无机非工学 第二章 硅酸铝质耐火材料
硅酸铝纤维耐火材料的特性以及应用
淄博宇能窑炉科技有限公司硅酸铝纤维，又称陶瓷纤维，是一种新型轻质耐火材料。
熟料为原料，通过电阻或电弧炉熔炼，吹成纤维生产工艺。
该材料具有重量轻、耐高温、热稳定性、导热率低、热容量小、机械振动性好、加热、保温性能好、膨胀性好，通过特殊处理制成的铝硅酸盐纤维板、硅酸铝纤维毡、硅酸铝纤维毡、硅酸铝纤维毡制品。
模型密封材料具有导热系数低、耐高温、重量轻、使用寿命长、抗拉强度高、弹性好、无毒性等特点，是新型材料代替石棉，广泛应用于冶金、电力、机械、化工等行业的保温隔热。
技术特点：低导热系数，低热容量热稳定性和抗热震性抗压强度高，韧性好、耐腐蚀性能优异、优良的加工性能。
复合硅酸铝镁保温材料是以坡缕石、海泡石、膨润土、陶瓷纤维等。
以机械材料为主要原料。
复合保温材料是铝镁硅酸盐PH值在9以上是碱性材料，钢铁和有色金属材料的腐蚀。
该复合硅酸铝镁保温材料密度：优等品等于或小于180kg/m3一等品小于或等于220公斤/立方米的国家建筑材料测试中心检测产品350℃导热系数在0.080—0.082之间（导热系数350℃国际标准/ t17371规定是0.11），所以在高温隔热材料具有更大的优势。
在相同条件下，类似的材料厚度市场硅酸镁铝保温材料可以是3 - 20%。
保温性能，特别是高温和优异的热性能，保温层厚度减小，同时也减少了土地。
复合硅酸盐板即指复合硅酸盐(镁)保温材料，是一种新型的复合硅酸盐保温防火材料，具有海泡石、硅酸铝石棉纤维为原料，多种无机矿物填料的高光，原纤化、保温性能好、耐高温、吸声、重量轻、抗振、综合成本低，节省室内空间，属于高新技术产品。
泡沫玻璃是用破碎的玻璃、发泡剂、改性剂和发泡剂。
经过精细粉碎和均匀混合后，在高温下熔融、发泡、退火等无机非金属材料。
它是由大量的2毫米直径1毫米。
这声音超过50%的开孔泡沫吸声泡沫玻璃，超过75%的闭孔泡沫隔热泡沫玻璃，产品的密度是160-220千克/立方米可根据使用要求，通过生产技术参数的变化调整。
第二章铝硅系-2-08-2
33 30 25 20
1.5 2.0 2.5 3.0
1710 1670 1630 1580
15 15 17 17
4.0 3.5 3.0 2.5
半软质粘土
35 30 25
2.5 3.0 3.5
1690 1650 1610
17 17 17
2.0 1.5 1.0
31
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
高岭土
高岭石
高岭石粘土 （软质粘土） 高岭石 粘土岩 （半软质及 硬质粘土）
高岭石
高岭石
变水高岭石
针铁矿、褐铁矿、赤铁矿、金红石、锆英石、电气石、 长石、云母、菱铁矿、黄铁矿（白铁矿）、锐钛矿、板 钛矿、钛铁矿、榍石、磁铁矿、辉石、角闪石、绿廉石、 黝廉石、符山石、蓝晶石、磷灰石、柘榴石、锡石、方 解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海绿石、石膏、 绿泥石、三水铝石、勃姆石、水铝石、明矾石及其它粘 土矿物与有机物等。
7
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 3.3.2 杂质氧化物对硅酸铝质制品组成及性能的影响
不同半径过渡金属在莫来石中固溶量 不同过渡金属随固溶量增加莫来石组分变化
8
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
含V2O38.7wt.%莫来石
含Cr2O311.5wt.%莫来石
含Fe2O310.3wt.%莫来石
2 高铝砖 K2O 1.0%C 2.0%D C: D: L1315 =(C-c)/(c-1315℃）=6.4% L1315 =(D-d)/(d-1315℃）=13.8%
→B砖、D砖液相约为A砖、C砖的2.2倍。
16
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
Al2O3—SiO2—氧化铁系统
硅酸铝质耐火材料介绍
硅酸铝质耐火材料介绍1. 硅酸铝质耐火材料的定义硅酸铝质耐火材料是一种由硅酸铝矿物为主要原料制成的耐火材料。
它具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐热震性能，广泛用于各种高温工业领域。
2. 硅酸铝质耐火材料的主要特性硅酸铝质耐火材料具有以下主要特性：•耐高温：硅酸铝质耐火材料可以在高达1800°C的高温环境下保持稳定的性能，不发生软化和熔化。
•耐腐蚀：硅酸铝质耐火材料可以抵御各种酸、碱和溶解金属的侵蚀，适用于酸性、碱性和中性介质的工作环境。
•耐热震性：硅酸铝质耐火材料具有良好的热震稳定性，即在急剧变温的情况下，能够保持较高的强度和稳定性，不易发生开裂和损坏。
