一、種類(lèi)

　　耐火材料種類(lèi)繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料（1580～1770℃）、高級(jí)耐火材料（1770～2000℃）和特級(jí)耐火材料（2000℃以上）；按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用于特殊場(chǎng)合的耐火材料。

現(xiàn)在對(duì)于耐火材料的定義，已經(jīng)不僅僅取決于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指應(yīng)用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)襯的無(wú)機(jī)非金屬材料。

二、品種

在普通和特種耐火材料中，常用的品種主要有以下幾種：

1.酸性耐火材料

用量較大的有硅磚和粘土磚。硅磚是含93%以上SiO2的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，但易受堿性渣的侵蝕，它的荷重軟化溫度很高，接近其耐火度，重復(fù)煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗 熱震性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚中含30%～46%氧化鋁，它以耐火粘土為主要原料，耐火度1580～1770℃，抗熱震性好，屬于弱酸性耐火材料，對(duì)酸性爐渣有抗蝕性，用途廣泛，是目前生產(chǎn)量的一類(lèi)耐火材料。

2.中性耐火材料

高鋁質(zhì)制品中的主晶相是莫來(lái)石和剛玉，剛玉的含量隨著氧化鋁含量的增加而增高，含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。鉻磚主要以鉻礦為原料制成的，主晶相是鉻鐵礦。它對(duì)鋼渣的耐蝕性好，但抗熱震性差，高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例制成的鉻鎂磚抗熱震性好，主要用作堿性平爐頂磚。

碳質(zhì)制品是另一類(lèi)中性耐火材料，根據(jù)含碳原料的成分和制品的礦物組成，分為碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品三類(lèi)。碳磚是用高品位的石油焦為原料，加焦油、瀝青作粘合劑，在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品(除天然石墨外)用碳質(zhì)材料在電爐中經(jīng)2500～2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料，加粘土、氧化硅等粘結(jié)劑在1350～1400℃燒成。也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮?dú)夥障轮瞥傻瑁蓟柚破贰?/span>

碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱震性能好，高溫強(qiáng)度高。在高溫下長(zhǎng)期使用也不軟化，不受任何酸堿的侵蝕，有良好的抗鹽性能，也不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕，質(zhì)輕，是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。缺點(diǎn)是在高溫下易氧化，不宜在氧化氣氛中使用。碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯（爐底、爐缸、爐身下部等）、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制品可以做反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。

3.堿性耐火材料

以鎂質(zhì)制品為代表。它含氧化鎂80%～85%以上， 以方鎂石為主晶相。生產(chǎn)鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經(jīng)高溫煅燒而成）等。對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性。純氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀(jì)50年代中期以來(lái)，由于采用了吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂，堿性耐火材料的產(chǎn)量逐漸增加，粘土磚和硅磚的生產(chǎn)則在減少。堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫?zé)峁ぴO(shè)備。

4.氧化物材料

如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、氧化鎂、氧化鈰和氧化釷等熔點(diǎn)在2050～3050℃。

5. 難熔化合物材料

如碳化物（碳化硅、碳化鈦、碳化鉭等）、氮化物（氮化硼、氮化硅等）、硼化物（硼化鋯、硼化鈦、硼化鉿等）、硅化物(二硅化鉬等)和硫化物(硫化釷、硫化鈰等)。它們的熔點(diǎn)為2000～3887℃，其中最難熔的是碳化物。

6.高溫復(fù)合材料

如金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。

三、性能

耐火材料的物理性能包括結(jié)構(gòu)性能、熱學(xué)性能、力學(xué)性能、使用性能和作業(yè)性能。

耐火材料的結(jié)構(gòu)性能包括氣孔率、體積密度、吸水率、透氣度、 氣孔孔徑分布等。

耐火材料的熱學(xué)性能包括熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、比熱、熱容、導(dǎo)溫系數(shù)、熱發(fā)射率等。

耐火材料的力學(xué)性能包括耐壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐磨性、蠕變性、粘結(jié)強(qiáng)度、彈性模量等。

耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重軟化溫度、重?zé)€變化、抗熱震性、抗渣性、抗酸性、抗堿性、抗水化性、抗CO侵蝕性、導(dǎo)電性、抗氧化性等。

四、生產(chǎn)工藝

根據(jù)制品的致密程度和外形不同，有燒結(jié)法、熔鑄法和熔融噴吹法等。 燒結(jié)法是將部分原料預(yù)燒成熟料，破碎和篩分，再按一定配比與生料混合，經(jīng)過(guò)成型、干燥和燒成。原料預(yù)燒的目的是將其中的水分、有機(jī)雜質(zhì)、硫酸鹽類(lèi)分解的氣體燒除，以減少制品的燒成收縮，保證制品外形尺寸的準(zhǔn)確性。原料在破碎和研磨后還需要經(jīng)過(guò)篩分，因?yàn)榕髁嫌刹煌６鹊姆哿线M(jìn)行級(jí)配，可以保證最緊密堆積而獲得致密的坯體。

為了使各種生料和熟料的成分和顆粒均勻化，要進(jìn)行混煉，同時(shí)加入結(jié)合劑，以增強(qiáng)坯料結(jié)合強(qiáng)度。如硅酸鋁質(zhì)坯料加入結(jié)合粘土，鎂質(zhì)坯料加入亞硫酸紙漿廢液，硅質(zhì)坯料加入石灰乳等。根據(jù)坯料含水量的多少，可以采用半干法成型(約含5%水分)，可塑法成型(約含 15%水分)和注漿法成型（約含40%水分）。然后進(jìn)行干燥和燒成。熔鑄法是將原料經(jīng)過(guò)配料混勻和細(xì)磨等工序，在高溫熔化，直接澆鑄，經(jīng)冷卻結(jié)晶、退火成為制品。如熔鑄莫來(lái)石磚、剛玉磚和鎂磚等。它們的坯體致密，機(jī)械強(qiáng)度高、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，抗渣性好，使用范圍不斷在擴(kuò)大。熔融噴吹法是將配料熔化后，以高壓空氣或過(guò)熱蒸汽進(jìn)行噴吹，使之分散成纖維或空心球的方法。制品主要用作輕質(zhì)耐火、隔熱材料。此外，還可制成粉狀或粒狀不定形耐火材料，臨用時(shí)以焦油、瀝青、水泥、磷酸鹽、硫酸鹽或氯化鹽等結(jié)合劑膠結(jié)，不經(jīng)成型和燒結(jié)而直接使用。

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