能环耐火材料课件2014
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耐火材料基础知识-PPT精品文档
耐火材料基础知识
目录： 一、耐火材料的发展 二、耐火材料的主要性能 三、耐火材料施工要领 四、影响施工结果的因素 五、耐火材料施工管理细则
一、耐火材料的发展
不定形耐火材料的发展 不定形耐火材料是由耐火骨料、结合剂或掺外加剂以一定比例组成的混合料， 能直接使用或加适当的液体调配使用。 不定形耐火材料是不经预先烧成、松散状混合物交货和成型烘烤后即直接使 用的新型耐火材料，也称为不烧耐火材料或松散耐火材料。用该材料能做成 无缝的衬体和构筑物，故称整体耐火材料。过去，不定形耐火材料普遍使用 水泥做结合剂，因此也被称为耐火混凝土。 不定形耐火材料与烧成耐火砖相比具有很多优点： （1）不需庞大的压砖机和烧成热工设备，工厂占地面积小，因此设备费用 和基建投资均比较低； （2）能源消耗少，无需预烧成； （3）劳动强度低，操作简单，生产效率高； （4）成品便于贮存和运输，能实现机械化筑炉，施工效率高； （5）能任意造型，制成整体衬体，热震稳定性好，强度高，抗剥落形强， 可提高其使用寿命；同时，无接逢，气密性好，散热损失少，可节约能源； （6）能修补窑炉，延长其使用寿命，提高炉子作业率。
>2.5
低水泥浇注料（LCC）
1.0～2.5
超低水泥浇注料（ULCC）
0.2～1.0
无水泥或抄微粉浇注料 （NCC）
≤0.2
根据结合剂的发展应用也可以看出耐火材料的发展历程：
结合方式 代表性的浇注料及结合剂 传统水泥结合浇注料 （硅酸盐水泥、低档铝酸钙水泥） 水合结合 纯铝酸钙水泥结合浇注料 （高档铝酸钙水泥） ρ -氧化铝结合浇注料 （ρ -Al2O3+超细粉） 可水化氧化铝结合浇注料 水玻璃和磷酸盐结合浇注料 [Al(H2PO4)3+MgOorCA,Na2O·nSiO2·aq+Na2SiF6] 硫酸盐或氯化盐结合浇注料 [MgSO4/MgCl2+MgO,Al2(SO4)3+CA] 聚磷酸盐结合浇注料 [Na5P3O10或(NaPO3)6+MgO,CaOorCA] 树脂结合浇注料 (Reso-CH2OH+OCH-r) 水合结合+聚合结合 低水泥浇注料 （粘土+CA水泥，超细粉+CA水泥） 粘土结合浇注料 （Ca-粘土或Na-粘土+ CA水泥） 超低水泥浇注料 （氧化物超细粉+ CA水泥） 无水泥浇注料 (氧化物超细粉+电解质，SiO2超细粉+MgO) Sol-gel bonded (硅溶胶或率溶胶+电解质) 出现的大致年代 1920s 1960s～1970s 1980s 1990s 1950s～1960s 1960s 1960s～1970s 1980s 1970s 1970s 1980s
目录： 一、耐火材料的发展 二、耐火材料的主要性能 三、耐火材料施工要领 四、影响施工结果的因素 五、耐火材料施工管理细则
一、耐火材料的发展
不定形耐火材料的发展 不定形耐火材料是由耐火骨料、结合剂或掺外加剂以一定比例组成的混合料， 能直接使用或加适当的液体调配使用。 不定形耐火材料是不经预先烧成、松散状混合物交货和成型烘烤后即直接使 用的新型耐火材料，也称为不烧耐火材料或松散耐火材料。用该材料能做成 无缝的衬体和构筑物，故称整体耐火材料。过去，不定形耐火材料普遍使用 水泥做结合剂，因此也被称为耐火混凝土。 不定形耐火材料与烧成耐火砖相比具有很多优点： （1）不需庞大的压砖机和烧成热工设备，工厂占地面积小，因此设备费用 和基建投资均比较低； （2）能源消耗少，无需预烧成； （3）劳动强度低，操作简单，生产效率高； （4）成品便于贮存和运输，能实现机械化筑炉，施工效率高； （5）能任意造型，制成整体衬体，热震稳定性好，强度高，抗剥落形强， 可提高其使用寿命；同时，无接逢，气密性好，散热损失少，可节约能源； （6）能修补窑炉，延长其使用寿命，提高炉子作业率。
>2.5
低水泥浇注料（LCC）
1.0～2.5
超低水泥浇注料（ULCC）
0.2～1.0
无水泥或抄微粉浇注料 （NCC）
≤0.2
