耐火材料碱性耐火材料-PPT
耐火材料第五章
→C4AF、C3A、C2F使CaO-MgO(2370 ℃)系统的始熔温度降低
900~1000℃。 C3S本身熔点高,但易与SiO2、MgO反应生成低熔物。所
以,提高白云石材料的高温性能,必须尽量降低Al2O3、氧化铁以及SiO2
等杂质。
二、化学组成对镁质制品性能的影响
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
Al2O3的影响 铝铁比A/F = 0.64 铝铁比A/F <0.64 铝铁比A/F >0.64 CaO-MgO-C3S-C4AF CaO-MgO-C3S-C4AF-C2F CaO-MgO-C3S-C4AF-C3A 1295℃ 1290 ℃ <1300 ℃
→C3A、C2F的影响相似。
2.0
C/S质量比
相组合
0
MgO M2 S 镁硅砖 1860
0-0.93
MgO M2 S CMS 1502
0.93
MgO CMS 1490
0.93-1.4
MgO CMS C3MS2 1490
1.4
MgO C3MS2 1575
1.4-1.87
1.87
MgO MgO C3MS2 C2S C2S 镁钙砖 1575 1890
矿物 M MK 2400 MA 2130 MF 1750 不一致 C3S 1900 分解 M2S 1890 C2S 2130 CMS 1498 不一致 C3MS2 1575
5
C2F 1435
熔点 2800 ℃
1、 MgO-C的氧化还原反应
1、MgO的稳定性随T↑, △G↑, 稳定性↓
CO稳定性随T↑,△G↓, 稳定性↑ 2、MgO的稳定性随P'Mg↑, △G↓,稳定性↑ CO稳定性随P'CO ↑, △G↑,稳定性↓
碱性耐火材料理论基础
1410
1380
→→尖晶石质耐火材料以MK为优,次要矿物:M2S、C2S, 尽量减少CMS和C3MS2。
第五章 碱性耐火材料
◆ C2S(2130℃)和MA(2135℃) 为高耐火物相,但其共熔点为 1418℃。
◆ MK熔点2400℃,故C2S-MK共 熔点>C2S-MA
MA-MK-C2S系
◆ 随着尖晶石中Cr2O3/Al2O3↑, 尖晶石相在硅酸盐熔液中溶解度 ↓,液相量↓
2800 2400 2130
1890 2130
第五章 碱性耐火材料
(1) MgO-FeO系
MgO能吸收大量FeO 而不生成液相。
第五章 碱性耐火材料 (2)MgO-Fe2O3系
MgO吸收大量Fe2O3后耐火度仍很 高,抗含铁
第五章 碱性耐火材料
(3)MgO-R2O3系
第五章 碱性耐火材料
1650℃条件下,形成的 液相量: L1>L2>L3
1650℃条件下,尖晶 石在液相中的溶解度: L1,>L2,>L3,
MA-MK-C2S系1650℃部分等温截面示意图
第五章 碱性耐火材料
尖晶石在硅酸盐液相的溶解度顺序: Cr2O3<<Al2O3<Fe2O3
第五章 碱性耐火材料
→→固化温度变化规律与尖晶石-硅酸盐系统固化温度基本一致。
第五章 碱性耐火材料
(6) MgO-CaO-SiO2系
CaO-MgO-SiO2系固面图
第五章 碱性耐火材料
镁质耐火材料的CaO/SiO2和相组合的关系
C/S 分子比 C/S 质量比 相组合 0 0 MgO M2 S 0-1.0 0-0.93 MgO M2 S CMS 1502 1.0 0.93 MgO CMS 1-1.5 0.93-1.4 MgO CMS C3MS2 1490 1.5 1.4 MgO C3MS2 1.5-2.0 1.4-1.87 MgO C3MS2 C2S 1575 2.0 1.87 MgO C2S
