耐火钢的开发与应用综述
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高性能耐火耐候建筑用钢的 出现及应用
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炼钢用耐火材料的技术进展和开发趋势
#" 耐火材料用量 图 & 显示了过去 &# 年高炉和炼钢耐火材料 单耗的变化。总的耐火材料单耗趋于减少， 最近 达到了 ’ () * + 的水平。就耐火材料的种类而言， 耐火砖和不定形耐火材料也趋于减少。关于不定 形化的发展， 不同工序都有一定程度的进展。 $" 炼钢用耐火材料的最新进展 "- &! 铁水预处理用耐火材料 随着上世纪 .# 年代开始实施铁水预处理， 混 铁车、 铁水包等铁水运送设备的耐火材料已从黏 土砖改成了 /0" 1% 2 345 2 5 砖。后来， 开发了渣 线用低 341" 的 /0" 1% 2 345 2 5 砖， 材质进一步得 到了改进。目前主要使用进口砖， 期待降低耐材 单耗。还采用湿式喷射方式进行修补。 "- "! 转炉用耐火材料 转炉用耐火材料使用镁碳砖大约已有 "# 年 的历史。随着铁水预处理比例的扩大， 以及渣中 6)1 提高等操作条件的改善， 转炉寿命能稳定达
图 &! 高炉和炼钢耐火材料单耗的变化
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炼钢用耐火材料的技术进展和开发趋势
（ 日） 丹村 洋一
摘要! 综合论述了近期日本钢铁工业用耐火材料的使用和发展状况。详细介绍了从铁水预处理到连铸各个 工序炼钢耐火材料的应用和热点研究情况。提出了今后耐火材料的主要发展趋势， 包括涉及耐火材料的环 境、 节能和用后耐火材料的回收利用等目前人们普遍关注的问题。 关键词! 耐火材料! 寿命! 不定形化! 单耗
世! 界! 钢! 铁 转炉炉衬采用了不同种类的镁碳砖以实现均 衡筑衬。而且， 对于关键部位， 采用可靠性和耐用 性高的砖砌筑； 对于使用条件不苛刻的部位采用 低档砖砌筑， 达到长寿命和降低耐材单耗。最近， 风口和风口周围砖以外的部位几乎全部采用进口 砖替代。 针对损毁严重、 对转炉寿命起决定作用的部 位， 由于各个钢厂的转炉形式和操作情况不同， 出 现了底吹转炉的风口以及周围炉底砖的损毁， 炉 口耐火材料的剥落等问题， 相应地都在进行课题 研究。炉衬材质的改善也在继续进行。最近有文 献报道， 通过控制弹性率和减小膨胀等有望改善 抗剥落性。也有文章报道， 采用特殊石墨， 低弹性 率的风口砖， 耐用性是原来的 " 倍以上， 达到了 # $$$ 炉。针对炉口周围耐火材料的剥落问题， 采取倾斜式砌炉或采用整体浇注， 主要从结构上 进行改进。倾斜式砌炉法也适用于从炉底到炉身 的弯曲部位， 认为由于应力缓和减轻了损耗。 "% &! 钢包用耐火材料 自从上世纪 ’$ 年代后半期开始使用铝尖晶 石质浇注料以来， 钢包衬的不定形化一直在不断 发展， 现在， 包壁一般使用不定形耐火材料。后 来， 铝镁质浇注料得到开发使用， 湿式喷射施工和 修补的应用等， 大幅度提高了钢包的寿命， 也减少 了施工时间。关于包底， 不定形化也在推进， 冲击 区采用低水分致密预制块， 提高了寿命。关于钢 包渣线， 有报道显示， 为了钢包整体不定形化， 对 渣线用高耐侵蚀性不定形材料进行了开发研究， 并进行了使用试验。但由于不定形耐火材料的耐 用性不够， 目前渣线一般还是采用镁碳砖。为改 善钢包保温性能， 开发了低导热镁碳砖。为防止 超低碳钢冶炼时增碳， 开发了超低碳镁碳砖。这 些都是为了提高钢包功能而开发的镁碳砖。渣线 用镁碳砖与转炉用一样， 主要使用进口砖。最近 的热点是， 采用纳米碳以使镁碳砖低碳化， 也有纳 米镁碳砖实炉使用试验的报道。 "% #! () 脱气用耐火材料 () 脱气真空槽用耐火材料， 一直采用镁铬 砖施工， 但由于用后砖的处理以及因高温烧成耐 火材料的制造成本较高等问题， 改为使用镁碳砖 和刚玉尖晶石浇注料等， 各大钢厂正在推进 () 炉衬的无铬化。 "% *! 中间包用耐火材料 中间包耐火材料与钢包耐材一样， 从上世纪
建筑结构用耐火钢的开发
建筑结构用耐火钢的开发1背景耐火钢是指能够承受火灾的钢材。
钢材一旦遇到高温，强度就会下降。
一般说来，当温度超过350℃时，钢材的屈服应力（屈服强度）会下降到常温标准值的2/3以下。
因此，钢结构建筑物一旦遇到火灾时会出现屈服强度低于结构用钢材所要求的强度。
根据建筑标准法等的要求，规定发生火灾时的钢材容许温度一律要达到350℃，同时规定为使住宅楼、百货商店、宾馆等建筑物和街道两侧建筑物在发生火灾时钢材的温度不会超过350℃，有义务采用耐火涂层保护钢骨。
随着建筑物的超高层化和建筑设计技术的不断提高，日本建设省（现日本国土交通省）综合技术开发小组重新修订了耐火设计标准，并于1987年3月实施了《耐火设计新方法》。
它不是根据以往的建筑标准法等技术条件说明书的规定进行修订的，而是根据建筑物的火灾条件、设计条件和使用材料的性能来综合评价建筑物的防灾安全性。
这意味着尽管以往规定了钢材容许温度为350℃，但只要在发生火灾时能够维持永久容许应力强度（常温屈服强度的2/3），在此前提下减少耐火涂层乃至不使用耐火涂层的设计也是可能的，这为耐火钢的问世奠定了基础。
钢的高温强度是耐火钢开发的基础，本文就合金元素和显微组织对钢高温强度的影响和耐火钢的转炉冶炼及厚板轧制的特性进行介绍。
2 耐火钢的保证温度建筑结构用耐火钢是一种新开发的建筑用钢材，它是通过提高钢材的高温屈服强度，实现耐火涂层的大幅度减少或无涂层钢骨结构。
高温强度钢材的研究以耐热钢为主，它主要用于中高温压力容器、锅炉管等。
其使用条件以高温长时间为前提，要求具有10万小时的抗蠕变性能。
相比之下，耐火钢耐火时间因建筑层数的不同而不同，但法定的耐火时间最高不超过3h。
另一方面，即便说是耐火钢，终究也还是建筑结构用钢，因此理所当然地要具备常温时的强度，同时必须具备抗震性（低屈服比）和焊接性等基本特性。
一般说来，火灾温度为1000℃左右时，耐火钢的容许温度设定在多少度才可以维持钢结构必要的屈服强度（常温标准屈服强度的2/3），这一点从经济合理性的观点来看是关键点。
耐火钢
参考文献：[1]贺静.耐火钢的耐火机理研究.西华大学硕士论文
由上述文献中提供的4种类型的耐火钢金相组织 图中可以看出: 一、室温组织均含有：粒状贝氏体+珠光体+铁素 体 二、高温组织均含有：多边形铁素体+粒状贝氏 体+少量珠光体