根据结合剂的发展应用也可以看出耐火材料的发展历程：
结合方式 代表性的浇注料及结合剂 传统水泥结合浇注料 （硅酸盐水泥、低档铝酸钙水泥） 水合结合 纯铝酸钙水泥结合浇注料 （高档铝酸钙水泥） ρ -氧化铝结合浇注料 （ρ -Al2O3+超细粉） 可水化氧化铝结合浇注料 水玻璃和磷酸盐结合浇注料 [Al(H2PO4)3+MgOorCA,Na2O·nSiO2·aq+Na2SiF6] 硫酸盐或氯化盐结合浇注料 [MgSO4/MgCl2+MgO,Al2(SO4)3+CA] 聚磷酸盐结合浇注料 [Na5P3O10或(NaPO3)6+MgO,CaOorCA] 树脂结合浇注料 (Reso-CH2OH+OCH-r) 水合结合+聚合结合 低水泥浇注料 （粘土+CA水泥，超细粉+CA水泥） 粘土结合浇注料 （Ca-粘土或Na-粘土+ CA水泥） 超低水泥浇注料 （氧化物超细粉+ CA水泥） 无水泥浇注料 (氧化物超细粉+电解质，SiO2超细粉+MgO) Sol-gel bonded (硅溶胶或率溶胶+电解质) 出现的大致年代 1920s 1960s～1970s 1980s 1990s 1950s～1960s 1960s 1960s～1970s 1980s 1970s 1970s 1980s
耐火材料基础知识ppt课件
的单位体积重量之比。
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
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
耐火材料的组成和性质PPT课件
33
第33页/共145页
气孔率的高低与 原料种类无关，主 要决定于生产工艺 过程，其数值可小 到零或大到75～80 ％。一般致密制品 为10～28％。
34
第34页/共145页
吸水率
• 制品中全部开口气孔吸满水的重量与其干重之比，以百 分率表示。
• 吸水率 Wa＝（m－m0）/ m0×100％ 其中： m-试样开口气孔中吸满水后的质量 m0-干燥试样质量
37
第37页/共145页
• 由于致密化是提高耐火材料质量的途径,为提高制 品的体积密度,在生产上 可采用控制： • 原料煅烧的体积密度和吸水率； • 砖坯的体积密度； • 制品的烧结程度。
38
第38页/共145页
测定体积密度的意义：
• 此指标测定较容易； • 生产中作为判断制品烧结程度的手段； • 筑炉时作为计算荷重的重要数据； • 对轻质隔热材料有特殊意义； • 划分产品种类的指标； • 与导热性和热容量有密切关系。
• 即共熔液相生成温度愈低，生成液相量愈高，液相量随温度升 高增加速度愈快则杂质成分的熔剂作用愈强，对制品的耐火性 能影响愈大。
11
第11页/共145页
• 分析氧化物对SiO2的溶剂作用强弱可以排成如下顺序：
• Na2OAl2O3TiO2Fe2O3… …
12
第12页/共145页
ห้องสมุดไป่ตู้
• 比较结果为Al2O3和TiO2与SiO2都有共熔关系：
• 如：硅砖中加入CaO，Fe2O3为矿化剂； 氧化锆制品中加入CaO，Y2O3作稳定剂； 氧化锆制品中为降低烧成温度可加1～2TiO2%等。
15
第15页/共145页
测定化学成分的作用
• 1、初步判定制品的基本化学特性。
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气孔率的高低与 原料种类无关，主 要决定于生产工艺 过程，其数值可小 到零或大到75～80 ％。一般致密制品 为10～28％。
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第34页/共145页
吸水率
• 制品中全部开口气孔吸满水的重量与其干重之比，以百 分率表示。
• 吸水率 Wa＝（m－m0）/ m0×100％ 其中： m-试样开口气孔中吸满水后的质量 m0-干燥试样质量
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第37页/共145页
