详细介绍下耐火材料的化学组成
耐火材料工艺学 氧化镁-氧化钙系耐火材料
3）MF在MA中的溶解度较在方镁石中的溶解度大 得多，因此MA能从方镁石中转移MF从而消除了 MF因温度波动引起的向方镁石中溶解或自其内部 析出的作用，从而提高方镁石的塑性，消除对热 震稳定性的不良影响； 4）MA与FeO反应可生成含有氧化铁的尖晶石； 5）尖晶石的熔点为2135℃，且与方镁石形成二元 系的始熔温度较高（1995℃），因而以MA作结合 物的制品的耐火度和荷重变形温度较高。
广泛采用的稳定剂有CaO、MgO及其混合物，其中 CaO较有效，MgO次之。 CaO加入量通常为3～8%或更多 （按质量计）。
31
ZrO2—MgO 系 的 立 方 固 溶 体 在 长 时 间 加 热 处 理 (1000 ～ 1400℃)后会发生分解，导致制品破坏。ZrO2—CaO系立方 固溶体虽较稳定，但长时间加热时亦会发生部分分解，而 使ZrO2失去稳定作用。ZrO2—Y2O3固溶体与其它ZrO2固溶 体相比最主要优点是在1100～1400℃长时间加热不发生分 解，但这类氧化物稀缺，价格昂贵，只能局限于某些特殊 要 求 的 地 方 使 用 。 多 种 复 合 稳 定 剂 ， 如 ZrO2—MgO 和 ZrO2—CaO固溶体中加入1～2％Y2O3即可显著提高其热震 稳定性。加入3～5％Y2O3可以使固溶体完全不分解，而且 有很高的机械强度和较低的热膨胀系数。
27
锆英石是ZrO2—SiO2二 元系中唯一的化合物(图71)。它在1676℃分解并在 1687℃ 异 成 分 熔 化 ， 纯 ZrSiO4 耐 火 度 在 2000℃ 以 上，随杂质含量增加，耐 火度亦相应降低。
28
第二节 氧化锆制品
一、原料的制取和稳定
氧化锆在地壳中的含量约占0.026％，分布极为分散。在自 然界中主要有两种含锆矿石。
耐火材料简介
耐火材料一、基本概念耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
根据耐火度，有阻火级(1000～158 0℃)、普通级(1580～1770℃)、高级(1770～2000℃)、特级(2000℃以上)四个等级之分。
大部分耐火材料是以多种天然矿石粉料及粒料的混合物为原料生产的，某些耐火材料各种组分的结合要借助外加的结合剂(即大多数工业部门所称的黏结剂)。
结合剂的种类很多，高性能酚醛树脂就是一种性能优良、应用广泛的新型结合剂。
耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，也可用作高温容器和部件的材料。
所以在冶金、硅酸盐、化工、石油、动力、机械制造等工业部门都离不开耐火材料，其中冶金工业消耗耐火材料的比例最高，约占总消耗量的60%～70%，每吨产品消耗耐火材料量约18～25kg。
钢铁工业是冶金工业的主要部门，所以也就自然是耐火材料应用的主要领域。
在钢铁工业的各个工序的设备中都离不开耐火材料，从炼铁的高炉、炼钢的转炉到转运钢水的钢包、中间包等整体设备的内衬砖到各局部结构，如钢包、中间包的出口滑板、各种水口等都离不开耐火材料。
耐火材料的分类方法有许多，按化学矿物组成和按外观的分类概况分别参见表9-1及表9-2。
这些分类应遵从ISO1109。
表9-1 耐火材料的化学矿物组成分类不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状与结合剂共同混合组成的一类混合料，它无规定的外形和状态，通常根据使用需要而分别制成浆状、泥膏状或松散状，故称作散状耐火材料，其不经成型和烧成而直接使用，主要用于构筑成无接缝的整体构筑物、耐火砖成设备内衬的填缝及修补、高温炉出口堵塞用的泥料(炮泥)等。
不定形耐火材料多根据施工工艺类别而分类，由于施工工艺的差异，他们在组成、物料特性(状态、流动性、可塑性等)、应用领域等方面有所不同。
表9-4列出不定形耐火材料按施工工艺特点的分类及主要特征。
表9-4 不定形耐火材料的类别及主要特征。
耐火材料常用各种矿物原料的名称、化学含量
