耐火材料的基本知识
耐火材料基础知识培训教材
耐火材料基础知识培训教材第一章耐火材料的概述耐火材料是指能够在高温下保持化学和物理稳定性的材料。
它们广泛应用于冶金、建筑、石油化工等领域，扮演着至关重要的角色。
本章将介绍耐火材料的定义、应用领域以及基本分类。
1.1 定义耐火材料是在高温条件下依然具备稳定性和耐久性的材料。
它们能够承受高温环境下的物理、化学和热力学变化，同时保持其结构和性能的稳定性。
1.2 应用领域耐火材料广泛应用于多个领域，包括冶金、建筑、石油化工、玻璃制造等。
在冶金行业中，耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等设备的内衬和衬板。
在建筑领域，耐火材料用于隔热、防火和保温等应用。
在石油化工行业中，耐火材料则被广泛用于炼油、化工等过程中的高温设备。
1.3 分类根据材料的组成和结构，耐火材料可以分为酸性、碱性和中性耐火材料。
酸性耐火材料主要由二氧化硅和二氧化铝等成分组成，适用于酸性环境下的高温应用。
碱性耐火材料一般以氧化镁和氧化镁钙等为主要成分，适用于碱性和一般酸性环境下。
中性耐火材料则是一种介于酸性和碱性之间的材料，常见的成分包括三氧化二铝和高岭土等。
第二章耐火材料的性能耐火材料的性能直接影响其使用效果和寿命。
本章将介绍耐火材料常见的性能指标和测试方法。
2.1 耐火度耐火度是指材料能够承受的最高温度，也是评估耐火材料抗高温性能的重要指标。
常见的测试方法包括耐火度试验和热震稳定性试验。
2.2 抗侵蚀性耐火材料在高温条件下可能会遭受熔融物质的侵蚀，因此抗侵蚀性是评估其使用寿命的重要指标。
常用的测试方法包括浸蚀试验和冶金渣侵蚀试验。
2.3 导热性耐火材料在高温下的导热性能直接关系到其隔热效果和能耗。
热导率是评估导热性的常用指标，可以通过热导率仪进行测试。
2.4 强度耐火材料的强度决定了其承受力和抗震性能。
抗折强度和抗压强度是评估耐火材料强度的常用指标，可以通过机械试验仪进行测试。
第三章耐火材料的制备和加工耐火材料的制备和加工过程对最终产品的性能和质量具有重要影响。
耐火材料基本知识
砖的尺寸：
长度250mm
宽度有7种：1P 2P 3P 4P 5P
90 124 155 187 220
稍度＝大头厚度－小头厚度
6P 7P 250 280
（1P、2P为等中间125mm,3P~7P为等中间100mm)
用途：钢包砖（最重要的尺寸为250mm)
Minikey形
(迷你Key)
基本形状：宽楔形 （0稍度为直形）
（1），按化学特性分类
A, 酸性耐火材料，以二氧化硅为主要成份的 耐火材料，主要指硅砖和锆石英砖。
能耐酸性熔渣的侵蚀。
B ,碱性耐火材料：以氧化镁、氧化钙为主要 成份的耐火材料，主要指镁砖、镁铝砖、镁铬 砖、白云石砖等。
对碱性渣有较强的抗侵蚀能力。
C, 中性耐火材料：以三氧化二铝、三氧化二 铬和碳为主的耐火材料，如刚玉砖、高铝砖、 碳砖等。
物等）
（3），按耐火度分类
A， 1580~1770 普通耐火材料 B， 1770~2000 高级耐火材料 C， >2000 特级耐火材料
（4），按成型工艺分类
A， 天然岩石 B， 泥浆浇注成型耐火材料 C， 可塑成型耐火材料 D，半干成型耐火材料 E， 捣打成型耐火材料 F， 熔铸产品
76
76
74
74
72
70
70
C% > 10
10
10
14
14
14
18
18
18
气孔率 4
5
6
4
5
6
3
4
5
体密
2.90 2.85 2.80 2.90 2.82 2.77 2.90 2.82 2.77
常温耐压 45
耐火材料实用手册
耐火材料实用手册摘要：一、耐火材料的定义与分类二、耐火材料的性能要求三、耐火材料的制备方法四、耐火材料的应用领域五、耐火材料的发展趋势正文：一、耐火材料的定义与分类耐火材料是指在高温环境下能够保持稳定性能的一类材料，它主要用于高温工业领域的建筑、设备和生产工艺的防护与保温。
根据材质和性能特点，耐火材料可分为以下几类：1.氧化硅耐火材料：以二氧化硅为主要成分，具有良好的耐高温性能，主要用于高温炉窑、玻璃窑等场合。
2.氧化铝耐火材料：以氧化铝为主要成分，具有较高的耐高温性能和抗侵蚀性能，应用于钢铁、有色金属等行业的高温炉窑。
3.碳质耐火材料：主要由碳和碳化硅等组成，具有较高的热导率和抗热震性能，广泛应用于高温炉窑、炭素生产等领域。
4.复合耐火材料：由两种或多种耐火材料复合而成，具有更优异的性能，可适应不同工况条件。
二、耐火材料的性能要求耐火材料在高温环境下需要具备以下性能：1.高温稳定性：在高温下不易分解、软化或烧蚀，能够保持结构和性能稳定。