通常混合添加Mo, Cr 等微合金元素可使耐火钢获得铁素体+ 珠光体 + 针状铁素体( 或下贝氏体) 的混合组织。 有研究指出[1]：针状铁素体或贝氏体可以有效提高耐火钢的高温强 度。因此，针状铁素体或者粒状贝氏体是耐火钢耐火的有效组织成分。
A、钢的微合金化 B、降低C含量
提高高温强度最 为有效的元素， 但它们很贵重， 会增加成本
单独添加Nb 可增加 钢的室温和高温强 度，N b、 Mo 复合 添加是提高钢高温 强度的有效途径
微合金元素
Si在钢中不仅可以 可以促进铁素体的 形成，还可以抑制 渗碳体的长大，提 高钢的高温强度。 Mn主要起到脱氧防 止热脆性的作用
Ti和V在耐火钢的作 用与Nb相似，可以 增加钢的高温强度， 改善钢焊接后的塑 韧性
参考文献：[1]完卫国. 吴结才.耐火钢 的开发与应用综述
根据耐火钢的性能要求, 各国对多 种合金系的耐火钢进行了研究, 目前生产的 耐火钢有Mo-Nb , Mo-Nb-T i, Mo-V, Mo-CrNb, Mo-Cr-N b-V合金系钢等, 为提高钢的耐 候性, 还研制了Mo-Cr-Cu , Mo-Cr-Cu-V-T i-Ni合金系钢[1—5]。
mn主要起到脱氧防止热脆性的作用提高高温强度最为有效的元素但它们很贵重会增加成本ti和v在耐火钢的作用与nb相似可以增加钢的高温强度改善钢焊接后的塑韧性单独添加nb可增加钢的室温和高温强mo复合添加是提高钢高温强度的有效途径参考文献
炼铁用耐火材料的现状及发展趋势
炼铁用耐火材料的现状及发展趋势
炼铁用耐火材料是冶金行业中必不可少的重要材料。
随着钢铁工业的不断发展，炼铁用耐火材料也在不断进化和改进。
目前，炼铁用耐火材料的现状和发展趋势主要表现在以下几个方面。
一、高温耐火材料
高温耐火材料是指能够承受高温环境下的热应力和热冲击的材料。
在炼铁过程中，高温耐火材料广泛应用于高炉炉身、炉喉、炉底等部位。
目前，高温耐火材料的发展趋势是在保证性能的前提下，增加材料的耐久性和使用寿命。
二、封闭衬材料
封闭衬材料是指能够有效地防止铁水、渣、气体等物质进入炉壳内部的材料。
在高温高压的环境下，封闭衬材料不仅需要具备良好的耐蚀性和耐高温性能，还需要具备较高的强度和稳定性。
目前，封闭衬材料的发展趋势是加强材料的耐蚀性和抗侵蚀能力。
三、炉衬材料
炉衬材料是指能够承受高温炉气和炉渣侵蚀的材料。
在高炉内部，炉衬材料广泛应用于炉壁、炉喉、炉底等部位。
目前，炉衬材料的发展趋势是提高材料的耐久性和使用寿命，并增加材料的耐高温性能和耐蚀性能。
四、新型耐火材料
新型耐火材料是指在传统耐火材料基础上，采用新材料或新工艺生产的高性能耐火材料。
新型耐火材料在炼铁过程中具有较高的使用
效率和优异的性能表现。
目前，新型耐火材料的发展趋势是不断探索新材料和新工艺，在提高性能的同时降低成本。
总之，炼铁用耐火材料的现状和发展趋势是不断进化和改进的。
未来，随着科技的发展和需求的增加，炼铁用耐火材料将不断提高性能和降低成本，为钢铁工业的发展提供更加优质的材料保障。
耐火钢的开发与应用综述
１ 耐火 钢 的性 能 指 标
耐火钢研 制 的关键 之一 是设 定希 望它 达到高 温强 度下 的耐 火温 度． 欧洲 的 Ｃ ｅ ｓｔＬ ｉ 在 ｒｕ ｏ— ｏｒ ｅ炼
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内进一步开展耐火钢的研究工作和推广应用提供参考．
关键词 ：耐 火钢 ；高温强度 ； 结构 ； 筑 钢 建 中图分 类号 ： ＴＵ４ ４ １ 文 献标识 码 ： Ａ
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耐火钢 的开发 与应用综述
完 卫 国 ， 吴 结 才
（ 马鞍 山钢铁 股 份有 限公 司 技术 中心 ， 安徽 马 鞍 山 ２ ３ ０ ） ４ ０ ０
摘 要 ：介绍 了国 内外耐 火钢 的发展 情 况． 点叙 述 了耐 火钢 的性 能 指标 、 金 化 原 理 、 重 合 生 产工 艺、 织和性 能 的研 究情 况以及 国 内外 有 关耐 火钢的 工业试 制和 实 际应 用情 况 ， 国 组 为
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耐火材料在钢铁行业中的应用及发展趋势
耐火材料在钢铁行业中的应用及发展趋势大家好，今天我们来聊一聊耐火材料在钢铁行业中的那些事儿。
作为一名多年从事幼儿相关工作的“老司机”，可能让大家感到有些意外，但这正是我们今天要探讨的主题。
让我们一起来看看，耐火材料在钢铁行业中的应用以及未来的发展趋势吧！我们来了解一下什么是耐火材料。
耐火材料是指在高温和化学腐蚀环境下，能够保持稳定性能和结构完整性的材料。
在钢铁行业中，耐火材料发挥着至关重要的作用。
一、耐火材料在钢铁行业中的应用1.钢铁炼制过程中的应用在钢铁炼制过程中，耐火材料被广泛应用于高炉、转炉、电炉等各类炼钢设备中。
例如，高炉炉顶、炉底、炉墙等部位都需要使用耐火材料来承受高温和炉内气氛的腐蚀。
炼钢过程中，耐火材料还能够有效防止钢水与炉渣的接触，保证钢水的纯净度。
2.钢铁轧制过程中的应用在钢铁轧制过程中，耐火材料主要用于轧制机的导板、支撑板等部位。
这些部位需要承受高温和钢材的磨损，耐火材料的使用可以提高轧制设备的寿命，降低维修成本。
3.钢铁热处理过程中的应用在钢铁热处理过程中，如退火、正火、淬火等，耐火材料被用于炉内壁、炉底等部位。
耐火材料能够承受高温，防止炉内气氛对炉体结构的腐蚀，确保热处理效果。
二、耐火材料在钢铁行业中的发展趋势1.绿色环保随着我国环保政策的不断加强，钢铁行业对耐火材料的需求也在不断提高。
绿色环保型耐火材料将成为未来市场的主流。
例如，利用废弃物生产的耐火材料，既减轻了环境负担，又降低了生产成本。
2.高性能钢铁行业对耐火材料性能的要求越来越高，未来耐火材料的发展趋势是高性能、高强度、耐磨损、长寿命。
新型耐火材料的研究和开发将成为行业竞争的焦点。
3.智能化随着智能制造技术的不断发展，耐火材料在钢铁行业中的应用也将越来越智能化。
例如，通过智能化控制系统，实现耐火材料的最佳使用效果，提高生产效率。
4.个性化定制钢铁行业对耐火材料的需求越来越多样化，未来耐火材料企业需要根据客户的具体需求，提供个性化定制的耐火材料解决方案。
耐火材料的原理和应用
耐火材料的原理和应用1. 原理耐火材料是指能够在高温下保持结构稳定性和物理化学性能的材料。
