火材料的成型方法很多,常用的成型方法有机压成型、振动成型、挤压成型、捣打成型、等静压成型、熔铸成型、注浆成型等;目前耐火材料生产中使用最多的成型方法为机压成型法,该法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体;因一般采用含水量约为5％的半干泥料,故也称为半干法成型;机压成型具有坯体结构致密,强度高,干燥和烧成收缩小,尺寸易控制等特点;机压成型按加压方式又可分为单面加压和双面加压两种,后者可减少坯体的层密度现象;选择何种成型方法主要根据泥料性质、坯体的形状、尺寸及其他工艺要求;当然,成型方法的选择还受到生产厂设备条件的限制,。
耐火材料的基本知识
第一节耐火材料的基本知识1、耐火材料的定义？耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。
2、耐火材料必须具备的基本性能？（1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？（1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。
（2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。
（3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。
（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。
4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？（1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃；（2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃；（3）特级耐火材料，耐火度＞2000℃；5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。
6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？（1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。
7、按外形耐火材料可分类为几类？（1）耐火砖——具有一定的形状。
（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。
（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。
8、学习耐火基本知识的目的？（1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。
（2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。
（3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。
第二节耐火材料的基本性能9、什么叫气孔率？耐火材料制品中开口气孔体积占总体积的百分率，常用%表示。
式中：V2=开口气孔体积，V3=贯通气孔体积，V=制品总体积，V2+V3=开口气孔体积。
10、什么叫体积密度？体积密度是指耐火制品单位体积的质量，常用g/cm3表示。
式中：Q=气体透过的数量（升），d=试样的厚度（米），A=试样的横截面积（米2），t=气体透过的时间（小时），P1-P2=试样两端的压力差（毫米水柱），K=透气度系数，也称透气率（升、米/米2、毫米水柱、小时）18、什么叫导电性？耐火材料制品随温度升高，电阻减小，导电性增强的性能，常用电阻率（Ωm）表示。
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耐火砖的平均比热容 与温度的关系曲线
1一黏土砖；2—镁砖； 3—硅砖：4—硅线石砖； 5—白云石砖；6—铬砖
耐火材料的热学性能---（2）热膨胀性
热膨胀性是指耐火制品在加热过程中的 长度变化，其表示方法有线膨胀率和线 膨胀系数量种。 线膨胀率是指由室温至试验温度间，试 样长度的相对变化率。 线膨胀系数是指由室温至试验温度间， 温度每升高1℃，试样长度的相对变化率。
镁、尖晶石
40UP 15.3 70 1700UP 5.1 3.54 30 1.15 4.9 4.4 3.8 0.2
镁、尖晶石
＞40 16.1 53 ** ** 3.5 ＞30 0.5 4.6 3.7 3.6 0.4