•体积稳定性：硅酸铝质耐火材料在高温环境中，不易发生体积膨胀和收缩，保持稳定的尺寸和形状。
•良好的导热性：硅酸铝质耐火材料具有良好的导热性能，可以快速将热量传导到其他部分，提高热设备的效率。
3. 硅酸铝质耐火材料的应用领域硅酸铝质耐火材料广泛应用于以下领域：硅酸铝质耐火材料在炼铁和炼钢行业中用于高炉、转炉、电炉等高温设备的内衬和炉壁。
它能够抵御高温和腐蚀性气体的侵蚀，保证炉内的稳定运行。
3.2 水泥制造业硅酸铝质耐火材料在水泥窑、熟料窑和煤粉窑等水泥制造设备中广泛应用。
它能够承受高温和碱性物质的侵蚀，在水泥生产过程中起到关键的保护作用。
硅酸铝质耐火材料在炼油和化工行业中用于石油炼制设备、催化裂化装置、加氢装置等高温设备的内衬和反应器。
它能够抵御酸性和腐蚀性介质的侵蚀，保证设备的稳定和安全运行。
3.4 火力发电行业硅酸铝质耐火材料在火力发电行业中用于锅炉、炉膛和烟道等高温设备的耐火衬里。
它能够承受高温和烟气腐蚀，提高锅炉的热效率和运行稳定性。
4. 硅酸铝质耐火材料的制备工艺硅酸铝质耐火材料的制备工艺主要包括原料选取、混合、成型、烘干和烧结等步骤。
原料选取：选择高质量的硅酸铝矿石作为主要原料，控制矿石中的杂质含量，如氧化铁和钙镁等。
混合：将硅酸铝矿石与适量的粘结剂和其他添加剂进行混合，以提高耐火材料的成形性和性能稳定性。
硅酸铝系耐火材料硅质耐火材料课件
VS
详细描述
高炉内衬需要承受高温、高压和化学侵蚀 等恶劣条件，因此需要选用具有良好耐火 性能和结构强度的硅质耐火材料。常见的 硅质耐火材料包括硅砖、硅质捣打料等。 在施工时，需要严格控制砌筑质量，确保 内衬的尺寸精度和表面平整度，同时采取 适当的维护措施，延长内衬的使用寿命。
案例二：连铸中间包内衬的选用及施工方法
良好的抗热震性能
硅质耐火材料具有较好的抗热 震性能，能在温度急变的情况 下保持稳定性。
良好的机械性能
硅质耐火材料具有较高的密度 和硬度，耐磨、耐压性能良好
。
硅质耐火材料的应用场景
高炉内衬
硅质耐火材料因其高温稳定性、化学 稳定性和良好的抗热震性能，广泛应 用于高炉内衬。
玻璃窑炉
玻璃窑炉内衬需要抵抗高温和化学侵 蚀，硅质耐火材料是常用的材料之一 。
采用清洁能源
在硅质耐火材料生产过程中，应 尽量采用清洁能源，如电力、天 然气等，以减少燃煤和燃油的使
用，从而降低污染物排放。
优化生产工艺
通过技术改造和升级，优化硅质耐 火材料的生产工艺，提高设备的能 源利用效率，减少能源浪费和排放 。
废弃物资源化利用
对于硅质耐火材料生产过程中产生 的废渣和废气，应进行资源化利用 ，如回收废渣制作建筑材料、废气 回收再利用等。
等方面的不同需求。技术创新能够开发出适应市场需求的新产品，提高
企业的市场竞争力。
硅质耐火材料的研发方向
提高热学性能
研发新型的硅质耐火材料，提高其热学性能，如热导率、热膨胀系 数等，以满足高温工业炉窑对材料的高温适应性要求。
提高抗腐蚀性能
针对化工、钢铁等领域的高温、高压、强腐蚀等极端环境，研发具 有优异抗腐蚀性能的硅质耐火材料。
硅酸铝质耐火材料介绍
4．耐热震性 850℃水冷循环仅3—5次。主要是由于刚玉
的热膨胀性较莫来石高，而无晶型转化之故。 提高高铝制品的耐热震性：改善制品的颗粒结构，降低细
粒料的含量及提高熟料临界颗粒尺寸和合理级配，以提高制品 的耐热震性。
根据矿物组成分类为： 低莫来石及莫来石质(A12O3 48—71.8％) 莫来石－刚玉质及刚玉—莫来石质(Al2O3 71.8—95％) 刚玉质(Al2O3 95—100％)
一、原料：高铝矾土（主要原料）、三石、工业氧化铝等。 二、生产工艺特点
与多熟料粘土质制品的生产工艺相似。烧成比粘土耐火制品因难得多 （二次莫来石化），条件控制更加严格。
踏实肯干，努力奋斗。2020年12月18日下午8时2分20.12.1820.12.18
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土砖可达50一100次或更高。原因主要是莫来石及整个制品的热膨胀 系数小(平均4.5－5.8×10／℃)，而且比较均匀，过程中不发生晶型 转变所引起的体积变比。而且熟科颗粒之间尚有许多裂纹，可以缓冲 应力作用。
6．抗渣性 抵抗弱酸性炉渣侵蚀的能力强，对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较
弱。提高制品的致密度，降低气孔率，能提高制品的抗渣性能。
3（Al2O3·2SiO2·2H2O）→3A12O3.2SiO2＋4SiO2＋6 H2O↑
高岭石
莫来石
耐火材料的应用原理
耐火材料的应用原理1. 引言耐火材料是一种具有高温稳定性、耐高温热疲劳性以及耐化学侵蚀性的材料，广泛应用于各种高温工业领域，如冶金、玻璃、陶瓷等。
本文将介绍耐火材料的应用原理。
2. 耐火材料的种类耐火材料可以分为无机非金属耐火材料和金属耐火材料两大类。