它们具有抗高温、抗腐蚀、抗热震等特性，被广泛应用于冶金、建材、化工等领域。
耐火材料的原理主要包括以下方面：1.1 选择合适的原材料耐火材料的选择首先要考虑其在高温下的化学稳定性和物理性能。
常见的耐火材料原料包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等。
这些材料具有高熔点、低膨胀系数、良好的导热性能和耐腐蚀性能，能够在高温下保持结构稳定。
1.2 优化晶体结构耐火材料的晶体结构对其性能影响很大。
通过优化晶体结构，可以提高材料的热稳定性、抗热震性和抗热疲劳性能。
常见的优化方法包括添加晶格缺陷、控制晶界结构和粒度。
1.3 控制材料的孔隙率耐火材料的孔隙率对其性能有重要影响。
适度的孔隙率可以改善材料的热稳定性、导热性能和抗热震性能。
通过控制材料的配方和加工工艺，可以实现对孔隙率的精确控制。
1.4 使用添加剂添加剂可以改善耐火材料的性能。
常见的添加剂包括氧化锆、氧化钙等。
它们可以改善材料的抗腐蚀性能、抗热震性能和导热性能。
2. 应用耐火材料的应用非常广泛，涵盖了多个行业。
以下是一些典型的应用领域：2.1 冶金行业在冶金行业，耐火材料被使用于高温炉窑和转炉等设备中。
比如，用于高炉的耐火材料主要包括耐火砖、耐火浇注料等。
这些材料能够抵抗高温和腐蚀，保持炉窑的正常运行。
2.2 建材行业在建材行业，耐火材料用于生产耐火砖、耐火水泥等产品。
这些产品具有良好的耐火性能，被广泛应用于高温炉窑和火炉中。
耐火材料的应用使得炉窑的使用寿命延长，降低了设备的维护成本。
2.3 化工行业在化工行业，耐火材料在精细化工和石油化工等领域具有重要应用。
比如，用于分解炉和反应器的耐火材料能够耐受高温和腐蚀，保证化工设备的稳定运行。
2.4 其他行业耐火材料还被广泛应用于玻璃工业、电力工业、电子工业等领域。
比如，在玻璃工业中，耐火材料用于玻璃窑炉；在电力工业中，耐火材料用于电力锅炉和烟囱等设备。
高层建筑用耐火钢的研究与应用
重 视 ］ 。
耐火钢的屈服 点 仍然 能保 持 在此 值 以上 ， 筑 物就 不会 倒 建
塌 。因 此 ， 求 耐 火 钢 在 一 定 高 温 下 其 屈 服 强 度 不 低 于 室 温 要
本之间的最佳组合［ 。 ４ ］ 耐火 钢 除 了要 具 有 很 强 的耐 火 性 能 之 外 ， 需 要 具 有 较 还
（ ｐ ｒｍ ｅ ｔｏ ｅ ｔｉａ ｎ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｔａ ｇ ｈ ｎ Ｃｏ ｌ ｇ ，Ｔａ ｇ ｈ ｎ ０ ３ ０ ， ｉ ａ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＥｌｃ ｒ ｌａ ｄ Ｍ ｃ ａ ｉａ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｓ ａ ｌ ｅ ｅ ｎ ｓ ａ ６ ０ ０ Ｃｈ ｎ ）
屈 服 强 度 的 ２ ３３。 ／ｌ ＿ ］
耐 火 钢 最 重 要 的 性 能 指 标 是 耐 火 温 度 ， 满 足 钢 结 构 所 即
为 了提 高 普 通 ห้องสมุดไป่ตู้ 结 构 抵抗 火 灾 的能 力 ， 要 采 取 相 应 的 需
防护 措 施 ， 目前 大 多 喷 涂 耐 火 涂 层 。 但 喷 涂 工 作 费 工 费 时 ， 危 害 操 作 人 员 的 身 体 健 康 ， 增 加 了 建 筑 结 构 的 质 量 ， 少 又 减
料， 只要 求 在 遇 到 火 灾 的 较 短 时 间 内 （ 常 为 １ ３ｈ 的 高 温 通 ～ ） 条 件 下 能 够 保 持 较 高 的 屈 服 强 度 。 常 温 下 钢 材 屈 服 强 度 的 ２ ３ 当 于 该 材 料 的 长 期 允 许 应 力 值 ， 发 生 火 灾 时 ， 果 ／相 当 如
耐火耐候钢在国内外发展情况
耐火耐候钢在国内外发展情况耐火钢的概念在上世纪八十年代由日本提出，现在欧美、日本、韩国和澳大利亚等发达国家相继开展了耐火钢的研究和生产。
日本新日铁、川崎和NKK都可提供耐火钢材，包括型钢、板材、带材和钢管等产品。
新日铁和NKK的耐火钢板材形成了室温力学性能相当于JIS标准SM400和SM490级别的系列产品，兼顾耐大气腐蚀性能也是耐火建筑用钢的一个重要方面，为此，新日铁开发了一类在耐火钢成分体系的基础上添加耐候元素Cu和Cr的耐火耐候钢品种系列（牌号NSFR400W和NSFR490W）。
据有关资料，耐火耐候钢在日本建筑行业的需求量呈快速增长的势头。
国内有关钢厂也开展了耐火耐候钢的研制工作。
宝钢在国内最早开始研制和生产建筑用耐火耐候钢，迄今已向不同用户提供耐火耐候钢超过万吨。
特别是2001年宝钢耐火耐候钢有5000余吨成功用于上海市第一个全钢结构高层住宅楼群中福工程，这是国内首次大批量生产和使用耐火耐候钢。
工程实践证明，宝钢耐火耐候钢各方面性能满足工程需要，是建筑用钢中的精品耐候钢在世博会中的应用上海2010年世博会中的卢森堡大公国国家馆，该馆主体建筑外观整体呈锈色，因为建筑用料是一种名叫耐候钢的特殊钢材。
耐候钢又叫考顿钢，它的特别之处在于，暴露在自然环境中，经与空气、雨水等作用，钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层，无需涂漆保护，材料的寿命在80年以上。
耐候钢的提供商为安赛乐米塔尔上海代表处，它是总部位于卢森堡的全球最大钢铁企业―――安赛乐米塔尔集团的在华总部。
耐候钢在中国还是首次应用于建筑外观，完工后的卢森堡馆整体将呈现耐候钢的天然原色，展馆的内墙则由冷杉木组成。
新型的耐候钢与自然的冷杉木，营造出雕塑式的古堡，不仅艺术感十足，也谙和了环保和可持续的当代理念。
同时，这也刻画出与钢铁密切相关的卢森堡形象―――100多年来，卢森堡一直以精湛的炼钢技术闻名于世，当年巴黎建造埃菲尔铁塔所用的钢材，就来自于卢森堡。
耐火耐候钢在国内外发展情况
耐火耐候钢在国内外发展情况耐火钢的概念在上世纪八十年代由日本提出，现在欧美、日本、韩国和澳大利亚等发达国家相继开展了耐火钢的研究和生产。
日本新日铁、川崎和NKK都可提供耐火钢材，包括型钢、板材、带材和钢管等产品。
新日铁和NKK的耐火钢板材形成了室温力学性能相当于JIS标准SM400和SM490级别的系列产品，兼顾耐大气腐蚀性能也是耐火建筑用钢的一个重要方面，为此，新日铁开发了一类在耐火钢成分体系的基础上添加耐候元素Cu和Cr的耐火耐候钢品种系列（牌号NSFR400W和NSFR490W）。