SiO236.6％1598分解3.Fra bibliotek5镁方柱石
2CaO·MgO·2SiO2
CaO 41%
MgO 15％
SiO244％
1451
透辉石diopside
CaO·MgO·2SiO2
CaO 25.93%
MgO 18.51％
SiO255.56％
1391
3.27-3.38
透闪石tremolite
Al2O328.30％
SiO266.70％
H2O5.00％
500-900失去结构水，1200转变为莫来石和石英
2.66-2.90
蒙脱石(n>2)montmorillonite
（膨润土bentonite）
Al2O3·4SiO2·nH2O
Al2O328.30％
SiO266.70％
H2O5.00％
100-300失去层间水，550-700和800-900失去结构水
4.00-4.35
橄榄石olivine
MgO·FeO·SiO2
MgO 23.4％
FeO 41.7％
SiO234.9％
1890
钙镁橄榄石monticellite
CaO·MgO·SiO2
CaO 35.9%
MgO 25.6％
SiO238.4％
1490分解
3.20
镁蔷薇辉石
3CaO·MgO·2SiO2
CaO 51.2%
2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
CaO 13.8%
MgO 24.6％
SiO258.8％
H2O2.8％
1050失去结构水
3.00
斜顽辉石clino-enstatite
耐火材料与燃烧概论4
耐火材料与燃料燃烧讲义
15
2400 2350 Al2O3 2000
温度，℃
1995
1600
Cr2O3
1720
Fe2O3 1200
0
20
40 R2O3,mass%
60
80
图4-5 MgO-R2O3系相图
耐火材料与燃料燃烧讲义 16
R2O3 固溶于方镁石中，形成阳离子空穴，因此能够促进烧结。其促进 烧结的影响顺序可排列如下：Fe3+>Cr3+>Al3+。 以MgO-MgO· R2O3体系中固溶同量R2O3而论，由于MgO· Cr2O3的熔点最高， 同方镁石的共熔温度最高，溶解量也较高。溶于方镁石形成固溶体后开始 出现液相温度最高，故在镁质耐火材料中，除高纯镁石材料外，含铬尖晶 石的镁质耐火材料是最优秀的。
方镁石是氧化镁唯一的结晶形态，属等轴晶系， NaCl 型晶体结构。 晶格常数和真密度分别随煅烧温度的升高而增大和减小。充分烧结的方 镁石晶格常数可达4.20Å，真密度为3.61g/cm3。 方镁石的化学活性很大，极易与水或大气中的水分进行水化反应。
耐火材料与燃料燃烧讲义
4
方镁石属离子晶体，离子间静电引力大，晶格能高达 3935kJ/mol，故 熔点很高，达2800℃。但是，当温度达1800℃以上，便可产生升华现象而 且其稳定性随温度提高和压力减小而降低。 方 镁 石 构 成 的 耐 火 材 料 在 1600℃ 以 上 的 还 原 气 氛 中 极 易 被 还 原 。 MgO+C=Mg(g)+CO(g)最低反应温度如下表所示。
耐火材料与燃料燃烧讲义
2
(2) 直接结合镁砖：以高纯烧结镁砂为原料，经烧结制成的，MgO含 量95%以上，是方镁石晶粒间直接结合的镁质耐火制品。
耐火材料
5.良好的抗蚀性。 耐火材料在使用过程中，常常受到液态熔液、 炉尘、气态介质或固态物质的化学作用，使制 品被侵蚀损坏。因此，耐火材料必须具有强的 抵抗这种蚀损的性能。此外，要求耐火材料具 有一定的耐磨性，在某些特殊条件下有一定的 透气性、导热性、导电性和硬火材料(原料或制品)的化学组成
耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为: 普通耐火材料（1580～1770℃） 高级耐火材料（1770～2000℃） 特级耐火材料（2000℃以上）
按化学特性分为:
酸性耐火材料 中性耐火材料 碱性耐火材料
酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，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。
碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的 是镁砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖，对碱性渣和铁 渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于 平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温 设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化 铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材 料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高 温复合材料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强 陶瓷等。
耐火材料(原料或制品)的化学组成，一般用化学分析的 方法进行测定。耐火材料通常测定Al203，Si02，Fe203， CaO，MgO，Ti02，ZrO2，Na20，K20等氧化物。
耐火材料组成结构与性质
整理课件
3
耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料，在使用过程中除 承受高温作用外，还不同程度地受到机械应力、热应力作用， 高温气体、熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。
耐火材料的质量取决于其性质，为了保证热工设备的正常运 行，所选用的耐火材料必须具备能够满足和适应各种使用环境 和操作条件的性质。
2021/1/28
制品
鳞石英、方石英 硅砖、石英玻璃
莫来石、方石英、 半硅砖、粘土砖、高铝砖、
刚玉
莫来石—刚玉砖
3 刚玉质制 Al2O3（＞90%） 刚玉 品
刚玉—莫来石砖
4 镁质制品 MgO、CaO、 方镁石、方钙石、 镁砖、白云石砖、镁橄榄
Al2O3、Cr2O3、 镁铝（铬）尖晶 石砖、镁铝（铬、钙）砖、
SiO2、C
2021/1/28
整理课件
6
1.1 耐火材料的定义及其性能要求
（二） 对耐火材料的性能要求及其表征指标
（4）良好的热震稳定性——耐火材料抵抗温度急剧变化而不发生 开裂、剥落的能力。表征指标：材料的热膨胀系数和抗热震性指标
（5）良好的抗渣性——耐火材料在使用过程中抵抗各种侵蚀性物 质的化学作用而不被蚀损的能力。表征指标：抗渣性评价
整理课件
4
第一章 绪论
一、耐火材料的定义及其性能要求 （一） 定义
1、传统的定义：耐火度不小于1580℃的无机非金属材料。 2、ISO的定义：耐火度不小于1500℃的非金属材料及制品。
2021/1/28
整理课件
5
第一章 绪 论
1.1 耐火材料的定义及其性能要求
（二） 对耐火材料的性能要求及其表征指标
• 1）计划经济时代－中国耐火材料由33家重点企业扶持； • 2）改革开放以后，随着钢铁工业的迅速发展，耐火材料行
耐火材料生产配方大全
耐火材料生产配方大全
耐火材料是一种能够经受高温和极端环境条件的材料，广泛应用于冶金、玻璃、水泥、化工等行业。
耐火材料的生产配方是生产过程中最重要的部分之一，不同的成分和配比会影响耐火材料的性能和质量。
在下面，我们将介绍一些常见的耐火材料生产配方。
1. 硅酸盐耐火材料配方：
- 三氧化二铝（Al2O3）：80%
- 硅酸镁（MgO）：10%
- 二氧化硅（SiO2）：6%
- 碳化硅（SiC）：4%
2. 高铝耐火材料配方：
- 三氧化二铝（Al2O3）：85%
- 二氧化硅（SiO2）：13%
- 氧化钇(Y2O3)：2%
3. 硅碳耐火材料配方：
- 碳化硅（SiC）：60%