2.1 无机非金属耐火材料无机非金属耐火材料是指由无机非金属材料制成的具有耐高温和化学稳定性的材料，常见的有以下几种： - 耐火砖：主要由高纯度的二氧化硅、三氧化二铝等原料制成，具有较高的耐火性能和抗冲刷性能。
- 硅酸盐耐火材料：由硅酸盐类粘结剂和硅酸盐颗粒组成，能够耐受较高的温度。
- 碳材料：由高纯度的炭素制成，具有高温稳定性和优良的导热性能。
2.2 金属耐火材料金属耐火材料是指由金属材料制成的具有耐高温和化学稳定性的材料，常见的有以下几种： - 高温合金：由金属和非金属元素组成，具有较高的耐热性能和抗氧化性能。
- 不锈钢：由铁、铬和其他合金元素组成，能够在高温环境下保持良好的耐用性。
- 铜材料：由铜制成，具有良好的导热性能和抗腐蚀性能。
3. 耐火材料的应用原理耐火材料的应用原理主要涉及其物理和化学性质。
3.1 物理性质耐火材料的物理性质对其应用性能有重要影响。
以下是一些常见的物理性质及其应用原理： - 高温稳定性：耐火材料应具备较高的耐高温性能，能够在高温环境下保持结构稳定性和强度。
- 热膨胀性：耐火材料应具有适当的热膨胀性，能够在高温下承受热膨胀产生的应变，防止破裂。
- 导热性：耐火材料应具有良好的导热性能，能够迅速传导和扩散热量，以保证材料的温度均匀性。
- 密实性：耐火材料应具备一定的密实性，以提高其耐火性能和抗渗漏性能。
3.2 化学性质耐火材料的化学性质对其应用环境的酸碱性有一定要求。
以下是一些常见的化学性质及其应用原理： - 抗侵蚀性：耐火材料应具备抵抗酸碱侵蚀的性能，能够在酸碱性环境下保持稳定性和耐久性。
- 低氧化性：耐火材料应具有低氧化性，能够在高温氧化条件下防止材料的氧化破坏。
硅酸铝耐火材料的抗碱侵蚀性
积的变化评估耐火材料的抗碱侵蚀性ꎮ 此种方法可
以作为评估耐火材料抗碱性的比较方法ꎮ
抗碱性试验的第二种方法是坩埚法ꎮ 在制备好
的试样上挖出一个凹坑 ( 坩埚) ꎬ 往坑内填入碳 酸
钾ꎬ其数量根据坑的大小确定ꎬ在凹坑的上面用盖密
水泥回转窑烧成带硅酸铝耐火材料与碱发生反
７５％
Ａｌ２. ６９
３６. １
６２. ３
１７. ７
８. ４
２０. ７
９. ６
１ ９６０
１ ７１０
≥１ ７５０
> １５
> １５
> ３０
１ ３６０
１. ０９
１. １１
１ ４２０
１. ２７
１. ３０
１ ５６０
１. ９７
１. ７６
图 ３ 标记为«７５» 的试样状态
表 ２ 浇注试样的性能指标
指标名称
Ａｌ２ Ｏ３
ＣａＯ
体积密度 / ( ｇｃｍ－３ )
开口气孔率 / ％
耐压强度 / ＭＰａ
浇注料 Ａ 试样
７５. ９
１. ７０
２. ７５
１７. ７
５６. ５
图 ４ 标记为«３０» 的试样状态( 坩埚法测定)
图 ５ 标记为«３７» 的试样状态( 坩埚法测定)
因ꎬ将会导致耐火材料的线热膨胀系数和热导率发
生变化ꎬ从而使抗热震性变得差一些ꎮ 另外ꎬ温度的
波动也会导致耐火材料发生剥落ꎮ
在 Ａｌ２ Ｏ３ 含量为 ３０％~ ８０％ 的耐火材料中发生
反应时生成长石类矿物ꎬ同时耐火材料体积增大ꎬ达
性ꎮ 如果试验显示渗透的深度小于 ３ ｍｍꎬ并且没产
无机材料方面耐火材料技术总结
⽆机材料⽅⾯耐⽕材料技术总结绪论1、耐⽕材料的定义：耐⽕度不⼩于1580℃的⽆机⾮⾦属材料（传统定义）；耐⽕度不⼩于1500℃的⾮⾦属材料及制品（ISO的定义）。
2、耐⽕材料的分类按化学矿物组成分类：硅质耐⽕材料、镁质耐⽕材料、⽩云⽯质耐⽕材料、碳复合耐⽕材料、含锆耐⽕材料、特种耐⽕材料。
耐⽕材料按化学属性⼤致可分为酸性耐⽕材料（硅砖和锆英⽯砖）、中性耐⽕材料（刚⽟砖、⾼铝砖、碳砖）、碱性耐⽕材料（镁砖、镁铝砖、镁铬砖、⽩云⽯砖）。
根据耐⽕度的⾼低：普通耐⽕材料：1580～1770℃、⾼级耐⽕材料：1770～2000 ℃、特级耐⽕材料：>2000℃依据形状及尺⼨的不同：标普型、异型、特异型。
按成型与否分：定型耐⽕材料、不定型耐⽕材料。
按烧制⽅法分：烧成砖、不烧砖、熔铸砖。
第⼀章3、耐⽕材料是构筑热⼯设备的⾼温结构材料，⾯临：承受⾼温作⽤；机械应⼒；热应⼒；⾼温⽓体；熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。
4、耐⽕材料的性质主要包括化学-矿物组成、组织结构、⼒学性质、热学性质及⾼温使⽤性质等。
（1）化学组成：主成分是指在耐⽕材料中对材料的性质起决定作⽤并构成耐⽕基体的成分。
杂质成分耐⽕材料中由原料及加⼯过程中带⼊的⾮主要成分的化学物质（氧化物、化合物等）添加成分为了制作⼯艺的需要或改善某些性能往往⼈为地加⼊少量的添加成分，引⼊添加成分的物质称为添加剂。
（2）矿物组成耐⽕材料的矿物组成⼀般分为主晶相和基质两⼤类。
基质对于主晶相⽽⾔是制品的相对薄弱之处。
5、耐⽕材料中⽓孔体积与总体积之⽐称为⽓孔率。