据有关资料，耐火耐候钢在日本建筑行业的需求量呈快速增长的势头。
国内有关钢厂也开展了耐火耐候钢的研制工作。
宝钢在国内最早开始研制和生产建筑用耐火耐候钢，迄今已向不同用户提供耐火耐候钢超过万吨。
特别是2001年宝钢耐火耐候钢有5000余吨成功用于上海市第一个全钢结构高层住宅楼群中福工程，这是国内首次大批量生产和使用耐火耐候钢。
工程实践证明，宝钢耐火耐候钢各方面性能满足工程需要，是建筑用钢中的精品耐候钢在世博会中的应用上海2010年世博会中的卢森堡大公国国家馆，该馆主体建筑外观整体呈锈色，因为建筑用料是一种名叫耐候钢的特殊钢材。
耐候钢又叫考顿钢，它的特别之处在于，暴露在自然环境中，经与空气、雨水等作用，钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层，无需涂漆保护，材料的寿命在80年以上。
耐候钢的提供商为安赛乐米塔尔上海代表处，它是总部位于卢森堡的全球最大钢铁企业―――安赛乐米塔尔集团的在华总部。
耐候钢在中国还是首次应用于建筑外观，完工后的卢森堡馆整体将呈现耐候钢的天然原色，展馆的内墙则由冷杉木组成。
新型的耐候钢与自然的冷杉木，营造出雕塑式的古堡，不仅艺术感十足，也谙和了环保和可持续的当代理念。
同时，这也刻画出与钢铁密切相关的卢森堡形象―――100多年来，卢森堡一直以精湛的炼钢技术闻名于世，当年巴黎建造埃菲尔铁塔所用的钢材，就来自于卢森堡。
建筑结构用耐火钢板
建筑结构用耐火钢板建筑结构的耐火性能一直是建筑工程中的一个重要考虑因素。
传统的建筑结构材料如钢、混凝土、木材等，在受到高温火灾的侵袭时，会发生破坏和失稳，导致建筑物的坍塌。
这对人们的生命财产安全带来了严重威胁。
耐火钢板作为新兴的建筑结构材料，在高温条件下具有出色的耐火性能，逐渐成为建筑行业的研究热点。
耐火钢板可以有效地抵抗高温环境下的腐蚀和破坏，保持建筑结构的稳定性和安全性。
下面将详细介绍建筑结构用耐火钢板的特点和应用。
首先，建筑结构用耐火钢板具有很高的耐火性能。
它的主要成分是铬和铝，其中铬具有很强的抗氧化性能，可以有效地阻止氧气和热传导。
铝具有低熔点和高导热性能，可以在高温下迅速发生氧化反应，形成一层致密的氧化铝保护膜，进一步提高耐火性能。
耐火钢板还可以通过添加一些其他元素，如锰、钼等来增加耐火性能。
其次，建筑结构用耐火钢板具有很好的机械性能。
与传统的建筑结构材料相比，耐火钢板具有较高的强度和韧性，能够承受较大的荷载和变形。
这使得它可以在火灾中保持较长时间的稳定性，为人员疏散争取了宝贵时间。
再次，建筑结构用耐火钢板具有较好的加工性能。
耐火钢板可以通过热轧、冷轧、锻造等多种工艺进行加工，可以制成各种形状和尺寸的构件。
此外，耐火钢板还可以进行焊接、固定等工艺加工，实现与其他建筑材料的连接和组合。
这使得耐火钢板在建筑结构中的应用更加灵活多样。
最后，建筑结构用耐火钢板的应用范围广泛。
它可以用于建筑物的结构框架、屋面、墙体、隔板等部位。
除此之外，耐火钢板还可以制成防火门、防火舱、防火隔离带等防火设施，保护建筑物和人员的安全。
耐火钢板还可以用于电站、炼油厂、化工厂等高温场所的建筑结构，有效地减少火灾事故的发生。
总结来说，建筑结构用耐火钢板具有很高的耐火性能、优良的机械性能、较好的加工性能和广泛的应用范围等特点。
它是一种理想的建筑结构材料，可以在高温环境下有效地保护建筑物和人员的安全。
随着科学技术的不断进步和研究的深入，耐火钢板的性能将会得到进一步的提高，为建筑工程的发展做出更大的贡献。
高品质钢冶炼关键功能耐火材料制造技术 及工业应用
高品质钢冶炼关键功能耐火材料制造技术及工业应用引言钢铁是现代工业中最重要的材料之一，广泛应用于建筑、汽车、航天等领域。
钢铁的生产过程中需要使用耐火材料来承受高温和腐蚀等极端条件。
为了提高钢铁的品质和生产效率，开发出高品质的钢冶炼关键功能耐火材料制造技术至关重要。
本文将详细描述该技术以及其在工业中的应用情况。
一、应用背景钢铁冶炼是一个高温、高压、腐蚀性强的过程，传统的耐火材料往往不能满足生产要求。
高品质钢冶炼关键功能耐火材料制造技术的出现，可以解决传统材料在生产中的一些问题，如短寿命、易损坏、化学腐蚀等，从而提高了钢铁冶炼的效率和品质。
二、应用过程高品质钢冶炼关键功能耐火材料制造技术主要包括原料选择、材料制备和材料性能测试。
下面将详细介绍这些过程。
2.1 原料选择在制造高品质钢冶炼关键功能耐火材料时，首先需要选择合适的原料。
常见的原料有氧化铝、氧化镁、质量白云石、高纯度黏土等。
这些原料具有高熔点、良好的耐火性能和抗腐蚀性，适合在高温环境下使用。
2.2 材料制备原料选择合适后，就需要进行材料制备。
常见的制备方法有热压法、注浆法、干挤法等。
其中，热压法是最常用的方法之一。
该方法将原料粉末与一定比例的粘结剂混合，进行压制和烧结。
通过烧结，原料颗粒之间的结合力增强，从而形成致密的耐火材料。
2.3 材料性能测试制备好耐火材料后，还需要进行性能测试，以保证材料的质量和可靠性。
常见的测试方法有热稳定性测试、化学腐蚀性测试、力学性能测试等。
这些测试可以评估耐火材料在高温和腐蚀环境下的表现，从而选择合适的材料来满足不同的需求。
三、应用效果高品质钢冶炼关键功能耐火材料制造技术的应用已经在钢铁冶炼工业中得到广泛应用，取得了良好的效果。
下面将从三个方面介绍该技术的应用效果。
3.1 提高产量采用高品质钢冶炼关键功能耐火材料可以提高钢铁冶炼的产量。
由于该材料具有较高的耐火性能和热稳定性，可以承受更高的温度和压力，从而提高了炉子的工作效率和生产能力。
耐火耐候钢的研究与应用
张威振，等：耐火耐候钢的研究与应用摘要展前景。