- 二氧化硅（SiO2）：30%
- 氧化钇(Y2O3)：10%
4. 氧化铝耐火材料配方：
- 三氧化二铝（Al2O3）：95%
- 二氧化硅（SiO2）：5%
这些耐火材料的不同配方可根据具体需求进行调整。
例如，对于需要更高的耐火性能和温度稳定性的应用，可以增加三氧化二铝和碳化硅的比例。
而对于一些低温应用，可以增加氧化钇的比例来提高热震性能。
在生产耐火材料时，配方的选择和精确的配比非常重要。
一般情况下，根据材料的物理和化学性质，配方中的成分应具有高的耐火性能、化学稳定性和热稳定性。
此外，还需要选择适当的粒度和加工方法来确保材料的均匀性和稳定性。
总的来说，耐火材料的生产配方是确保材料质量和性能的关键因素。
通过合理地选择和调整配方，可以生产出满足不同应用需求的耐火材料。
这些配方为耐火材料行业的发展和应用提供了坚实的基础。
耐火材料分类
耐火材料的分类耐火材料的种类很多，为了便于生产研究、生产和选择，通常按其共性与特征划分类别。
其中按材料的化学矿物组成分类是一种常用的基本分类方法，但也常按材料的制造方法、材料的性质、材料的形状尺寸、材料的应用等来分类。
按化学矿物组成分类按化学矿物组成的不同，耐火材料主要有以下几类：（1）氧化硅质耐火材料。
这是以SiO2为主要成分的耐火材料，主要品种有各种硅砖和石英玻璃制品。
（2）硅酸铝质耐火材料。
这是以AL2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料，根据制品中AL2O3和SiO2含量分为三类：半硅质耐火材料、粘土质耐火材料和高铝质耐火材料。
（3）镁质耐火材料。
这是以MgO为主要成分，以方镁石为主要矿物结构的耐火材料，依其次要的化学成分和矿物组成的不同有以下品种：镁砖、镁铝砖、镁硅砖、镁钙砖、镁炭砖和铁白云石砖。
此外，还有冶金镁砂。
（4）白云石质耐火材料。
这是一类以CaO(40%-60%)和氧化镁（30%-42%）为主要成分的耐火材料。
其主要品种有：焦油白云石转、烧成油浸白云石砖、烧成油浸半稳定性白云石砖、烧成稳定性白云石砖、轻烧油浸白云石砖和冶金白云石砖。
（5）橄榄石质耐火材料。
这是一种含MgO35%-62%，Mg/SiO2质量比波动于0.95-2.00，由镁橄榄石为主要矿物组成的耐火材料。
（6）尖晶石质耐火材料。
这是一类主要由尖晶石组成的耐火材料。
主要品种有铬尖晶石构成的铬质制品[w(Cr2O3)≥30%)]，由铬尖晶石、方镁石构成的铬镁制品[w(Cr2O3)18%-30%)，w（MgO）25%-55%]和由镁铝尖晶石构成的制品。
（7）含炭质耐火材料。
这类耐火材料中均含有一定数量的炭或碳化物。
主要品种有由无定形炭结构的碳砖和炭块;由石墨结构的石墨制品；由碳化硅构成的碳化硅制品；由碳纤维及碳纤维与树脂或其其他炭素材料复合构成的材料。
（8）含锆质耐火材料。
这类材料中含有一定数量的氧化锆。
常用的品种有以锆英石为主要成分的锆英石质制品；以氧化锆和刚玉或莫来石构成的锆刚玉和锆莫来石制品，以及以氧化锆为主要组成的纯氧化锆制品。
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）。
耐火材料——精选推荐
1耐火材料定义：耐火度不低于1580的非金属材料。
即耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备，以及高温容器和部件的无机非金属材料，耐火度不低于1580℃，并在高温下能承受相应的物理化学变化及机械作用。
2耐火材料分类：（根据化学性质）酸性耐火材料、碱性耐火材料、中性耐火材料; 根据耐火度可分为: 普通耐火制品：耐火度为1580~1770℃, 高级耐火制品：耐火度为1770~2000℃,特级耐火制品：耐火度大于2000℃ .3耐火材料显微结构：耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体宏观结构。