• 由于致密化是提高耐火材料质量的途径,为提高制 品的体积密度,在生产上 可采用控制： • 原料煅烧的体积密度和吸水率； • 砖坯的体积密度； • 制品的烧结程度。
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测定体积密度的意义：
• 此指标测定较容易； • 生产中作为判断制品烧结程度的手段； • 筑炉时作为计算荷重的重要数据； • 对轻质隔热材料有特殊意义； • 划分产品种类的指标； • 与导热性和热容量有密切关系。
• 即共熔液相生成温度愈低，生成液相量愈高，液相量随温度升 高增加速度愈快则杂质成分的熔剂作用愈强，对制品的耐火性 能影响愈大。
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• 分析氧化物对SiO2的溶剂作用强弱可以排成如下顺序：
• Na2OAl2O3TiO2Fe2O3… …
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ห้องสมุดไป่ตู้
• 比较结果为Al2O3和TiO2与SiO2都有共熔关系：
• 如：硅砖中加入CaO，Fe2O3为矿化剂； 氧化锆制品中加入CaO，Y2O3作稳定剂； 氧化锆制品中为降低烧成温度可加1～2TiO2%等。
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测定化学成分的作用
• 1、初步判定制品的基本化学特性。
耐火材料培训讲义
耐火材料培训讲义水泥回转窑窑衬的使用是用烧成带窑衬的寿命作标志的。
随着回转窑直径的增衬的使用条件是比较恶劣的，要承受高温和温度骤变的作用，还要承受物大和产量的提高，窑衬的使用寿命降低，耐火材料单耗增加。
水泥回转窑窑料磨损和化学侵蚀的作用，同时操作的好坏也直接影响着窑衬的使用寿命。
今天我这种给大家讲一下耐火材料的损坏机理及耐火材料的施工要求。
一耐火材料在水泥生产中的作用:1防止高温火焰或气流对筒体的直接伤害2防止有害物质对筒体的侵蚀3防止物料、气流对筒体氧化腐蚀4降低筒体温度，防止筒体氧化腐蚀5降低表面散热量6蓄热、传热作用7改善挂窑皮性能二耐火材料的损坏机理1 机械损坏影响砖衬的机械力会来自于窑壳的过大椭圆度和过度变形，甚至源自砌筑，会造成火砖大块的剥落。
在轮带区域附近，机械应力最大。
火砖不结窑皮并显示不出任何明显的化学变化发生。
火砖的热表面损坏并且显示出裂缝。
在火砖的冷面，火砖被压缩。
火砖也会在冷面损坏，如，砖衬和窑筒体间有相对运动，会在砖的冷面产生摩擦痕迹或边缘破损。
如果砌筑不当或火泥使用不匀，或锁砖钢板的数量不够，也会增加砖衬的热-机械负荷，也会导致火砖的机械损坏。
热机械负荷（热及机械负荷）在热震情况下发生，对砖衬的热震主要是由于窑的不连续操作，窑皮垮落和停窑造成的。
热震一般会造成平行于火砖热面的火砖裂缝，最终火砖热面部分剥落2 化学侵蚀原料中所含的Na2O，K2O，Cl-和SO3，如NaCl，Na2SO4等会对火砖产生化学损害，由于碱盐不同的凝固和升华温度（约＞600℃），这种侵蚀一般会使深至冷面的火砖结构密实化（而熟料侵蚀往往发生在火砖的热表面）。
这种侵蚀会在火砖中产生不同密实化的明显分层。
碱盐的侵蚀会导致碱性砖中的结构结合削弱或丧失，从微观结构来看，碱盐侵蚀会导致火砖结构变得易碎且或多或少带有一些裂缝，例如，如果和碱性成分（主要是NaO和K2O）相比较，酸性成分（主要是Cl-和SO3）过多，过多的酸性成分会易于和火砖自身内在的CaO及MgO反应，因而导致火砖结构结合的腐蚀。
耐火材料概论课件
耐火材料概论选用教材教学目的及内容：本课程热能专业设置的一门选修课程。
本课程要紧内容：耐火材料基础知识：包括概念、性能、分类及生产工艺等和一些经常使用耐火材料的性质；耐火材料与节能降耗。
第一章概论耐火材料是高温技术的基础材料，是重要的筑炉材料。
耐火材料在冶金、硅酸盐、化工、动力、石油、机械制造工业等乃至尖端科技领域取得普遍应用。
正确合理选用耐火材料是窑炉正常运转的重要保证。
耐火材料不仅要求在高温下不损坏，而且应该隔热，同时还要具有不同的特殊性能:强度、热稳固性、耐侵蚀、抗磨损，（保温、传热、热互换、发烧体）。