关键词耐火耐候钢的研究与应用张威振徐志胜（中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙４１００７５）简要介绍了两种传统防火方法，综述了国内外耐火耐侯钢的研究及应用情况，并展望了耐火耐候钢的发防火耐火耐候钢发展ＳＴＵＤＹＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮＯＦＦＩＲＥ．ＲＥＳＩＳＴＡＮＴＡＮＤ、ＶＥＡＴＨＥＲ－ＲＥＳＩＳＴＡＮＴＳＴＥＥＬＺｈａｎｇＷｅｉｚｈｅｎＸｕＺｈｉｓｈｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｓａｆｅｔｙＴｅｃｈｎ０崦ｙ，Ｃｅｎｔｒａｌ—Ｓ０ｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅ商ｔｙＣｈａｆｌｇｓｈａ４１００７５）ＡＢＳＴＲＡＣＴＴ、＾帕ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｒ｝ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｂ＾ｅｎｙｉｎｔｍｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔａｎｄｗｅａｔｈｅ卜ｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｔｅｅｌｂｏｔｈａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｒｅｖｉｅｗｅｄａｎｄｉｔｓｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓａｌｓｏｐｒｅｄｉｃｔｅｄ．ＫＥＹＷｏＲＤＳｆｉｒｅ—ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｆｉｒｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔａｎｄｗｅａｔｈｅｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｔｅｅｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＯ前言钢结构具有强度高、重量轻、塑性和韧性好、施工快速等特点，它适应于各种工程结构。
近年来随着钢产量的稳步增长和全球应用技术研究的深入，钢结构在建筑行业得到了越来越广泛的应用，尤其在超高层及大跨度建筑等方面更显示出其强大的生命力。
但随着钢结构建筑的发展，随之而来的是防火防腐问题日趋突出。
钢材虽为非燃烧性材料，但不耐火，其耐火极限仅为１５ｍｉｎ。
在火灾的温度作用下，钢结构的强度是温度的函数。
当结构的温度达到３５０、５００、６００℃时，其强度分别下降１／３、１／２、２／３，当结构温度达到６００℃以上时，将完全丧失承载能力。
耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用
２ 耐火耐候钢的历史
２１耐 火 钢 的 历 史 耐 火 耐 候 钢 是 指 钢 材 具 有 耐 高 温 、 恶 劣 气 候 、 腐 蚀 强 度 的性 能 。 耐 火 钢 是 指 耐 耐 收 稿 日期 ：０ ６ ０ — ９ ２０ — ３ ０ 作者简介： 欧蔓 丽 ， （９ ３ ， 南株 洲 人 ， 女 １ ７ 一） 湖 湖 南 工业 大 学土 木 系 工程 师 ， 大 学 工程 硕 士 ， 湖南 主 要 从事 结 构工 程研 究 。
其常温 力学性能、 焊接性能与 现有普通钢
致， 并且要求在 高温 ６ ０ 以下 １ ｈ ０％ ； ～３ 其
屈 服 强度 不 低 于 常 温 的 ２３的 钢 材 ， 候 钢 是 指 暴 露 在 大 气 条 件 下 ， 面 可 逐 渐 形 成 ／ 耐 表
材 将 完 全丧 失 承 载 靛 力 。据 统 计 ２ ０ 年 美 国和 日本 的 火 灾 伤 亡 于 已 经 占 到 国 民 经 济 ０１ 总值 的 ０８ ％和 ０７ ％ Ｉ ９ ３年 我 国 共 发 生 火 灾 ３ ０ ４起 ， 亡 ２ ７ ８ ］ １ ９ ｏ ８９ 死 ４ ６人 ， ５ ７ 伤 ９７ 人 ， 接 经 济 损 失 １ 直 ２亿 元 （ 含 军 队 、 林 火 灾 ） １ ９ １ 不 森 ，９ ４年 我 国 共 发 生 火 灾 ３ ３ ７余 ９３ 起， 亡 ２６ 死 ７ ５人 ， ４ ４ 伤 ２ ９人 ， 接 经 济 损 失 １ ４亿 直 ２ ４ ，９ ６ 年 我 国共 发 生 火 灾 １９
近年 来 随着 钢 材 产 量 的 稳 步 增 加 ， 结 构 的 使 用 越 来 越 多。 钒 结 构 建 筑 较 钢 筋 混 钢
凝土建筑具有施工便捷 、 抚震性能好、 对环境污 染少、 环保可 回收等诸多方面 的优 点， 它适合各种工程结构 ， 随着钢产量的增 加和 应用技术的深入 钢结构的应用越 来越广
建筑用耐火无缝钢管的研制与开发
Ｒ ＆ Ｄ ｏ ｉ —ｅ ｉｔ ｔＳｅ ｍ ｌ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｒ ｉ ｅ ｆＦ ｒ ｓ ｓ ａｎ ａ ｅ ｓ Ｓｔ ｅｌ ｒ ｅ Ｐｉ ｅ ｆ ｒＢｕ ｌ ｇ Ｓｅ ｖ ｃ ｄｉ
Ｙ ｎＲｅ ｊ ，Ｗ ａ ｇＥ ｕ ，Ｚ ａ ｇＴ ｏ ｉ Ｙ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｎ ｎ ｏ ｈ ｎ ａ ，Ｌ ｕ ｕ ｔｏ
板 、焊管 、型钢 、线 材等 ，而 国 内对 建筑 用耐 火无
ｉ ａ ｒ ｌｎｇｔ ｆｎ ｌｏｌｉ ｅｍｐｅｒ ｔ ｅ ｔ ｏ ｍ ｈｅ ｆ ｒ ｉｅ ａ ｕｒ ｏｆ ｒ ｔ ｅ ｒｔ ＋ｐｅ ｒｉｅ ｇｒ ｕｌ ｒｂａ ｎｉｅ ｈｉｔ ｍ ｐｅ ａ ｕｒ ｅ ｉｔ ｎｔｓｒ ｔ ｅ ａ ｌｔ ＋ ａｎ ａ ｉ ｔ —ｅ ｒ ｔ ｅｒ ｓ ｓａ ｔｕｃ ｕｒ ．Ａ ｓａｒ ｕ ｔ ｅｓ ｌ
０ 引 言
随着 国 内外钢 结构 的大 型建 筑 、高层建 筑 不断
建 筑物 就不会倒 塌 ［， ２＇ 定建 筑用耐 火无缝 钢管 的 ］，制
基本 技术要求 如下 ：① 耐火 ｌ 生，在 １３ｈ内，Ｒ ～ ∞ ≥（／） 。 ２３Ｒ ；②室 温 力学 性 能及 其他 质 量 指标 满 足 或 优 于 普 通 低 合 金 高 强 度 钢 ：③ 室 温 下 抗 震 性
涌现 …，钢结 构 的防火 安 全性 得 到人 们 的重 视 。特 别 是 美 国“ ．ｌ事 件 、汶川 “ ．２地 震 发 生后 ．对 ９１” ５１”
建 筑物 的防火 、抗震 工艺 设计 已成 为保证 建筑 物 安
全 的必要 措施之 一 。 目前 ，耐火 钢 的产 品主要 有 钢
（ ／ ０ ；④焊接性 良好［；⑤其他特殊性 尺 Ｒ ≤８ ％） ２ ］ 能根 据具 体要求 设定
建筑用高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用