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。
6、⽓孔产⽣的原因：1）原料中的⽓孔（原料没有烧好）；2）制品成型时，颗粒间的⽓孔。
7、耐⽕材料的⼒学性质是指制品在不同条件下的强度等物理指标，是表征耐⽕材料抵抗不同温度下外⼒造成的形变和应⼒⽽不破坏的能⼒。
耐⽕材料的⼒学性质通常包括耐压强度、抗折强度、耐磨性及⾼温蠕变等。
耐火材料资料整理
1.2.2 按化学矿物组成分类此种分类法能够很直接地表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用、科研上是常见的分类法，具有较强的实际应用意义。
（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。
硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成为磷石英和方石英，主要用于焦炉和玻璃窑炉等热工设备的构筑。
熔融石英制品以熔融石英为主要原料生产，其主要矿物组成为石英玻璃，由于石英玻璃的膨胀系数很小，因此熔融石英制品具有优良的抗热冲击能力。
如熔融石英质浸入式水口用于炼钢连铸中，具有较好的使用效果。
（2）硅酸铝质耐火材料此类材料通常亦称为硅铝质（或铝硅质）材料，在耐火材料领域中是用量最大、用途最广的类别，此类材料的应用范围几乎覆盖所有的工业窑炉，故亦可认为是最基本的耐火材料。
硅酸铝质耐火材料的主要化学成分为Al2O3和SiO2以及少量杂质，主要矿物成分随着含Al2O3量的不同分别为莫来石（3Al2O3•2SiO2）、刚玉（α- Al2O3）和莫来石、方石英。
按含Al2O3量的不同分为：○z半硅质耐火材料：Al2O3含量为15-30%;z 粘土质耐火材料：Al2O3含量为30-48%;z 高铝质耐火材料：Al2O3含量大于48%。
（3）镁质耐火材料镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO 含量大于80%的碱性耐火材料。
通常依其化学组成不同分为：z 镁质制品：MgO含量≥87%，主要矿物为方镁石；z 镁铝质制品：含MgO >75%，Al2O3一般为7-8%，主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgO•Al2O3）；z 镁铬质制品：含MgO>60% ，Cr2O3一般在20%以下，主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石;z 镁橄榄石质及镁硅质制品：此种镁质材料中除含有主成分MgO外，第二化学成分为SiO2。
镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2，前者的主要矿物成分为镁橄榄石和方镁石，后者的主要矿物为方镁石和镁橄榄石；z 镁钙质制品：此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙（2 CaO•SiO2）。
硅酸铝质矿物原料
Al2O3（无定形）→γ- Al2O3（结晶型） （930~960 ℃）
3γ- Al2O3 +6SiO2 （无定形）→A3S2+4SiO2 （无定形）
SiO2 （无定形）→SiO2 （方石英）
（1250~1300℃）
（一次莫来石）
＞1200℃ 主要为莫来石长大，至1500~ 1600℃结束，方石英 成玻璃相。
2）蜡石在加热过程中的气孔率变化
从试验中发现，各种蜡石的气孔率在900C以后， 均有明显下降，其中以高岭石质蜡石更为突出，这是因 为此蜡石还含有较多的云母类矿物，在900C以后有较 多的低共熔物出现的缘故。
3）蜡石的差热分析曲线
铝质蜡石（包括高铝质和水铝石质）的差热曲线上 有狭窄尖锐的吸热谷和放热峰。而叶蜡石质和硅质蜡石 吸热谷平缓，这是由于高岭石和水铝石急剧脱水造成的 。
多水高岭石 迪开石
变水高岭石 珍珠陶土 富硅高岭石
高岭石粘土 （软质粘土）
高岭石
多水高岭石 变水高岭石
迪开石
高岭石 粘土岩 （半软质及 硬质粘土）
高岭石
变水高岭石
少量成分（主要为杂质矿物成分）
常见的
石英、 长石、 黑（白） 云母、 水云母
石英 水云母 三水铝石
石英 水云母 水铝石 勃姆石
一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）
2.88
灼减 5.74 7.11 7.20 4.80 5.09
叶蜡石化学组成、结构与性质
1、化学组成与结构：
叶 蜡 石 化 学 式 为 Al2[Si4O10](OH)2 或 Al2O3.4SiO2.H2O，其中Al2O3占28.3%，SiO2 占66.7% ，H2O占5.0%。