耐火材料对节约能源有超级重要的意义。
合理选用耐火材料，不仅能够提高热处置进程中的热效率，还能够减少能源的消耗。
耐火工业被称为冶金及其他高温工业的支撑工业和先行工业。
第一节耐火材料的概念及分类金属材料非金属一耐火材料的概念耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，用作高温窑炉等热工设备的结构材料，和工业用高温容器和部件的材料，并能经受相应的物理化学转变及机械作用。
二耐火材料的分类1 按照耐火度分：2 按照形状和尺寸分为：定形耐火制品和不定形耐火材料定形耐火材料―标准型砖、异形砖、特异形砖、和实验室和工业用坩锅等特殊制品。
不定形耐火材料―耐火浇注料、喷补料、可塑料、捣打料等。
3 依照成型工艺分为：泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成型制品、熔融浇注制品、和用岩石直接切割制品。
第二节耐火材料的生产工艺常规工艺：原料的选择、破碎、粉碎、细磨、筛分、配料、混料、成型、干燥、烧成等几个大体工序。
一原料的选取和制备（1）选矿（2）干燥与煅烧（3）破碎与筛分二配料是指依照制品的类型和性能要求，将预备好的原料依照设计好的配方按比例配合起来。
配料的大体原那么是能取得成型后的密实坯体和制品的致密度，从而保证制品的性能。
配方包括按规定比例配合的各类原料量。
三混练混练进程是将各类配好的物料和结合剂通过混合设备的混合作用达到物料的均匀散布。
耐火材料的性能和相互关系专题讲座PPT
定义：耐火材料在恒定的压应力下随着时间 而发生的等温形 变
影响因素：化学矿物组成、温度、气氛等
五、耐火材料高温使用性能
1、耐火度-refractoriness
耐火材料在无荷重的条件下抵抗高温而不熔化的特性 影响因素：材料的化学矿物组成及其分布情况 主要用于硅铝系耐火原料、制品预测高温非力学性能 标准锥温度范围在1220℃-1800℃
体积密度、机械强度均降低。
2.吸水率-water absorption
多孔体中所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥材料 的质量之比值
鉴定耐火原料的煅烧效果，一般<5%
3.体积密度-bulk density（BD）
多孔材料的质量与其总体积的比值，g/cm3 订货数量依据，影响强度、抗侵蚀性、耐磨性、荷软等 检测方法：抽真空、直接量尺及滴定管法（原料颗粒）
4.真密度-true density
多孔材料质量与其真体积之比，g/cm3 真密度与真比重的区别：真比重是材料单位真体积的质量
与4℃单位体积水的质量之比 作用：硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要指标 鳞石英<方石英<石英 化学组成一定时，判断物相组成
5. 透气度-permeability
影响因素：化学矿物组成和所处的温度。 检测方法：量热计法。
4.导电性
定义：耐火材料（除炭质和石墨质制品外）在常温下是电 的不良导体。随温度升高，电阻减小导电性增强。
影响因素：杂质、气孔率和温度。
检测方法：直流法、测定电容器充电时间法和交流电桥法。
LOGO
1、常温耐压强度-cold crushing strength（CCS）
耐火材料的性能和相互关系
LOGO
1 耐火材料化学矿物组成 2 耐火材料组织结构 3 耐火材料热学性质和导电性 4 耐火材料力学性质 5 耐火材料高温使用性质
影响因素：化学矿物组成、温度、气氛等
五、耐火材料高温使用性能
1、耐火度-refractoriness
耐火材料在无荷重的条件下抵抗高温而不熔化的特性 影响因素：材料的化学矿物组成及其分布情况 主要用于硅铝系耐火原料、制品预测高温非力学性能 标准锥温度范围在1220℃-1800℃
体积密度、机械强度均降低。
2.吸水率-water absorption
多孔体中所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥材料 的质量之比值