建筑用高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用1. 引言1.1 概述建筑结构的耐久性是保证安全和可靠性的关键因素之一。
而钢筋作为建筑结构中最重要的材料之一，其质量和性能直接影响着建筑物的稳定性和寿命。
近年来，随着科技的不断进步和新材料的应用，高强度耐腐蚀及耐火钢筋逐渐成为建筑工程中的关键材料。
本文将聚焦于高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用，旨在系统地介绍这一领域的研究现状、技术进展以及未来发展趋势。
具体包括高强度耐腐蚀钢筋制备工艺、耐火钢筋制备工艺以及两者在实际工程中的应用案例分析。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分概述了文章的背景、意义和目标。
接下来，在第二部分将重点介绍高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术的开发，包括制备工艺和实际工程应用案例分析。
第三部分将详细探讨高强度耐腐蚀钢筋的性能及优势，涵盖抗拉性能分析、耐腐蚀性能分析以及其他优势的评估。
第四部分将重点介绍耐火钢筋的性能及应用范围，包括耐火性能测试方法与标准概述、应用领域和特点介绍，同时分享工程中的实际应用案例。
最后，在结论与展望部分总结文章研究成果，并展望了未来该领域的发展前景和研究方向。
1.3 目的本文旨在深入研究高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用，并全面探讨其在建筑领域中的作用和优势。
通过对这些关键技术的介绍和剖析，有助于推动相关行业和科研人员更好地理解并运用高强度耐腐蚀及耐火钢筋，提升建筑结构的安全性、可靠性和耐久性。
同时，本文也将对未来研究方向进行展望，为相关领域的进一步发展提供指导和启示。
2. 关键工艺技术开发：2.1 高强度耐腐蚀钢筋制备工艺：在建筑领域中，高强度耐腐蚀钢筋的制备工艺是十分重要的。
该工艺主要包括以下几个关键步骤：第一步，原材料选择：选用优质的碳素结构钢作为基础材料，并添加适量的合金元素。
第二步，炼钢和铸锭：将选定的原材料进行炼钢处理，并进行连铸成型，得到预定规格的圆形或带肋螺纹钢坯。
耐火材料的研究进展及应用
耐火材料的研究进展及应用摘要：耐火材料具有耐高温、高强度和耐腐蚀等优良性能，但脆性已成为其破坏的致命弱点。
此外，它们总是在冷热循环环境中使用。
因此，提高耐火材料的韧性和抗热震性一直是人们研究的重点。
现在社会中对耐火材料的研究取得突破性发展，本文将对耐火材料的研究进展进行简要概括与分析，并对其未来的发展进行分析预测。
关键词：金属；耐火材料；纳米科技；塑性成形；促烧结作用一.引言耐火材料用于钢铁、有色金属、建筑材料、化工、电力、环保、航空航天等领域的高温加工。
它们是在高温工业中实施所有新工艺和新技术的重要基础和支持材料，在提高高温工业产品质量和品种开发、高效生产、节能减排方面发挥着重要作用。
钢铁、有色金属和石化等高温行业的高速发展，以及关键设备和技术的进步，极大地促进了中国耐火材料的科技创新和工业发展。
中国已经成为世界上最大的耐火材料和耐火材料的生产国、消费国和出口国，在国际耐火材料领域占有重要地位。
中国的耐火原料资源承受着国内外的双重消耗，目前的消耗率已经超过了这些不可再生资源的承受极限。
优质铝土矿、优质石墨和优质镁矿资源已经出现紧张的，对耐火材料和高温工业的可持续发展构成潜在威胁。
尽管开发了低品位矿石综合利用技术，并形成了一系列结构均匀、性能优异的高铝均质材料，但耐火材料的科学应用、资源综合利用和新型耐火原料体系的开发仍然是关系到耐火工业可持续发展的紧迫任务。
二.金属防火材料金属晶格会在应力作用下滑移，并具有塑性特征:它被引入耐火材料中，与硬质无机材料颗粒相比，金属在成型过程中会表现出塑性成型特征，因此在相同成型压力下制备的生坯密度高于未添加金属样品。
金属对耐火材料的烧结效果可归因于两个因素:第一，金属形成的塑性相的引入可增加生坯的密度，缩短颗粒之间的距离，并减少烧结过程中扩散和传质所需的能量；其次，金属的熔点通常低于耐火材料的熔点，并且液相可以在较低的温度下形成。
液相及其粘性流形成的毛细力加速了原子的迁移速度和生坯的收缩，促进了烧结致密化过程。
耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用
耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用欧蔓丽曹伟军摘要：钢结构建筑必须进行防火和防腐蚀的保护，耐火耐候钢能够提高钢材的高温强度和抗腐蚀性能。
本文综述了国内外耐火耐候钢的发展、研究、应用情况，并且从经济对比的分析中层望了耐火耐候钢的发展前景。
关键词：钢结构；防火；腐蚀；耐火耐候钢中图分类号：TU511．3 8 文献标识码：B 文章编号：1008-0422(2006)04-0183-04 收稿日期：2006-03-09 作者简介：欧蔓丽，女(7973-)，湖南株洲人，湖南工业大学土木系工程师，湖南大学工程硕士，主要从事结构工程研究。
1 概述近年来随着钢材产量的稳步增加，钢结构的使用越来越多。
钢结构建筑较钢筋混凝土建筑具有施工便捷、抗震性能好、对环境污染少、环保可回收等诸多方面的优点，它适合各种工程结构，随着钢产量的增加和应用技术的深入，钢结构的应用越来越广泛，已经成为国际上的发展趋势。
钢结构建筑的抗火灾能力和防腐蚀能力较混凝土建筑较差，虽然钢材本身不会燃烧，但是并不耐火，耐火极限仅为15min，由于在发生火灾时高温的影响将使钢材的强度迅速降低不能保持建筑结构所要求的强度。
当这些材质的钢结构本身温度超过了550℃，钢材的屈服强度会降低很多，甚至超过50％以上；当温度在600℃以上是，钢材将完全丧失承载能力。
据统计2001年美国和日本的火灾伤亡于已经占到国民经济总值的0．8％和0．78％[1]。
1993年我国共发生火灾38094起，死亡2476人，伤5977人，直接经济损失11．2亿元(不含军队、森林火灾)；1994年我国共发生火灾39337余起，死亡2765人，伤4249人，直接经济损失12．44亿元[2]；1996年我国共发生火灾36856 起，死亡2225人，伤3428人，造成直接经济损失10．3亿元[3]。