碱性耐火材料-(精)
MgO-ZrO2
• 合成:
原料:菱镁矿(镁砂)、锆英石、ZrO2
方法:电熔法、烧结法
• 品位:
ZrO2含量、SiO2含量、杂质、体积密度、显微结构
1.6 镁碳料(MgO-C)
• 镁砂、石墨、抗氧化剂混合、造粒 • 用后镁碳砖破碎料 • 用于镁碳浇注料
二、碱性耐火材料
2.1 镁砖
2.2 镁钙质耐火材料 2.3 镁铬砖 2.4 镁尖晶石砖 2.5 碱性不定形耐火材料
• 品位:
MgO CaO含量、杂质含量、体积密度、抗水化性能
超高温烧成 添加物
抗水化性能
显微结构特征
碳酸化处理 复合处理
浸渍处理
1.3 镁铝尖晶石料(MgO-Al2O3)
• 种类:
标准尖晶石(MgO ·Al2O3) 富铝尖晶石( Al2O3 - MgO ·Al2O3 ) 富镁尖晶石(MgO - MgO·Al2O3)
以纳米技术为基础的新型结合剂
镁铝凝胶粉或凝胶 铝凝胶粉或凝胶 镁铬胶粉或或凝胶
实验室制备的镁铬浇注料试样 指标:水分<4%,显气孔率约13% 研究目标:取代高温烧成镁铬砖 优点:
环境相对友好 节能,不需要高温烧成
2.4 镁尖晶石砖
• 碱性砖采用弹性技术,提高砖的抗应力破坏
终渣改性料(溅渣护炉用)——取代轻烧镁球 轻烧MgO+白云石+C
3)
自蔓燃镁质大面补炉料——取代水剂镁质沸腾料 镁砂+沥青(或树脂)+硬化剂+增强剂 无C快硬大面补炉料
4)
镁质喷补料
磷酸盐结合半干法喷补料 干法喷补料
5)
铝镁浇注料
铝尖晶石浇注料 尖晶石-MgO浇注料
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
8
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。
9
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。
10
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
耐火材料基础知识PPT课件
2021
3
耐火度
★ 耐火度是指耐材在无荷重时抵抗高温 作用而不融化的性能。 影响耐火度的因素
★ 主要是耐火制品的化学成分,矿物组成及其分 布状态;各种杂质成分特别是具有强溶剂作用 的成分会严重降低制品的耐火度;成分分布不 均同样也会降低制品的耐火度:
★ 值得一提的是,耐火度虽然是判定耐火材料质量 尤其是化学纯度的一个指标,但在该温度范围材 料已不再具有结构强度和机械强度,故认为耐材 的耐火度越高,使用温度越高和越耐用的看法是 不正确的。
2021
7
热震稳定性
★ 耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破 坏的性能称为热震稳定性,通常用加 热试样后可经受水冷或风冷的次数或 热震后残余强度的保持率来表示;
★ 影响耐火制品抗热震的主要因素为制品 的物理性能和显微结构,特别是热膨胀 性、热导率等;一般来讲,耐火制品的 热膨胀率越大,抗热震性越差;制品的 热导率越高,抗热震性越好。
3.对于氧离子紧密堆积结构的氧化物,由于氧离 子紧密接触以及相互热振动,一般热膨胀系数较 大,如氧化镁、氧化非同向性晶体中,其热膨胀的各向异性十分 明显,各晶轴方向的热膨胀系数不等; 5.结构上高度各向异性的材料,其体积膨胀系数 都很小,可作为一种优良的抗热震材料,如瑾青 石;