鉴定耐火原料的煅烧效果，一般<5%
3.体积密度-bulk density（BD）
多孔材料的质量与其总体积的比值，g/cm3 订货数量依据，影响强度、抗侵蚀性、耐磨性、荷软等 检测方法：抽真空、直接量尺及滴定管法（原料颗粒）
4.真密度-true density
多孔材料质量与其真体积之比，g/cm3 真密度与真比重的区别：真比重是材料单位真体积的质量
与4℃单位体积水的质量之比 作用：硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要指标 鳞石英<方石英<石英 化学组成一定时，判断物相组成
5. 透气度-permeability
影响因素：化学矿物组成和所处的温度。 检测方法：量热计法。
4.导电性
定义：耐火材料（除炭质和石墨质制品外）在常温下是电 的不良导体。随温度升高，电阻减小导电性增强。
影响因素：杂质、气孔率和温度。
检测方法：直流法、测定电容器充电时间法和交流电桥法。
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1、常温耐压强度-cold crushing strength（CCS）
耐火材料的性能和相互关系
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1 耐火材料化学矿物组成 2 耐火材料组织结构 3 耐火材料热学性质和导电性 4 耐火材料力学性质 5 耐火材料高温使用性质
耐火材料基本知识66页PPT
是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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2 荷重软化温度（荷软点）
耐火材料对高温和荷重同时作用的抵抗能力，也表示耐火材料 呈现明显塑性变形的软化范围。 测定方法：给耐火材料施以恒定压负荷，并加热，测定其 发生明显变形时的温度点即为荷软点。 荷软点 : TH: 0.6％变形温度点 TK :40％变形温度点 荷重软化温度范围： TK－TH
耐火材料的力学性质是指制品在多种条件作用下的强 度等力学性能指标。该指标表征制品抵抗外力作用而 不被破坏的能力。
1 耐压强度 2 抗折强度 3 耐磨性
1 耐压强度 耐压强度是指耐火材料在一定的温度下单位面积所能承受 的压力。(Mpa) 耐火材料的耐压强度分为常温耐压强度和高温耐压强度。它 是衡量耐火材料质量的重要性能指标之一，间接地反映 出制品的组织结构，如致密度、均匀性和烧结性等。 2 抗折强度 抗折强度是指耐火材料能承受的最大弯曲应力的能力，又称 抗弯强度。(Mpa) 耐火材料的抗折强度亦分为常温抗折强度和高温抗折强度。 高温抗折强度高的制品，在高温条件下，对于物料的冲 击、磨损、液态渣的冲刷等，均具有较好的抵抗能力。 3 耐磨性 耐磨性是指耐火材料抵抗坚硬的物体或气流的摩擦、磨损、 冲刷的能力。耐火材料的耐磨性取决于其矿物组成、组 织结构和颗粒结合的牢固性以及材料本身的密度、强度 等。
（耐火度>1770 ℃）
硅砖
（耐火度1730 ℃）
镁
砖
（耐火度>2000 ℃）
3高温蠕变性 当耐火材料在高温下长时间承受某一较小的荷重时，产生 塑性变形，变形量会随时间的延长而逐渐增加，甚至会 使耐火材料破坏，这种现象叫蠕变。 测定蠕变的意义在于可以了解制品发生蠕变的最低温度， 预测耐火制品在实际使用过程中承受负荷的变化，评价 制品的使用性能。 4 抗渣性 抗渣性是指耐火材料在高温下抵抗炉渣的侵蚀和冲刷作用 的能力。 冶金渣、燃料灰分、飞尘、热烟气等。 直接溶解、反应溶解、侵入变质溶解。 抗渣性是耐火材料重要的使用性能， 对于改善耐火材料的生产工艺、指导其 正确使用具有重要意义。
荷软点的测定是为了判断材料的使用条件、荷重能力
几种耐火制品的荷软点
砖 种
0.6％开始变形 温度℃ （ TH） 40％变形温度 点℃（ TK）
荷软范围 TK－TH ℃
一级粘土砖
（耐火度1730 ℃）
1400
1600