4耐火材料的分类根据耐火度可分为: 普通耐火制品：耐火度为1580~1770℃;高级耐火制品：耐火度为1770~2000℃; 特级耐火制品：耐火度大于2000℃ . 5 开口气孔率（显气孔率）: =13V V V+×100%,V 0、V 、V 分别表示总体积、 开口气孔和闭口气孔体积c m6吸水率:它是制品中全部开口气孔吸满的水的质量与其干燥质量之比，以百分率表示。
7透气度:是表示气体通过耐火制品难易程度的特性值。
8真密度:是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量9耐火材料的热膨胀是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质。
10线膨胀系数是指由室温至试验温度间，每升高1 ℃，试样长度的相对变化率。
11热导率是表征耐火材料导热性的一个物理指标，是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。
12气孔率对热导率的影响：耐火材料通常都含有一定的气孔，气孔内气体热导率低，因此气孔总是降低材料的导热能力。
在一定温度以内，对一定的气孔率来说，气孔率愈大，则热导率愈小。
13常温耐压强度 ：是指常温下耐火材料在单位面积上所能承受的最大压力。
14耐磨性：耐火材料抵抗坚硬物料或气体(如含有固体颗粒的)磨损作用(研磨、摩擦、冲击力作用)的能力。
15高温耐压强度是材料在高温下单位截面所能承受的极限压力。
耐火砖种类及详细资料
耐火砖种类及详细资料常用耐火砖产品说明耐火砖是服务于高温技术的基础材料，与各种工业窑炉有着极为密切的关系。
不同种类的耐火砖由于化学矿物组成、显微结构的差异和生产工艺的不同，表现出不同的基本特性。
所以，在了解和研究工业窑炉筑炉材料的过程中，有必要对耐火砖的种类加以叙述介绍。
___系耐火砖硅铝系耐火砖是以AL2O3—SiO2二元系统相图为基本理论，主要包括以下几种：1.硅砖，是指含SiO2 93%以上的耐火砖，是酸性耐火砖的主要品种。
它主要用于砌筑焦炉，也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位，在热风炉的高温承重部位也用，但是不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。
2.粘土砖，粘土砖主要由莫来石、玻璃相和方石英及石英所组成。
它是高炉、热风炉、加热炉、动力锅炉、石灰窑、回转窑、玻璃窑、陶瓷和耐火砖烧成窑中常用的耐火砖。
3.高铝砖，高铝砖的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相，其含量取决于AL2O3/ SiO2比以及杂质的种类和数量，可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。
它多用烧结法生产。
但产品还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。
高铝砖广泛用于钢铁工业、有色金属工业和其他工业。
4.刚玉砖，刚玉砖是指AL2O3含量不小于90%，以刚玉为主要物相的的一种耐火砖，可分为烧结型刚玉砖和电熔型刚玉砖。
耐火砖字母编号规则通用耐火砖的砖号由“T”字开头，即“通”字汉语拼音的第二个字母，通用砖的砖号是：T-1,T-2,T-3……。
T-105.T字后的Z、C、S、K及J分别为直形砖，侧楔形砖，宽楔形砖及拱脚砖的＂直＂，＂侧＂，＂竖＂，＂宽＂及＂脚＂字汉语拼音的第一个小写字母．短横线后来顺序号。
代号中Z、C、S、K及J分别代表直形砖、侧楔形砖、拱脚形砖的汉语拼音的第一个大写字母，分别表示“直”、“竖”、“宽”及“脚”。
直形砖的代号由砖长a的百位及十位数字和砖厚C的十位数字组成，楔形砖的代号由大小头之间距离b的百位及十位数字和砖厚C的十位数字组成，拱脚形砖的代号由斜面长L的百位及十位数字和倾斜角a的十位数字组成。
耐火材料的组成、性质与分类
耐火材料的组成、性质与分类
一、耐火材料的组成：