Al2O3
化学成分 Fe2O3 CaO MgO
18.6
1 0.8 80.5
12.5
** ** 84.8
耐火砖的检测报告
生产厂家 耐火砖名称 耐火砖型号 日本美浓 镁尖晶石砖 MIC-EXK 营口青花 镁铝尖晶石砖 HAS-50
耐火砖材质
耐火度 显气孔率 % 耐压强度 荷重软化点 吸水率 显比重 抗热震性 膨胀率 SK Refractoriness Apparent porosity Mpa cold crushing ℃ Load:0.2Mpa % g/cm2 1200℃air cooling % (1000℃) 350℃ 热传导率 500℃ 1000℃ SiO2
弹性模量是指材料在外力作用下产生的 应力与伸长或压缩弹性形变之间的关系。 亦称杨氏模量。其数值为试样横截面所 受正应力与应变之比。 弹性模量：材料的抗弹性变形的一个量， 材料刚度的一个指标。
耐火材料的使用性能---（1）耐火度
耐火度指耐火材料在无荷重时抵抗高温 作用而不熔化的性能。 耐火度是指耐火材料在高温下抵抗熔化 的能力。它是耐火材料的一项基本指标， 可以粗略地识别耐火材料质量的高低。
耐火材料的物理性质---（1）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。耐火材料内的气孔是 由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所 构成。大致可分为三类： (1)闭口气孔，它封闭在制品中不与外界 相通； (2)开口气孔，一端封闭，另一端与外界 相通，能为流体填充； (3)贯通气孔，贯通制品的两面，能为流 体通过。
五、耐火材料的制备原理
1.烧结耐火材料 烧铸耐火材料 熔铸耐火材料生产工艺流程如下图：
配料
混料
成型
烧结耐材流程图例
烧成
微机控制
成品
拣选
耐火材料性质的介绍
（1）物理性质：气孔率、吸水率、体积密度、真密度 （真比重） （2）热学性能：热容、热膨胀性、导热系数 （3）力学性能：常温耐压强度、抗折强度 （4）使用性能：耐火度、高温荷重软化温度、体积稳 定性 （5）热稳定性：渣性（耐玻璃侵蚀性）、热震 （6）抗蚀性能：抗碱性、抗氧化、抗水化
耐火材料的力学性能---（1）耐压强度
耐压强度是耐火材料在一定温度下单位 面积上所能承受的极限载荷。 耐压强度是衡量耐火材料质量的重要性 能之一。 耐火材料的耐压强度分为常温耐压强度 和高温耐压强度，常温耐压强度是指制 品在室温下测得的数值；高温耐压强度 是指制品在指定的高温条件下测得的数 值。
• 1—碳化硅砖；2— 镁砖；3—碳化硅砖 （含SIC70%）； 4—刚玉砖；5—碳 化硅砖（含 SIC50%）；6—烧 结白云石砖；7—氧 化锆砖；8—镁铬砖； 9—刚玉砖（90%）； 10—硅线石砖； 11—橄榄石砖； 12—铬砖；13—硅 砖；14—致密黏土 砖；15—黏土砖
镁砖、镁铬砖、刚玉砖比较明显
粘接强度是指两种材料粘接在一起时， 单位界面之间的粘结力。 耐火材科粘结强度主要是表征不定形耐 火材料在各种温度及特定条件，主要是 使用条件下的强度指标。 不定形耐火材料在使用时，要有一定的 粘结力，以使其有效地粘结于施工基体。
耐火材料的力学性能---（4）高温蠕变性
耐火材料高温蠕变性是指制品在高温下 受应力作用随着时间变化而发生的等高 温形变。 根据施加外力的方式，高温蠕变性可分 为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温 弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。其中常用 的是高温压缩蠕变。
镁砖
平均线膨胀系数 （20`1000℃)/1 0-6 ℃-1
4.5～ 6.0
5.5～ 5.8
7.0～ 7.5
8.0～ 8.5
7.0～ 7.9
11.5～ 13
14～15
砖砌筑 膨胀缝
不定型耐材施 工膨胀缝
耐火材料的热学性能---（3）热导率
热导率是指在单位温度梯度下，单位时 间内通过单位垂直面积的热量。耐火材 料的热导率对于高温热工设备的设计是 不可缺少的重要数据。对于那些要求隔 热性能良好的轻质耐火材料，检验其热 导率更具有重要意义，可以减少厚度或 热损失。
（例）定型耐材的溶洞标准
• 溶洞的椭圆长径a在 11mm以下； • 溶洞的椭圆短径b在 7mm以下； • 表面溶洞数量≤3个/面； • 溶洞的平均直径在 5mm以下忽略。 • 溶洞外周的凸出部分， 如果影响10段堆积检查， 应打磨平滑。
b
a
耐火材料的热学性能---（1）比热容
比热容是指1kg耐火材料温度升高 1℃所吸收的热量。