200
三级粘土砖
（耐火度1580 ℃）
1250
1600 1650 1550
1500
1800 1670 1580
4 按照化学矿物组成分为：酸性、中性、碱性耐火材料
酸性耐火材料—硅质制品（硅砖） 中性耐火材料—硅酸铝质制品（半硅砖，粘土砖、高铝砖等）,碳 质制品 碱性耐火材料—含有MgO和CaO的耐火材料。镁质和白云石质 （强碱性）
5 按照烧制工艺分为：不烧砖、烧制砖、熔铸耐火制 品、耐火混凝土等
以显气孔率Pa即开口气孔和贯通 气孔的体积之和占制品总体积的 百分率来表示气孔率指标。
气孔率↑强度↓热导率↓抗侵蚀性↓，提高烧成温度，延长保温时间
2 吸水率 吸水率是制品中全部开口气孔所吸收的水的质量与其干 燥试样的质量之比。 它实质上反映了耐火材料中开口气孔的数量。吸水率测 定方法简便，在耐火材料生产实际中常常用来鉴定原料 煅烧的质量。 3 体积密度 体积密度是指耐火材料的干燥质量与其总体积之比 d 体＝ G 单位为gcm-3。 V 原料体密，砖坯体密，制品体密
耐火材料
与玻璃工艺相接近的熔铸法
与混凝土制备类似的耐火浇注料
与搪瓷工艺类似的喷涂料及高温涂层材料
与纺织品类似的耐火纤维制品
第三节 耐火材料的组成及性能
本节主要介绍耐火材料的化学矿物组成、结构 性能、力学性能、热学性能和使用性能等基础 知识。
高密度高纯硅砖的理化指标
化学成分 /% 矿物组成 /% 物理性能 耐火度/℃ 1720~1740 SiO2 ≥97 方石英 70~80 荷重软化开始温 度/℃ 1660 2.34~2.373 ＜13~14 ＞16.66 R2O3 1.55 磷石英 10~12 真密度/gcm-3 气孔率/％ CaO 0.3~0.5 石英 约 10 耐压强度/MPa
教学目的及内容：
本课程热能专业设置的一门选修课程。 本课程主要内容： 耐火材料基础知识：包括定义、性能、分 类及生产工艺等以及一些常用耐火材料的 性质； 耐火材料与节能降耗。
第一章 概论（重点）
耐火材料是高温技术的基础材料，是重要的筑炉材料。耐 火材料在冶金、硅酸盐、化工、动力、石油、机械制造工 业等甚至尖端科技领域得到广泛应用。 正确合理选用耐火材料是窑炉正常运转的重要保证。 耐火材料不仅要求在高温下不损坏，而且应该隔热，同时还 要具有不同的特殊性能:强度、热稳定性、耐侵蚀、抗磨损， （保温、传热、热交换、发热体） 。 耐火材料对节约能源有非常重要的意义。合理选用耐火材 料，不仅可以提高热处理过程中的热效率，还可以减少能 源的消耗。 耐火工业被称为冶金及其他高温工业的支撑工业和先行工 业。
第一节 耐火材料的定义及分类
材料
金属
非金属
无机材料－水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料 有机材料
一 耐火材料的定义 耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属 材料，用作高温窑炉等热工设备的结构材料， 以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受 相应的物理化学变化及机械作用。
二 耐火材料的分类
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体积密度直观地反应了耐火制品的致密程度，它是耐火原料、致密 耐火制品质量水平的重要衡量指标。体积密度越高，对耐火材料的 强度、抗侵蚀性、耐磨性、荷重软化温度越有利 。
4.透气度
气体透过耐火制品的难易程度。 对透气制品，既要有足够的强度，又要有良 好的透气性。如：转炉底部透气砖。
பைடு நூலகம்
三 耐火材料的力学性质
第二节 耐火材料的生产工艺
常规工艺：原料的选择、破碎、粉碎、细磨、筛分、 配料、混料、成型、干燥、烧成等几个基本工序。
一 原料的选取和制备
（1）选矿 （2）干燥与煅烧 （3）破碎与筛分
二 配料
是指按照制品的类型和性能要求，将准备好的原料按 照设计好的配方按比例配合起来。配料的基本原则是 能获得成型后的密实坯体和制品的致密度，从而保证 制品的性能。配方包括按规定比例配合的各种原料量。