2021
4
荷重软化温度
★ 荷重软化温度是指耐材制品在承受恒定荷载和 持续升温条件下,产生一定变形量对应的温度, 是耐材制品在荷重、升温及时间的综合作用下 性能的特征值。
★ 荷重软化温度的测定一般是加压0.2MPA(隔热 定形耐材制品0.05MPA),从试样膨胀的最高点 压缩至它原始高度的0.6%为软化开始温度(国际 标准为0.5%),4%为软化变形温度,40%为变 形温度。
耐火材料PPT课件
三、耐火材料的热学及电学性质
❖ 1.热膨胀性 包括线膨胀系数和体积膨胀系数; ❖ 2.导热性 导热系数; ❖ 3.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) ❖ 4.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。
10
❖ 6. 按标准和尺寸分为:
❖
标准砖;
❖
异型砖;
❖
管形材;
❖
耐火器皿;
11
❖ 7. 按使用场合:
❖
冶金用;
❖
水泥窑用;
❖
玻璃窑用;
❖
陶瓷窑用;
❖
锅炉用。
12
三、耐火材料的组成
❖ 1.化学成分:主成分、杂质成分(有害)和外 加组分(有益);
❖ 2. 物相组成:主晶相、次晶相和基质。
13
第二节 耐火材料的性质
而不易损毁的性能。 ❖ 6. 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。
21
第三节 耐火材料的生产过程
22
❖ 原料加工→配料→混炼→(成型)→干燥→烧 成(熔制)→(成型)→检验→成品
❖ 即耐火材料的生产过程与陶瓷或玻璃的生产过 程相似。
23
第二章 耐火材料各论
33
第三节 镁质耐火材料
34
为典型的碱性耐火材料。种类较多。
24
第一节 硅质耐火材料
25
为典型的酸性耐火材料。
26
一、二氧化硅的相变
❖ 不同晶型之间的转变称为迟钝型转变,如:石 英→鳞石英→方英石。是不可逆的。
❖ 同一晶型之间的转变称为快速型转变,如:α石 英→β石英→γ石英。是可逆的。
耐火材料基础知识ppt课件
.
耐火材料是一个很大的概念范畴。不仅仅是我们生产实习中看到的砖 头,而是各种形状,各种结构,多种材料的有机复合等。
17
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。
.
.
镁铁砖
.
.
.
.
1、硅质原料:
硅微粉主要包括:硅灰、硅石微粉体、熔融石英微粉 硅灰:球状,d<1μm。 SiO2 >90%,是生产硅铁合金时产 生的工业副产品。主要用于不定形耐火材料、碳化硅窑具。
.
2.半硅质耐火原料 包括:叶蜡石、硅藻土等,其中SiO2大于65%。 叶蜡石(Al2O3 • 4SiO2 • H2O)砖主要应用于普通钢包,也可 用于铁水包,效果优于粘土砖。 硅藻土:主成分为SiO2,呈疏松土状,空隙率达80%~90 %,能吸收本身重量1.5~4倍的水。主要用于生产保温材料 ,填料和滤剂等。 工业电瓷:主要成分Al2O3 、SiO2 以及K2O等
耐火材料在各行业用量:
2010年耐火制品产量约为 2000-3000万吨
有色、化工
13% 建材
17% 钢铁冶金
70%
3
钢铁冶炼过程
采矿
选矿
烧结 炼焦
炼铁
三脱 炉外精炼
LF精炼炉 ANS-OB
喂丝 VD真空脱气 RH真空处理
转炉炼钢 连铸
轧钢
耐火材料的应用
炼铜的闪速炉
3万吨/年硫化碱 生产线
无机化学 有机化学 分析化学 物理化学 硅酸盐物理化学 材料科学基础
.