叶蜡石为单斜晶系，是2:1型层状硅酸盐矿物，与滑石 相似，但叶蜡石中[Si2O5]2-组成的六方网层之间由“氢氧铝 层”来连接，而后者为“氢氧镁层”，即前者为二八面体型 ，后者为三八面体型 。
耐火材料硅酸铝质耐火材料综述课件
环保与可持续发展要求
节能减排
优化生产工艺，降低能耗和减少废弃物排放， 实现绿色生产。
资源循环利用
开展废弃硅酸铝质耐火材料的回收和再利用研 究，降低资源消耗和环境负担。
环保标准与法规
加强环保标准和法规的制定与实施，推动硅酸铝质耐火材料行业的可持续发展。
06
参考文献
参考文献
文中引用
在正文中引用参考文献时，需要注明引用文献的作者、年份、文章标题或书籍名称等信 息，并按照文中出现的先后顺序进行编号。
提高产品质量与性能的途径
1 2 3
优化原料配方 通过调整原料配方，控制材料的化学组成和显微 结构，提高其高温性能和使用寿命。
表面改性处理 对硅酸铝质耐火材料表面进行涂层、镀层或离子 注入等处理，改善其抗氧化、抗腐蚀和抗热震性 能。
新型复合技术 采用先进的复合技术，如热压复合、爆炸复合等， 实现材料的多功能化和高性能化。
根据矿物组成可分为高 岭石型、蒙脱石型和伊 利石型等。
02
根据生产工艺可分为烧 结型、熔融型和添加结 合剂型等。
03
04
根据使用温度可分为普 通硅酸铝质耐火材料和 高温硅酸铝质耐火材料。
根据形状可分为定形耐 火材料和不定形耐火材料。
02
硅酸铝质耐火材料的生产工酸铝质耐火材料的原材料主要 包括高岭土、长石、叶蜡石等， 选择时应确保原材料的质量和稳 定性，以满足生产要求。
陶瓷熔融用耐火材料
在陶瓷熔融过程中，硅酸铝质耐火材料能够承受高温和酸性熔渣的侵蚀，用于熔 融装置的炉衬等部位。
其他领域
玻璃工业
硅酸铝质耐火材料可用于玻璃熔炉的炉墙和炉底，承受高温 和玻璃液的侵蚀。
石化工业
在石化工业中，硅酸铝质耐火材料可用于裂解炉、加热炉和 反应器等设备中，具有较好的抗酸性气体和硫化物侵蚀性能。
耐火材料重点
第一章：1耐火材料的定义；耐火度不小于1580℃的无机非金属材料分类：按化学成份、矿物组成分类1）氧化硅质2）硅酸铝质3）氧化镁质4）刚玉质5）白云石质MgCa(CO3)2 6）尖晶石质Fe2MgO4 7）橄榄石质Mg2SiO4 8）碳质9）含锆质10）特殊耐火材料按化学性质分类；1）酸性耐火材料2）中性耐火材料3）碱性耐火材料3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。
4、按耐火度分类普通耐火材料（1580～1770℃）;高级耐火材料（1770～2000℃）;特级耐火材料（大于2000℃）。
按密度分：轻质(气孔率45%-85%)、重质生产过程中的基本知识，如一般生产工艺流程：原料加工→配料→混练→（成型）→干燥→烧成（熔制）→（成型）→检验→成品，配料（颗粒级配又称（粒度）级配，由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量，用百分数表示。
）混料使两种以上不均匀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为混练。
等内容；耐火材料行业存在的问题1）钢铁行业竞争激烈，面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求，除了要求长寿还要对钢水无污染3）研发有待加强，4）应注意可持续发展战略。
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发展水平，我国吨钢消耗水还较高。
（见下表）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。
，发展趋势：当今耐火材料的发展，一极是不定形化，而另一极则是定形耐火材料的高级化，概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。
着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。
等。
问题：1合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。
why?除了考虑熔点外，还要看它在自然界中存在的数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源广，成本低廉。
在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐数量最大占%。
浅议我国硅酸铝质耐火材料发展情况
高纯化、 品种不定形化发展。 国以来， 国制造 了不少具 建 我了丰 富的 生产 硅 酸 铝质 取
耐火材料 的经验 。耐火材料主要还是硅酸铝质 ， 占耐火材
料总量的 ８ ５％以上 ，高铝 质 和 不定 形 耐 火 材料 也 逐 年上