耐火材料基础知识
何金峥
耐火材料的现状及发展方向
我国有丰富的优质镁矿、高铝矾土、石墨原料资源，储量居 全球之首，产量也最高，耐火粘土与硅石原料分布地区很广， 储量与产量均很大。我国耐火原料现年产量约1500万吨，耐 火材料年产量约800万吨。近3年来，每年出口耐火原料与材 料约500万吨：（其中耐火原料470万吨、耐火材料30多万 吨）。每年为国家创汇约7亿美元。 按我国耐火原料资源的优势，专家们认为，应进一步发展镁 铝碳质耐火材料的生产与使用，减少粘土质等普通耐火材料 的生产与使用。提高产品质量和改善性能，积极开发优质新 品种，合理利用和提高耐火材料服役寿命，进一步 降低消耗， 保证和促进高温技术工业和热能工程以及国民经济的发展。 要发展高级耐火原材料的出口，特别要增加高级耐火材料制 品的出口，为国家创收更多外汇，为企业增加更多经济效益。
耐火材料的物理性质---（6）气孔孔径分布
气孔孔径分布是耐火制品中各种孔 径的气孔所占气孔总体积的百分率。
在气孔率相同时，孔径大的制品其强度 低。熔铸或隔热耐火制品的气孔孔径可 大于1mm，称为缩孔或大气孔；纹密耐 火制品中的气孔主要为毛细孔，孔径多 为1～30um；气孔微细化的铝碳制品和 致密高铝砖的平均孔径小于1～2um。
热膨胀性是耐火材料使用时应考虑的重要性 能之一。炉窑在常温下砌筑，而在高温下使用时 炉体要膨胀。为抵消热膨胀造成的应力，需预留 膨胀缝。线膨胀率和线膨胀系数是预留膨胀缝和 砌体总尺寸结构设计计算的关键参数。
常用耐火制品的平均线膨胀系数见下表（例）
材料名称
黏土砖
莫来石 砖
莫来石 刚玉砖
刚玉砖
半硅砖
硅砖
三、耐火材料的组成
1.化学组成 （1）主成分 酸性耐火材料：二氧化硅 中性耐火材料：碳质耐火材料、高铝耐火材料、铬质耐 火材料 碱性耐火材料：氧化镁、氧化钙 （2）杂质成分 （3）添加成分 2.矿物组成 结晶相+玻璃相（基质）
四、耐火材料的性质（常用）
1.高的耐火度 2.良好的荷重软化温度 3.具有高温下的体积稳定性 4.良好的抗热震性 5.良好的抗蚀性
耐火材料的力学性能---（2）抗折强度
耐火村料抗折强度是指试样单位面积承 受弯矩时的极限折断应力，又称抗弯强 度。 耐火村料抗折强度分为常温抗折强度和 高温抗折强度。常温下测得的抗折强度 称为常温抗折强度：耐火制品在规定的 高温条件下所测得的强度值称为该温度 下的高温抗折强度。
耐火材料的力学性能---（3）粘接强度
耐火材料的物理性质---（4）吸水率
吸水率是耐火制品全部开口气孔所吸收 的水的质量与干燥试样的质量百分比。 耐火原料生产中习惯上用吸水率来鉴定 熟料的煅烧质量，原料煅烧得越好，吸 水率数值越低，一般应小于5％。
耐火材料的物理性质---（5）透气度
透气度是耐火制品允许气体在压差下通 过的性能。透气度主要是由贯通气孔的 大小、数量和结构决定的。 某些制品，如用于隔离火焰或高温气体 的制品，要求具有很低的透气度； 有些制品．如吹氩浸入式水口透气内壁 等一系列专用透气耐火制品，则又必须 具有一定的透气度。
闭气孔
闭气孔
它封闭在制品中不与外界相通
定形耐材抛面
开气孔
开气孔
一端封闭，另一端与外界相通
定形耐材表面
贯通气孔
贯通气孔
贯通制品的两面，能为流体通过
图中： 1为闭气孔 2为开气孔 3为贯通气孔
定形耐材抛面示意图
耐火材料的物理性质---（2）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。体积密 度高的制品，其气孔率小，强度、高温 荷重软化温度等一系列性能好。
一、耐火材料的定义
定义：耐火材料一般是指耐火度在 1580℃以上的无机非金属材料。 它是难以被高温融化熔融的非金属材料 的总称。 其他定义：1500℃以上的定型耐火材料 和最高使用温度在800 ℃以上的不定型 耐火材料、耐火灰浆以及耐火绝热砖。
二、耐火材料的分类
（1）按化学成分为：酸性、碱性和中性耐火材料。 （2）按耐火度分为：普通耐火材料、高级耐火材料、特 级耐火材料。 （3）按加工工艺分为：烧成制品、熔铸制品、不烧制品。 （4）按外观分为：标型、普型、异型、特型和超特型 （5）按成型工艺分为：天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑 成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型 （6）按矿物组成分为：硅酸铝质、硅质、镁质、碳质、 白云石质、锆英石质、特殊耐火材料（高纯氧化物制 品、难熔化合物制品和高温复合材料）。 （7）按密度分为：重质和轻质。 （8） 按外形分为：定型耐火材料和不定型耐火材料。