5 高温体积稳定性—耐火材料在高温下长期使用 时，其外形体积保持稳定不发生变化的性质。 残余收缩或膨胀 检测方法:重烧线变化。 重烧↓体稳定性↑炉顶 砖 6 抗热震性 抗热震性是指耐火制品抵抗温度迅速变化而不破 坏的能力。 热震破坏：热冲击断裂和热震损伤。 以抗热震次数来表示。
耐火度 荷重软化温度 高温蠕变性 高温体积稳定性 抗侵蚀性 抗热震性
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 熔融和软化的性质。单位℃
测定方法：试锥法 常用耐火材料的耐火度
耐火度不是耐火材料的熔点 制品的化学矿物组成直接决定其耐火度，提高原料纯度 提高耐火度 问题：耐火度是否就是耐火材料的最高使用温度？
1 主成分 主成分通常是耐火材料中一种或几种高熔点的耐火氧化物或非氧 化物。它是耐火制品的主体，直接决定耐火制品性能。它的性质 和数量对耐火材料的性能起决定作用。 耐火材料按照其主成分有可分为三类： 酸性耐火材料：硅质，半硅质，粘土质；中性耐火材料：高铝质、 碳质、铬质（中性偏碱）；碱性耐火材料：含MgO，CaO等→镁 质和白云石质，镁铬系和镁橄榄石系及尖晶石系。 按照主成分对耐火材料进行划分的意义在于：可以了解耐火材料 的化学性质，判断在使用过程中它们之间以及耐火材料与接触物 之间有无化学作用。
提高原料纯度 改善结合相成分
砖
种
开始变形温度℃ （ T H）
40％变形温度点 TK－TH ℃ ℃（ TK）
一级粘土砖
（耐火度1730 ℃）
1400
1600
200
三级粘土砖
（耐火度1580 ℃）
1250 1600 1650 1550
1500 1800 1670 1580
250 200 20 30
莫来石砖
1 按照耐火度分：
2 按照形状和尺寸分为：定形耐火制品和不定形耐火材料
定形耐火材料—标准型砖、异形砖、特异形砖、以及实验室和工 业用坩锅等特殊制品。 不定形耐火材料—耐火浇注料、喷补料、可塑料、捣打料等。 型制品、熔融浇注制品、以及用岩石直接切割制品。
3 按照成型工艺分为：泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成
一 耐火材料的化学、矿物组成
耐火材料一般是由多种不同的化学成分和矿 物组成构成的非均质体。它的各种性质不仅 取决于它的化学成分，而且更依赖于其中的 物相组成、分布及各相的特性，即取决于制 品的化学、矿物组成。
（一） 耐火材料的化学组成
按照耐火材料的化学组成将其中的成分分为 主成分、杂质成分和添加剂。
（二）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。
主晶相：是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。 主晶相的性质、数量和结合状态直接决定着耐火材料的 性能。除要选择熔点较高的化合物或单质外，还希望它 们的晶体发育充分、完好，真正发挥主晶相的耐火性能。 基质：是在耐火制品主晶相之间填充的结晶矿物或玻 璃相。其数量不大，但成分、结构复杂，作用明显，往 往对制品的某些性能有着决定性的影响。在使用的过程 中，基质往往首先破坏，调整和改变基质可以改善材料 的使用性能。
2 杂质成分 杂质成分则是指由于原料纯度有限而被带入或生产过程中混入的 对耐火制品性能具有不良影响的部分。高温下有溶剂作用。 3 添加剂 加入量很少，甚至是极微； 弥补主成分在使用性能、生产性能或作业性能等某方面的不足而 使用的， 通常有 结合剂、矿化剂、稳定剂、烧结剂、减水剂、抗水化剂、 抗氧化剂、促凝剂和膨胀剂等。能明显改善耐火制品的某种功能 或特性，对该制品的主性能无严重影响。 耐火材料的化学分析通常指分析耐火制品和原料的各种氧化物含量和 其它主要成分含量和灼烧量。通过化学成分分析，按所含成分的 种类和数量，可以判断原料和制品的纯度，制品的化学特性，并 借助有关相图大致估计制品的矿物组成和耐火性能，可以作为选 取原料、检查和调整工艺过程、确定使用条件的依据。