系列 为人工合成的碳化物， 硅化物 ， 硼化物 ， 氮化物这类难 熔化合物 以及金属． 陶瓷复合材料制成 的特殊耐火材料。 纯 氧化物制品不但具有很高的耐火度和致密度， 而且还有很 高的高温 结构强度， 良好的热震稳定性和化学稳定性。因
近 ２ 年来，硅酸盐铝质耐火材料 向优质高效方向迈 ０ 进， 粘土硅在逐年下 降， 高铝制 品逐年上升 ， 普通粘土砖总 量虽有下降趋势 ， 但在工业窑炉及热工设备上 的作用并没
金属光泽 、 随温度升高导电性减少、 相当高的导电性等 。 此
外， 这些化合物带有很高的硬度 ， 能用于切 削技术， 有很高
有半硅质 、 粘土质 、 高铝质及莫来石质砖等。 为适应近代技术的发展 ， 耐火材料也面临着一个新发
展， 这就要求耐火材料应用化学纯度高的原料， 使制品具有
致密度大， 耐温度急变 ， 在真空和各种气氛中能耐熔融金属
的侵 蚀 作 用 ， 以及 高温 机 械 强 度 高 ， 抵抗 蠕 变 等性 能 。 能
高铝砖 的， 使用达 １０次以上 。我国一级烧 高铝砖寿命达 ０ ３—７ 。焦炉用粘土砖 与 日本同类产 品质量相似 。我 国 １ 次 ４ 自 的莫来石板 ， 制 耐侵蚀、 无裂纹 、 光滑度 ， 不粘渣 等， 均优 于不烧 高铝砖， 国研制的鱼雷包用 的莫来石砖超过了 日 我
本标 准 指 标 。莫 来 石质 塞 头 砖 ， 厂 使 用 稳 定在 四 小 时 以 钢
耐火材料概述
耐火材料概述第一篇：耐火材料概述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。
耐火材料种类：1、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。
酸性耐火材料常用的有硅砖和粘土砖。
硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差。
硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。
粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。
2、碱性耐火材料一般是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。
例如镁砖、镁铬砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁橄榄石砖等。
主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉及水泥窑炉等。
3、硅酸铝质耐火材料是指以SiO2-Al2O3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（Al2O3 15~30%）、粘土质（Al2O3 30~48%）、高铝质（Al2O3大于48%）三类。
4、熔铸耐火材料是指用一定方法将配合料高温熔化后，浇注成的具有一定形状的耐火制品。
5、中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料，如炭质耐火材料和铬质耐火材料。
有的将高铝质耐火材料也归于此类。
6、特种耐火材料是在传统的陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的新型无机非金属材料。
7、不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当的液体调配后使用。
不定型耐火材料是一种不经煅烧的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃。
07370810耐火材料教学大纲
耐火材料Refractory Materials课程编号：07370810学分： 1学时：15 （其中：讲课学时：15 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：物理化学、材料科学基础、材料热加工工程适用专业：无机非金属材料本科四年级学生教材：《耐火材料》，薛群虎，徐维忠编，冶金工业出版社，2009年9月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：《耐火材料》是无机非金属材料专业的一门专业选修课程。
《耐火材料》的基本任务是通过课堂教学，使学生掌握耐火材料的组成、结构、性能以及制备工艺，掌握表征耐火材料性能的各项指标及测定方法，掌握各种耐火材料在工业窑炉中的实践技巧；培养学生正确选择和合理使用耐火材料、改进耐火材料性质方面的能力。