1、矿物组成
玻璃相+结晶相（基质）
2、化学组成
（1）主成分
碱性耐火材料：氧化镁、氧化钙
酸性耐火材料：二氧化硅
中性耐火材料：碳质耐火材料、高铝耐火材料、铬质耐火材料
（2）杂质成分
（3）添加成分
二、耐火材料的性质的介绍：
1、良好的抗腐蚀性
2、极高的耐火度
3、在高温下具有良好的体积稳定性
4、良好的荷重软化温度
5、良好的抗热震性
6、从不同方面介绍性质
（1）物理性质：气孔率、吸水率、体积密度、真密度（真比重）
（2）热学性能：热容、热膨胀性、导热系数
（3）力学性能：常温耐压强度、抗折强度
（4）使用性能：耐火度、高温荷重软化温度、体积稳定性
（5）热稳定性：渣性（耐玻璃侵蚀性）、热震
（6）抗腐蚀性能：抗碱性、抗氧化、抗水化
三、耐火材料从不同方面有不同的分类，具体如下：
1、按外形分为：定型耐火材料和不定型耐火材料。
2、按成型工艺分为：天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型
3、按外观分为：标型、普型、异型、特型和超特型
4、按化学成分为：酸性、碱性和中性耐火材料
5、按密度分为：重质和轻质
6、按矿物组成分为：硅酸铝质、硅质、镁质、碳质、白云石质、锆英石质、特殊耐火材料（高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料）
7、按耐火度分为：普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料。
8、按加工工艺分为：烧成制品、熔铸制品、不烧制品。
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%。
耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质;
耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质；1.3耐火材料的化学-矿物组成（1）化学组成化学组成是耐火材料最基本的特性，是决定耐火材料的物相组成以及很多重要性质如抗渣侵蚀性能、耐高温性能、力学性能等的重要基础。
通常将耐火材料的化学组成按各个成分含量的多少及作用分为以下几类：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。
耐火材料按其主成分的化学性质可分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。
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）称为杂质。
杂质的存在往往能与主要成分在高温下发生反应，生成低熔性物质或形成大量的液相，从而降低耐火材料基体的耐火性能，故也称之为熔剂。
添加成分耐火材料的化学组成中除主要成分和杂质成分外有时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。
按照添加剂的目的和作用不同可分为矿化剂、稳定剂、促烧剂等。
（2）矿物组成耐火材料一般说来是一个多相组成体，其矿物组成取决于耐火材料的化学组成和生产工艺条件，矿物组成可分为两大类：结晶相与玻璃相，其中结晶相又分为主晶相和次晶相。
主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。
主晶相的性质、数量、结合状态直接决定着耐火制品的性质。
次晶相又称第二固相，是在高温下与主晶相共存的第二晶相。
如镁铬砖中与方镁石并存的铬尖晶石，镁铝砖中的镁铝尖晶石，镁钙砖中的硅酸二钙，镁硅砖中的镁橄榄石等。
次晶相也是熔点较高的晶体，它的存在可以提高耐火制品中固相间的直接结合，同时可以改善制品的某些特定的性能。
如：高温结构强度以及抗熔渣渗透、侵蚀的能力。
填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物（次晶相）和玻璃相统称为基质，也称为结合相。