耐火材料讲义PPT课件
04 耐火材料的应用领域
钢铁工业
熔炼与连铸
耐火材料用于制造钢包、中间包 、滑动水口等,保护钢水不被氧 化,提高产品质量。
轧钢与锻造
耐火材料用于制造加热炉炉衬, 减少能源损失,提高加热效率。
有色金属工业
铝冶炼
耐火材料用于制造铝熔炼炉炉衬,保护铝液不被氧化,提高铝产品质量。
06 案例分析:某耐火材料公 司的成功经验
公司概况与市场定位
公司成立时间
01
成立于XXXX年,是国内较早进入耐火材料行业的公司之一。
公司规模
02
拥有员工XXX余人,其中研发人员占比XX%。
市场定位
03
专注于高端耐火材料的研发、生产和销售,服务于国内外钢铁、
有色金属、玻璃等高温工业领域。
技术创新与产品开发
公司建立了专业的客户服务团队,为客户提供全方位的技术支持和售后服务,及时解决客户问题,提 高客户满意度。
环境友好与可持续发展
环境友好
公司注重环境保护,采用环保材料和工 艺,减少生产过程中的环境污染。
VS
可持续发展
公司积极履行社会责任,推动产业升级和 绿色发展,实现可持续发展。
THANKS FOR WATCHING
铜冶炼
耐火材料用于制造铜熔炼炉炉衬,保护铜液不被氧化,提高铜产品质量。
陶瓷与玻璃工业
陶瓷烧成
耐火材料用于制造陶瓷烧成窑炉的炉 衬,保护陶瓷制品不被氧化或污染。
玻璃熔炼与连铸
耐火材料用于制造玻璃熔窑的炉衬和 玻璃液输送管道,确保玻璃液的纯度 和质量。
能源与环保领域
煤化工
耐火材料用于制造煤气化炉炉衬,保护炉体免受高温和化学侵蚀。
碱性耐火材料
铝镁质材料细粉中MgO/SiO2比 对线变化的影响(1500℃,3h)
氧化硅微粉对铝镁质材料膨胀性能的影响
4) 以铝矾土取代刚玉的对比
△MA-M2S-M2A2S5 △MA-M2A2S5-M4A5S2 △MA-A3S2-M4A5S2 它们无变量点<1500℃ △MA-A-A3S2(1578 ℃) △M-MA-M2S (1710 ℃) ∴ 基质组成点一般选择 在△M-MA-M2S 内。
四、钢包铝镁系材料的组成设计
渣线——耐熔损性; 包壁——抗结构剥落和热剥落,耐熔损性 ; 包底——抗结构剥落和热剥落,机械剥落,耐熔损性 。
包壁: Al2O3 -----抗结构剥落和热剥落强,但抗熔损差; MgO -----抗熔损性强,但抗结构剥落和热剥落差。 → Al2O3+ MgO复相耐火材料 ◆ 高纯铝镁系材料(刚玉-尖晶石或刚玉-氧化镁) ——主要用于大、中型钢包 ◆ 矾土-尖晶石材料 ——主要用于中、小型钢包
3) 尖晶石引入形式的比较
以MgO形式引入原位反应生成尖晶石
MgO含量与熔渣侵蚀 指数之间的关系
MgO含量与熔渣渗透ห้องสมุดไป่ตู้指数之间的关系
硅微粉可吸收尖晶石反应中体积膨胀,但应控制其掺加数量。
A:Al2O3-MgO-CaO材料 B:Al2O3-MA-CaO材料 C:Al2O3-MgO-CaO-SiO2材料 D:Al2O3-MA-CaO-低SiO2材料 E:Al2O3-MA-CaO-高SiO2材料
Al2O3-MgO-SiO2系1600℃等温截面图
作业:
刚玉—尖晶石或矾土—尖晶石材料主要使用 在那些部位?尖晶石一般以何种形式引入?加 入量如何控制?