二、课程的基本内容及要求：一、绪论1、教学内容（1）本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务（2）耐火材料的定义、分类、生产工艺、性质和选用原则2、学习绪论的基本要求（1）了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；（2）了解耐火材料的定义、分类、生产工艺、性质和选用原则。
二、耐火材料的组成和性质1、教学内容（1）耐火材料的化学矿物组成化学组成、矿物组成、矿物的聚集状态（2）耐火材料的物理性质气孔率、密度、吸水率、透气度（3）耐火材料的力学性质常温耐压强度、高温耐压强度、抗折强度、弹性变形、塑性变形、高温蠕变性（4）耐火材料的热学性质和导电性热膨胀性、导热性、比热容、导电性（5）耐火材料的使用性质耐火度、荷重软化温度、高温体积稳定性、耐热震性、抗渣性（1）了解耐火材料的化学、矿物组成和矿物的聚集状态；（2）掌握耐火材料的物理性质、力学性质、热学性质和使用性质；（3）掌握表征耐火材料性能的各项指标及测定方法。
三、耐火材料的生产工艺1、教学内容（1）耐火材料所含元素在自然界中的分布及选择（2）选矿与提纯按粒度、形状、比重、浮选等方法进行选矿与提纯（3）原料的破、粉碎粉碎方式、粉碎流程、干法与湿法粉碎（4）原料的锻烧（5）耐火泥料的制备配料与混练（6）耐火材料的成型半干法成型、注浆成型、可塑成型、振动成型、热压成型等（7）耐火材料的干燥干燥过程、干燥制度（8）耐火材料的烧成烧成中的物理化学变化、烧结影响因素、烧成制度2、基本要求（1）了解耐火材料所含元素在自然界中的分布及选择；（2）掌握耐火材料的原料加工；（3）掌握耐火泥料的制备、耐火材料的成型、干燥和烧成。
耐火材料学
第一章绪论1.定义。
耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料（传统）。
或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（国标）。
2.填空。
耐火材料按化学性质可分为酸性耐火材料、碱性耐火材料、中性耐火材料；按供给形态可分为定型耐火材料和不定型耐火材料；按耐火度可分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料、超级耐火材料；按加工制造工艺可分为烧成砖耐火材料、熔铸砖耐火材料、不烧砖耐火材料。
按化学矿物组成可分为硅质耐火材料、硅酸铝质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、铬质耐火材料、锆质耐火材料、碳复合耐火材料、特种耐火材料。
（必考一种）3.不定型耐火材料的品种很多，主要有浇注料、可塑料、捣打料、干式料、喷射料、接缝料、挤压料、涂料、炮泥、泥浆等。
第二章耐火材料显微结构与性质一、耐火材料的显微结构1.填空。
耐火材料的性质包括：化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性能。
或耐火材料的性质包括：物理性质、使用性能和工作性能。
2.物理性质是指材料本身固有的特性，包括导热系数、热膨胀系数、热容等热学性质；常温与高温下的耐压强度、抗折强度、弹性模量、泊松比、断裂韧性等力学性质以及真密度、体积密度、气孔率（开口气孔率（显气孔率）、闭气孔率、真气孔率（总气孔率））、吸水率、透气度等表示材料致密程度的性质等等。
3.耐火材料的使用性能多半是指在使用条件下抵抗损毁能力的性能。
包括抗渣性、抗热震性、耐火度、高温荷重软化温度、高温蠕变性、高温体积稳定性（重烧线变化）等。
耐火材料的使用性能对其使用寿命有很大影响。
除了耐火度外，它们决定于材料的物质组成和显微结构，而耐火度主要与其化学成分有关。
4.耐火材料的工作性能主要指的是其在制造和施工过程中表现出来的性质，如在压制过程中泥料的可压缩性，浇注料在施工过程中的流动性等。
它们不像使用性能那样受到显微结构的影响，而是反过来对耐火材料的显微结构产生影响。
无机硅酸铝
无机硅酸铝无机硅酸铝是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用领域。
它是由铝离子（Al3+）和硅酸根离子（SiO4）通过离子键结合而成的。
无机硅酸铝具有许多特殊的物化性质，使其在工业生产和科学研究中得到广泛应用。
无机硅酸铝具有良好的热稳定性。
它可以在高温条件下保持稳定的化学结构，因此被广泛应用于耐火材料的制备中。
耐火材料是一种能够在高温下保持稳定性能的材料，常用于高温工业设备和高温窑炉的内衬。
无机硅酸铝可以作为耐火材料的主要成分，因其耐高温、耐腐蚀等特性而备受青睐。
无机硅酸铝还具有一定的吸附性能。
它的化学结构中存在许多孔隙和活性位点，可以吸附和催化许多物质。
这使得无机硅酸铝在催化剂、吸附剂和分离材料等领域有着广泛的应用。
例如，无机硅酸铝可以作为催化剂的载体，将活性组分负载在其表面，用于催化化学反应。