基质的组成和形态对耐火制品的高温性质和抗侵蚀性能起着决定性的影响。
基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。
为了提高耐火制品的使用寿命，在生产实践中，往往采取调整和改变制品的基质组成的工艺措施，来改善和提高耐火制品的性质。
耐火材料工艺学考试要点
耐火材料的一般性质，包括化学矿物组成，组织结构，力学性质，热学性质，高温使用性质。
主成分：酸性耐火材料含有相当数量的游离二氧化硅。
酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料中性耐火材料按其严密含义来说是碳质耐火材料，高铝质耐火材料（二氧化铝含量在45%以上）是偏酸而趋于中性的耐火材料，络质耐火材料是偏碱性而趋于中性的耐火材料。
碱性耐火材料含有相当数量的MgO和CaO等，镁质和白云是质耐火材料是强碱性耐火材料，鉻镁系和镁橄榄石质耐火材料以及尖晶石质耐火材料是属于弱碱性耐火材料。
杂质成分：这些杂质成分是某些能与耐火基体起作用而使耐火性降低的氧化物或者化合物，即通常称为溶剂的杂质。
因杂质成分的溶剂作用使系统的共熔液相生成温度愈低，单位溶剂生成的液相量愈多，且随温度升高液相量增长速度愈快，黏度愈小，润湿性愈好，则杂质溶剂作用愈强。
将干燥的材料在规定温度条件下加热时质量减少百分率称为酌减。
主晶相是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。
基体是指耐火材料中大晶体或是骨料间隙中存在的物质。
耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和七孔两部分构成的非均质体，其中各种形状和大小的气孔与固相之间的宏观关系（包括他们的数量和分布结合情况等）构成耐火材料的宏观组织结构。
吸水率：他是制品中全部开口气孔希曼水后的质量与其干燥质量之比热膨胀：是指其体积或长度随着温度的升高而增长的物理性质。
其原因是原子的非谐性振动增大了物体中原子的间距从而使体积膨胀。
p11材料的热膨胀与其晶体结构和键强度高的材料如SiC具有低的热膨胀系数。
对于组成相同的材料，由于结构不同，热膨胀系数也不同。
耐火材料的热膨胀系数取决于它的化学组成。
热导率：是表征耐火材料导热特性的一个物理指标，其数值等于热流密度处于负温度梯度。
其物理意义是质单位温度梯度下，单位时间内垂直面积的热量。
大部分耐火材料的热导率随温度升高而增大。
但有些如镁砖、碳化砖等则相反，随温度升高热导率反而会下降。
耐火材料的组成和性质
• 矿物组成和化学组成是两个不同 C，金刚石，石墨； TiO2，金红石。 Al2O3.SiO2，红柱石，蓝晶石，硅线石； ZnS，纤维锌矿，闪锌矿。
说明化学组成相同，但可成为不同的矿物， 既两个不同的概念。
22
• 制品矿物组成取决于制品的化学组成和工艺 条件。
41
真密度
• 指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的重量。 • 真密度 dt = M / Vt (g/cm3)
其中： M— 干试样重 Vt— 试样总体积
42
比重
• 真比重：不包括气孔在内的单位体积耐火材料 的重量与同温度下水的单位体积重量之比。
• 即耐火材料的真密度与同温度下水的密度之比。 • 当水的真密度等于1时，其真密度值与真比重
其中Vb，Vo，Vc分别代表总体积，开口气 孔和闭口气孔的体积。
34
注意：制品的气孔率指标通常用开口气孔率表示。
• 开口气孔与外界相通对制品使用时影响较重要； • 在一般制品中（除熔铸制品和轻质隔热制品外）
开口气体积占总气孔体积的绝对多数，闭口气孔 体积则很少； • 闭口气孔体积难于直接测定；
35
15
• 除上述三个主要方面外液相的性质；如粘度大 小也有影响，而用相图来分析杂质的熔剂用时 注意相图是处于平衡状态，而实际制品制造和 使用是不平衡的，但是仍有较大的实际意义。