钢材的腐蚀是一种不均匀的破坏，腐蚀的发展很快，一旦在钢结构的表面发生，腐蚀的蚀坑会由坑底向纵深迅速的发展，使钢结构产生应力集中，而应力集中现象又会加快钢材的腐蚀，这是一种钢材腐蚀的恶性循环，腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低。
不锈钢冶炼用耐火材料的现状及其发展
不锈钢冶炼用耐火材料的现状及其发展The current status and development of refractory materials
for stainless steel smelting
随着科学技术的发展、人类生活水平的提高，耐火材料的使用越来越普及，特别是在不锈钢冶炼过程中，耐火材料的使用越来越多，对冶炼产生了极
大的影响。
耐火材料由于其特定的结构特性，可以承受较高温度，不被熔化，因此，不锈钢冶炼过程中的耐火材料可以有效的保护不锈钢的连续性，耐久性及耐腐蚀性。
目前，不锈钢冶炼用耐火材料主要有特种铝、铬、铝铁合金、矽铝铁、煤
渣基耐火材料等，并根据不同使用环境，可选用各种耐火材料，有效的满
足不锈钢冶炼过程中的高温热能要求。
从耐火材料的耐热厚度和安全性等
方面考虑，可选用混合材料来改善耐火材料的性能。
此外，以改变其内部
微观结构及细菌的形成，利用细菌的耐热性和抗腐蚀性，有助于优化不锈
钢冶炼用耐火材料的性能。
随着社会经济的发展，未来不锈钢冶炼用耐火材料将有很大的改善。
目前，人们正在努力地开发能够抵抗高温、耐腐蚀、适应生产变化的新型耐火材料，以满足不锈钢冶炼过程中的要求。
同时，研究者还将不断改进耐火材
料的烧结过程，使耐火材料的抗热性得到进一步提高，并实施新型复合耐
火材料的研究工作，从而实现耐火材料的耐久性。
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∀( 2/ 3)
b
s, 20
. ( 2) 室温力学性能及其他质量指标满足普通建筑用钢标准
的要求. ( 3) 抗震性: 室温下( s /
) ! 80% , 屈服强度波动范围尽量小. ( 4) 焊接性良好 , 等同或优于
普通建筑用钢. ( 5) 其他特殊性能根据具体要求设定, 如耐候钢, 其耐候性应等同或优于耐候建筑用 钢.
收稿日期 : 2005- 01- 12 作者简介 : 完卫国 ( 1964- ) , 男 , 安徽马鞍山人 , 马鞍山钢铁股份有限公司教授级高级工程师 .
) 在 500~ 600
或 700
以上时
s
降至 50 M Pa 以下. 如果把保证强度的温度定在 700
, 则必须加入大量的合金元素, 这就很难保证其良好的可焊性 , 也大大提高了成本 . 若将保证强度 , 那么仅能使耐火涂层的厚度略微减少 , 这又不符合使用耐火钢的初衷 .
Review of Research and Applications of Fire Resistant Steel
WA N Wei g uo , W U J i e cai
( T echnolo gy Centre, M a anshan Iron & Steel Co. Ltd. , M a anshan 243000, China)
[ 1, 13] [ 3]
.
添加 Cr 等其他合金元素的作用 Cr 可以有效提高钢的高温抗氧化性和抗蠕变性能. 但 Cr 与 M o, V 等共同加入时对钢的高温
性能的影响是复杂的 . Cr 在铁素体中的扩散系数较高, 容易与 C 结合形成碳化物, 例如 Cr 7 C 3 碳化 物, 最低在 500 左右就会析 出, 但其稳定性较差 , 容易聚集长大. Cr 的另一个不利作用是降低 Mo 2 C 的组织稳定性 , 并使二次硬化温度降低 [ 1] . 在耐火钢中采用 Cr, 一是用于提高钢的高温强度 和蠕变强度, 另一个主要目的是提高钢的耐侯性. 在开发具有耐侯性的耐火钢时 , 还常用到 Ni, Cu 等可提高耐侯性的合金元素.
[ 2] [ 2]
表明 , 单独添加 Nb 可增加钢的室温和高温强度, 0. 02% 的 Nb 可使 600
下
1) 本文中的屈强比、 含量及化学组成等百分数均为质量分数。
钢的高温强度增加 20 M Pa, 还可使屈强比提高 10% ; 单独添加 Mo 也能增加钢的室温和高温强 度, 0. 50% 的 M o 可使 600 下钢的高温强度增加 74 MP a, 而屈强比则变化不大 ; 0. 50% 的 Mo 和 0. 02% 的 Nb 复合添加时钢的室温强度增加 , 同时 , 其高温强度亦明显增加 ( 增加了 101 M Pa) , 屈 强比则变化不大 . 由此可见, N b, M o 复合添加是提高钢高温强度的有效途径 . Mo 固溶于铁素体中, 强化了铁素体基体 , 高温下 M o 在铁素体中扩散速度较慢, 因而可显著 提高钢的高温强度与蠕变强度 . 研究表明 [ 1, 3, 12] , 固溶的 M o 容易在晶界上偏聚, 起到提高钢的高温 强度的作用 . M o 还可增加过冷奥氏体的稳定性 , 加 M o 后钢中贝氏体体积分数增加. 高位错密度 的贝氏体组织使耐火钢获得了良好的高温性能. M o 在钢中析出形成碳化物提高了其高温强度 . Nb 主要依靠 NbC 在铁素体中的析出强化来提高钢的高温强度. 关于 Nb, M o 复合添加后可产生更好的沉淀强化效果的原因目前有 2 种观点. 第 1 种观点认 为复合添加 时除了单独添加 Nb, M o 的强化作用外 , Mo 还能在 NbC/ 基 体界面上富集 , 阻止了 NbC 颗粒的粗化, 从而进一步提高了钢的高温强度 ; 第 2 种观点认为 M o 降低了 NbC 的析出驱 动力, 阻碍 NbC 的扩散成核过程 , 从而延迟了 NbC 的沉淀析出. 钢中 M o 促进了贝氏体相变, 导致 其位错密度增加 , 增加了 NbC 的成核位置 . 这些都造成了更佳的沉淀强化效果[ 1] . V, T i 微合金化元素的作用与 Nb 相似 , 通过沉淀强化来提高钢的高温强度. Nb, V, T i 等元素 复合添加后, 一般可形成混合型的 M C 型析出相, 它们具有更高的稳定性, 在高温下不易聚集长 大, 其尺寸更加细小 , 弥散程度更高 , 这对提高钢的高温强度非常有利, 有人认为混合 M C 型析出 相的这种高组织稳定性可能是由于不同合金元素原子半径的差异造成的 2. 4
[ 4]
. 因此, 参考日本建筑标准