此外，无机硅酸铝还可以用于废水处理、气体吸附等环境保护领域。
无机硅酸铝还具有良好的电学性能。
它可以作为电子材料的重要组成部分，应用于电子器件的制备中。
例如，无机硅酸铝可以用于制备电容器、电阻器、电感器等元件，以及集成电路的绝缘层。
由于无机硅酸铝具有较高的电绝缘性能和稳定的化学性质，因此被广泛应用于电子工业领域。
除了上述应用外，无机硅酸铝还可用于制备陶瓷材料、玻璃材料、水泥和涂料等。
在陶瓷材料中，无机硅酸铝可以增强材料的硬度和强度，提高陶瓷制品的耐磨性和耐腐蚀性。
在玻璃材料中，无机硅酸铝可以作为玻璃的主要成分，赋予玻璃良好的透明性和稳定性。
在水泥和涂料中，无机硅酸铝可以作为填充剂和增稠剂，提高材料的流动性和抗渗透性。
无机硅酸铝是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用领域。
它的热稳定性、吸附性能和电学性能使其在耐火材料、催化剂、电子材料等领域得到广泛应用。
此外，无机硅酸铝还可用于制备陶瓷材料、玻璃材料、水泥和涂料等。
随着科学技术的不断发展，无机硅酸铝的应用前景将更加广阔。
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粘土砖的理化指标
氧化铝% 耐火度℃ 荷重软化温度℃ 显气孔率% 重烧线变化% 常温强度MPa ≮ ≮ ≮ ≯ 1450 ℃，2h ≮ 42 42 42 40 36 1750 1750 1750 1730 1690 1450 1430 1400 1350 1300 15 16 24 24 26 0～－0.2 0～－0.3 0～－0.4 0～－0.3 0～－0.5 58.8 49.0 29.4 24.5 19.6
T＝(360+ Al2O3-R)/0.228 2. 热膨胀系数比较小，在4.5～5.8×10－6℃－1，热 震稳定性比较好。
3. 高温荷重软化温度低（1300～1400℃），提高基质中Al2O3含 量，降低杂质含量，可使荷重软化温度提高。
4. 抗侵蚀性能：
A. 碱性氧化物的侵蚀：碱蒸汽或碱熔液在1000～1100 ℃时反应， 生成釉（Na2O· Al2O3· 2SiO2或Na2O· Al2O3· 6SiO2 ），固相分 解，结构破坏。 B. 酸性氧化物的侵蚀：SO3、Cl2，在600~1000 ℃下，与砖中 FeO、CaO、Al2O3等反应生成盐类，随温度升高而分解发泡， 把砖胀破；在还原气氛中，与砖中的FeO作用，在400～800 ℃ 下被还原为C，C在砖内沉积会产生很大内应力，使砖破裂。
不能制砖？ 2. 粘土砖荷重软化温度低的原因是什么？
3. 试说明高铝砖荷重软化温度与Al2O3含量的关系。
三、粘土砖的性质：
粘土质耐火材料是用天然的各种粘土作原料，将一部分粘土
预先煅烧成熟料，并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30～ 46%的耐火制品，属于弱酸性耐火材料。 1. 耐火度：耐火度较高（1600～1700 ℃），随Al2O3含量增多 而提高。
对于Al2O3在20～50%范围内的制品，其耐火度有经验公式：
第二节
硅酸铝质耐火材料
硅酸铝质耐火材料是以3和SiO2为基
本化学组成的耐火材料，品种有：半硅砖、粘
土砖、硅线石砖、莫来石砖、刚玉砖。
一、硅酸铝制品的物理化学特性：
二、二次莫来石化过程：
水铝石 脱水 刚玉化 高岭石 脱水分解 莫来石化
刚玉结晶 二次莫来石化 刚玉再结晶 莫来石再结晶
方石英
硅酸盐玻璃
一次莫来石晶体
硅酸盐玻璃
莫来石再结晶
α-Al2O3· H2 O
△
α-Al2O3（假相）+ H2O
△
Al2O3· 2SiO2· 2H2O
Al2O3· 2SiO2（偏高岭石）+2H2O
3（Al2O3· 2SiO2）＞950℃ 3Al2O3· 2SiO2+4SiO2 3· α-Al2O3+2SiO2 ＞1200℃ 3Al2O3· 2SiO2 二次莫来石化，伴随有+10%的体积变化。
四、高铝砖的性质：
1. 耐火度较高，＞1780℃。
2. 荷重软化温度：
高铝砖的理化指标
氧化铝% 耐火度℃ 荷重软化温度℃ 显气孔率% 重烧线变化% 常温强度MPa ≮ ≮ ≮ ≯ 1500 ℃，2h ≮ 75 65 55 48 1790 1790 1770 1750 1520 1500 1470 1420 23 23 22 22 －0.4 －0.4 －0.4 － 53.9 49.0 44.1 39.2
五、应用：
1. 粘土砖：价格低廉，热稳定性好，加工成型方便， 在使用温度不高，要求不苛刻的窑炉部位均可使
用，玻璃熔窑的池底、下层格子砖，被誉为万能
型的耐火制品。 2. 高铝砖：相对于粘土砖为好，成型窑玻璃液上部结 构，蓄热室墙、碹、格子砖。
思考题：
1. 依Al2O3－SiO2相图说明，Al2O3在0～15%间为什么