• 杂质成分是降低其耐火材料性能，起着有害作 用；同时还具有降低制品（原料）的烧结温度， 处进制品烧结的有利作用，应全面考虑。
45
• 假比重： 包括闭口气孔体积在内的单位体积耐火
材料的重量与同温度下单位体积水的重量之比。 • 体积比重：
相量较多。
• 由于溶剂作用，降低制品耐火性能，通常视为 有害成分，既使含量甚微也是不容忽视的。因 此在标准内都有一定的规定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
详细介绍下耐火材料的化学组成
耐火材料的化学组成中我们经常听到分散体系，结构水，结晶水，自由水，胶体等名词，下面我们来介绍下耐火材料的化学组成，并解释一下什么叫分散体系? 分散体系包括分散介质和分散相的两相体系。
其中，分散物质称为分散相，包围在分散相颗粒周围的而且是单一的物质称为分散介质。
由于物质分散程度不同，分散体系可以分为胶体分散体系(颗粒为100～1nm)和粗分散体系(颗粒大于100nm)。
当分散物质的颗粒小于1nm时，分散体系已处于分子或离子的分散状态，这样的分散体系是完全单一的，属于真溶液类。
胶体体系中物质的微粒很小，它有特别发达的比表面和很大的比表面能量储量。
这个特点决定了胶体体系具有某些极为重要的性质，如高度的吸附能力以及聚结不稳定性，即在外界条件的影响下，它的颗粒能合并，以至发生聚沉现象。
在耐火材料生产中，常见的粗分散体系是由固体分散相和液体分散介质组成的体系，称悬浮体。
如泥浆，是由几种分散固体所组成的混合物，这种混合物中每一组分是完全独立的，并保持它原有的性质，而且都可以用某种机械方法将它们分开。
此外耐火材料生产体系中常见的粗分散体系还有：由液体和气体组成的泡沫，由固体和气体组成的可塑软泥由固体、熔体和气体组成的受热制品。
什么叫结构水? 矿物中的结构水一般是指呈H+、OH-或H3O+的离子状态(较常见的是0H-离子)加入矿物晶格构造的。
这些离子在矿物晶格中占有一定的位置，其含量一定，结合牢固。
只有在600- 1000℃的条件下，晶格的结构被破坏后，才能逸出。
如高岭石失水温度为580℃，滑石为950℃，蛇纹石为670℃，氢氧镁石为410 ℃. 什么叫结晶水? 水以中性分子(H2O)的形式参加矿物的结晶构造，并占有固定的位置，水分子的数量与矿物中其他成分成简单整数比的水叫结晶水。
结晶水在矿物晶格中结合牢固程度远比结构水差。
一般当受热达到200～500℃时，会失水。
个别矿物的失水温度高达600℃。
伴随着结晶水的脱失，原矿物的晶体结构要发生破坏或被改造，从而重建新的晶格成为另一种矿物，并引起矿物物理性质的变化。
什么叫自由水? 自由水是指不参与矿物的晶格组成，而是以机械吸附的形式存在于矿物中的水，因而含量不定。
按自由水在矿物中的存在形式可以分为：由于表面能作用而吸附在矿物表面和缝隙中的普通水，也叫吸附水。
它视其存在状态又可分为薄膜水、毛细管水、胶体水。
吸附水的含量随温度的不同而变化。
在常压下，当加热到100～110℃时，可全部从矿物中逸出，但胶体水逸出的温度较高，约100 ～250℃。
此外还有以中性分子形式存在于某些具有层状结构的硅酸盐矿物中的层间水，存在于沸石族矿物晶格中的沸石水。
它
们的性质相似，介于结晶水与吸附水之间。
什么叫胶体? 它对耐火矿物原料有什么影响? 胶体是一种物质的微细质点(1～100nm)分散在另一种物质中所形成的不均匀分散体系，是矿物存在的形式之一。
被分散的质点称为分散质或分散相，分散质所在的另一种物质称为分散剂或分散媒。
分散质可以是固体、液体或气体，在矿物中主要是固体；分散剂可以是固体、液体或气体。
在分散体系中当分散剂远多于分散质时，这种物质称为胶凝体。
胶凝体凝结之后即成为含有少量水的矿物。
随着时间的推移，胶体将逐渐失去水分而由非结晶体变为结晶体。
一水铝石和三水铝石都是这样形成的。
自然界产出的胶体及变胶体矿物在形态上常呈鳞状，结核状，皮売状或同心层状，在水胶溶体及水胶凝体的形成过程中，分散质常常选择性地吸附介质中各种元素的异号离子，致使胶体矿物的化学组成变得复杂。