中的规定, 要求耐火钢在一定高温下其屈服强度不低于室温屈服强度的 2/ 3. 为提高钢结构的抗震 性, 总是希望尽量提高钢材吸收地震能量的能力 . 若钢的屈强比 ( s / b ) 较高 , 发生地震时就会产生 局部应力集中和局部大变形, 此时钢结构只能吸收较少的能量, 因此低屈强比有利于提高建筑结构 地震时吸收的能量[ 5, 6] . 一般要求抗震耐火钢的屈强比 ! 80% 1) . 另外, 控制建筑用钢的屈服强度波 动范围也非常重要. 当屈服强度波动较小时, 钢结构是一种整体破坏机制 , 其整体的塑性变形能力 很高 , 抗震性能优良 . 因此 , 对抗震设计来说, 要求采用窄屈服区间的钢材也是很必要的. 综上所述并根据建筑用钢的一般要求, 确定建筑用耐火钢的性能指标如下 : ( 1) 耐火性能:
2
1
合金化原理
耐火钢的合金系
耐火钢应通过合金化使其能够在高温下 ( 通常指 600 ) 的一定时间内 ( 通常指 1~ 3 h) 保持较 高的强度水平, 从而增加建筑物抵抗火灾的能力, 提高建筑物的安全性. 根据高合金耐热钢的研究 结果可知, Mo , Cr 是提高钢的高温强度最为有效的合金元素 , 但它们很贵重, 如在钢中添加大量的 这类元素将大幅度增加生产成本, 这对使用量大而广的结构材料是不可行的. 另外, Cr, M o 等合金 元素会增加钢的淬透性, 提高碳当量, 对焊接性不利. 因此, 建筑用耐火钢中这类合金元素含量远远 低于耐热钢. 耐火钢的另一个主要强化方式是碳化物的析出强化作用. 微合金化元素 Nb, V, T i 析 出物具有良好的高温稳定性, 对提高钢的高温强度会产生有益的影响 . 根据耐火钢的性能要求 , 各国对多种合金系的耐火钢进行了研究, 目前生产的耐火钢有 M o Nb , Mo Nb T i[ 7] , M o V [ 8] , Mo Cr Nb[ 7, 9] , Mo Cr N b V [ 10] 合金系钢等, 为提高钢的耐候性, 还研 制了 M o Cr Cu[ 7] , M o Cr Cu V T i Ni[ 11] 合金系钢 . 2. 2 关于 C 含量 降 C、 高纯度、 微合金化、 超细晶化是现代物理冶金技术发展的趋势. 耐火钢是一种焊接结构用 钢, 为了改善钢的焊接性 , 希望其 C 含量较低. 目前建筑用耐火钢的 C 含量一般控制在0. 2% 以下. 2. 3 Mo 及微合金元素对耐火钢性能的影响 Mo 提高钢的高温强度的作用非常显著. 笔者[ 3] 研究了 M o 含量对 C ( 0. 14% ) M n( 1. 00% ) Cr ( 0. 50% ) Nb( 0. 02% ) 钢拉伸性能的影响. 结果表明 : M o 对钢的室温屈服强度影响较小, 但可显 著提高钢的高温强度 . 随着 Mo 含量的增加 , 钢的高温强度线性提高 . Mo 的加入还降低了钢的室 温屈强比 , 这对提高其抗震性能有利. Nb 是耐火钢中的主要添加元素 , 单独添加 N b, Mo 和复合添加 N b, Mo 对低 C, M n 钢拉伸性 能影响的研究结果
文章编号 : 1007- 9629( 2006) 02- 0183- 07
耐火钢的开发与应用综述
完卫国, 吴结才
( 马鞍山钢铁股份有限公司 技术中心, 安徽 马鞍山 243000) 摘要 : 介绍了国内外耐火钢的发展情况. 重点叙述了耐火钢的性能指标、 合金化原理 、 生 产工艺、 组织和性能的研究情况以及国内外有关耐火钢的工业试制和实际应用情况 , 为国 内进一步开展耐火钢的研究工作和推广应用提供参考 . 关键词: 耐火钢; 高温强度 ; 钢结构; 建筑 中图分类号 : T U414 文献标识码 : A
因此 , 耐火钢的耐火温度被设定为 600 . 耐火钢要求具有良好的高温性能, 但它又不同于长期在高温下服役的耐热钢. 耐热钢要求具有 良好的高温强度及高温稳定性 , 一般采用高合金钢. 而耐火钢是在常温下承载, 只是要求在遇到火 灾的短时 ( 通常为 1~ 3 h) 高温条件下能够保持较高的屈服强度即可 , 因而属于低合金结构用钢 . 日本钢结构安全设计规范中规定: 常温下钢材屈服强度的 2/ 3 相当于该材料的长期允许应力值, 当 发生火灾时 , 如果耐火钢的屈服点仍然能保持此值 , 建筑物就不会倒塌
1
耐火钢的性能指标
耐火钢研制的关键之一是设定希望它达到高温强度下的耐火温度. 在欧洲的 Cr euso t L oire 炼 高温的含 Mo 钢[ 1 , 2] , 但因成本太高未推广应用. 为了确定与降低生
[ 3] s
钢厂曾研究了耐 900~ 1 000
产成本和减少耐火材料用量之间达到最佳配合的耐火温度 , 新日铁公司对抗拉强度为 400~ 780 MP a 的几种典型钢进行了高温拉伸试验 , 试验表明 : 所有试验钢的屈服强度( 范围内急剧下降 , 在 700 的温度定在较低的 500
Abstract: T he development o f f ire resistant st eel in t he w orld is review ed. P ropert y requirements and alloying principle of fire r esist ant st eel, t he invest igat ion of process, micr ost ruct ure and pro pert ies, the comm er cial t rial product ion and appl ications in t he w or ld ar e described. T hese pro vide usef ul reference t o research and applicat ions of f ir e resist ant st eel in our count ry . Key words: f ire resist ant st eel; elevated t em perat ur e st reng t h; steel str uct ure; construction 国内外钢结构的大型建筑、 高层建筑不断涌现, 国际上钢结构的防火工艺设计受到人们的广 泛重视 , 建筑钢结构的防火工艺设计已成为保证建筑安全的必要措施之一. 普通建筑用钢受热时 其强度和承载能力迅速降低, 不能满足设计要求. 为了提高采用普通建筑用钢建造的建筑物抵抗火 灾的能力, 必须采取喷涂耐火涂层或覆盖防火板等措施. 而使用耐火钢可减薄或省去耐火涂层或 防火板 , 并能保证钢材在高温下保持较高的强度水平, 还可缩短建造周期, 减轻建筑物质量 , 增加 建筑的安全性, 降低建造成本, 具有显著的经济效益和社会效益 .