1、钢包铝镁系材料抗渣机理
Al2O3+ MgO复相耐火材料 耐火材料主要矿相:刚玉、镁铝尖晶石、方镁石 熔渣主要成分:CaO,SiO2,FeO,MnO等
碱性耐火材料
碱性耐火材料碱性耐火材料是一种在高温下具有优异抗碱性和耐火性能的材料,广泛应用于冶金、建材、化工等行业。
它们主要由氧化钙、氧化镁、氧化铝等多种原料通过混合、成型、烧结等工艺制成。
碱性耐火材料具有优异的化学稳定性和热稳定性,能够在高温、碱性气氛下长时间稳定地使用,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
首先,碱性耐火材料在冶金行业中扮演着重要的角色。
在冶炼炉、转炉、电炉等设备中,碱性耐火材料被广泛应用于内衬、炉墙、炉顶等部位。
这些部位在高温下需要承受金属熔体的侵蚀和气体的腐蚀,因此对耐火材料的性能要求非常高。
碱性耐火材料具有优异的抗碱性能和耐火性能,能够有效地保护设备不受侵蚀,延长设备的使用寿命,提高生产效率。
其次,碱性耐火材料在建材行业中也发挥着重要的作用。
在水泥窑、玻璃窑、石灰窑等设备中,碱性耐火材料被广泛应用于内衬、窑壁、窑顶等部位。
这些部位在生产过程中需要承受高温和碱性气氛的侵蚀,因此对耐火材料的性能要求同样非常高。
碱性耐火材料能够有效地抵抗碱性气氛的侵蚀,保护设备不受损坏,确保生产的顺利进行。
此外,碱性耐火材料还被广泛应用于化工行业。
在氯碱化工、磷化工、硅酸盐化工等生产过程中,碱性耐火材料被用于制造反应釜、蒸发器、干燥炉等设备的内衬和衬板。
这些设备在生产过程中需要承受高温和碱性介质的侵蚀,因此对耐火材料的性能要求同样非常高。
碱性耐火材料能够有效地抵抗碱性介质的侵蚀,保护设备不受腐蚀,确保生产的安全进行。
综上所述,碱性耐火材料在冶金、建材、化工等行业中发挥着重要的作用,具有广阔的市场前景和发展空间。
随着我国工业化进程的加快,对碱性耐火材料的需求将会不断增加,因此相关企业应加大技术研发和产品创新力度,提高产品质量和性能,以满足市场的需求。
同时,政府部门也应加大对碱性耐火材料产业的支持力度,推动行业的健康发展,促进我国工业的转型升级。
相信在各方的共同努力下,碱性耐火材料产业一定能够迎来更加美好的发展前景。
耐火材料(6)碱性耐火材料
一、镁铝尖晶石 1.原料合成 •烧结法 •熔铸法
2.镁铝尖晶石耐火制品的性质。
气孔率很低(小于9%),体积密度达3.22—3.23g/cm3。 常温和高温强度很高,荷重软化温度1700一1750℃,抗蠕变能力也 很强。抵抗硅酸盐与含铁熔渣能力强。 在真空中的挥发性小。由于热膨胀系数较低(8.2×10-6/℃),故 耐热震性也较好,1300℃水冷循环达6—13次。体积稳定性很好。
第一节镁质耐火材料二结合相1mgo?r203镁铁镁铝镁铬尖晶石熔点和分解温度较高铬铝铁r203固溶于方镁石有助于烧结铁铬铝2硅酸盐相性性4第一节镁质耐火材料m2scmsc3ms2c2s三各种镁质耐材的性质和应用各种镁质耐火材料的耐火度一般皆高于1920抗碱性渣侵蚀的能力也强但依结合相的种类性质数量和分布的不同制品的性质也有一定差别
14
>41% <40%
<11%
<3%
不限 <1%
<3%
1710℃
说明:我们也可以按照客户的特殊粒度要求进行生产加工。
作业: 整理碱性耐火材料体系,包括其主晶相、结合相、 原料、分类、性质和应用等。
16
尖晶石耐火材料
镁铝尖品石质耐火材料:以镁铝尖晶石为主晶相或以镁铝尖晶 石与方镁石或与刚玉共同构成主晶相。 铬质和铬镁质耐火材料:以镁铬尖品石为主晶相或以镁铬尖晶 石与方镁石或与Cr2O3共同构成主晶相的。
稳定性白云石熟料的细粉可作为结合材料——白云石水泥。 可代替镁砖使用,主要用于炼钢炉的副炉底和炉衬的安全 层、加热炉均热床和高温段炉底,以及水泥窑高温带、化 铁炉和盛钢桶的内衬.
13
第二节 白云石质耐火材料
第三节 镁橄榄石质耐火材料
主晶相镁橄榄石(M2S)占65%-75%; 弱碱性耐火材料,可用于高温下受重负荷较大的情况; 用作有色冶金炉的炉衬材料,炼钢转炉和电炉的安全衬,