2.热导率：越高的热导率意味着热量传递速度越快，能有效降低高温设备的热损失。
3.抗热震性：在高温环境下，材料容易因温度变化产生内应力，抗热震性越好，材料越能承受温度波动。
4.耐磨性：在高温下，材料与物料或其他物体之间的摩擦会导致磨损，耐磨性越好，材料使用寿命越长。
5.抗侵蚀性：高温环境中的气体、液体或固体物料可能对材料产生侵蚀，抗侵蚀性越好，材料越能抵抗侵蚀。
三、耐火材料的制备方法1.配料：根据耐火材料的性能要求，选择合适的原料，如氧化硅、氧化铝、碳化硅等。
2.混合：将各种原料按一定比例混合均匀，并加入适量的结合剂。
3.成型：将混合好的原料进行成型处理，如压砖、挤出、浇注等。
4.煅烧：在高温下对成型后的材料进行煅烧，使其发生相应的物理和化学变化，提高性能。
5.检测：对成品进行性能检测，如热导率、抗热震性等，确保符合使用要求。
四、耐火材料的应用领域1.钢铁行业：用于炼钢炉、热风炉、加热炉等设备的保温和防护。
耐火材料基本知识
有各自的加热处理热工设备， 相应根据不同工艺条件和不同设备类型 选择不同的耐火衬里， 在石化工业上以不定形耐火材料为主，重点应 用不定形耐火材料当中的轻质不定形耐火材料作为装置内衬保温， 以 达到节能降耗的目的， 有的是利用耐火浇注料的高温强度来抵抗气体 和介质的磨损和侵蚀， 总之石化工业炉已基本形成了比较完善的和比 较系统的耐火衬里材料， 根据不同的工艺要术和工况来选择适合使用 环境的耐火材料，才能达到长周期运行的良好效果。 象催化装置，虽然两器内工作温度并不高，约 750 ℃～800℃， 但由于容器内有高速运动的介质， 造成气体和介质对内衬耐火材料有 较严重的磨损， 故选择衬里材料时， 需考虑到衬里材料在该使用工艺 条件下的耐磨性能要较好，才能满足使用。 一般两器内壁采用高强耐 磨单层衬里；旋风分离器和再生立管等采用单层龟甲网衬里结构，该 衬里为高耐磨衬里，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。 一般常减压装置，焦化加热炉，制氢转化炉内内衬，基本工作温 度 800～1250 ℃之间，炉膛温度不变，气体冲刷，介质腐蚀也不是很 严重，故重点考虑材料的隔热性能来满足节能降耗的需求。目前一般 采用各种类型的轻质浇注料， 纤维可塑性或纤维模块结构，一般材料 容重在 300～800kg/m³，材料的隔热性能较好。 有的象制氢转化装置中的转化器内衬， 要严格按照设备内特殊的 工艺条件，选择特殊的材料，转化器中是较强的还原气氛，对于衬里 材料中的 SiO2 具有较强的还原性，造成 SiO2 气化，在低温区沉积， 故其内部衬里应避免含有 SiO2 成份，需使用较纯的 AL2O3 材料才能满
足气氛的要求。 这种情况在一些特殊炉型上表现尤为突出。象化肥行 业水煤浆气化炉， 合成氨装置中的转化炉具有较高的还原性和酸碱性 侵蚀，故需选用较为稳定的 AL2O3 制品，或者含 Cr2O3 制品作为其衬里 材料，来抵抗较强气氛的侵蚀和磨损。 当然， 在考虑到上述使用环境的情况下，最主要还要以设备内的 工作温度为主，结合工作介质，气氛，以及炉型结构对设备衬里结构 做出一个综合评价，才能设计出满足设备运行要求，优质高效，高寿 命的炉衬结构。 一、 衬里材料的选择原则： 首先在进行炉衬结构设计时， 要充分考虑该设备的工作条件，需 考虑最高工作温度、介质及炉内气氛、炉型结构等各个方面，要满足 温度、气氛，气流结构强度，隔热性能，使用寿命各个方面结合制订 衬里结构。 一般设备在工作温度低于 1100℃情况下，选用一层或者两层轻 质隔热材料即可，但炉膛温度大于 1000℃时，一般考虑工作层使用0℃以上时一般使用耐火砖作为工作层较好，同时耐火层（即工作 层）要考虑炉型结构、强度，铆固方式也非常关键。 二、 采用多层衬里结构各层衬里厚度，及锚固系统设计： 采用多层衬里结构时， 除遵循上述原则首先定出各层材质后，要 进行总的导热计算来确定各层厚度，要考虑耐火层（即工作层）厚度 要兼顾结构强度，经济性，炉型重量，工作气氛，设计寿命以及设计
耐火材料概论
耐火材料概论耐火材料是指在高温环境下具有一定耐火性能的材料。
它们主要用于冶金、建材、化工和机械等行业中的高温设备和工艺中，起到保护和隔热的作用。
耐火材料的种类繁多，根据不同的应用场景和要求，可以选择不同类型的耐火材料。
一、耐火材料的分类根据耐火材料的化学成分和物理性质，可以将其分为无机非金属耐火材料和有机耐火材料两大类。
1. 无机非金属耐火材料无机非金属耐火材料是指由无机物质制成的耐火材料，包括氧化物、氮化物、碳化物等。
常见的无机非金属耐火材料有氧化铝、氧化镁、二氧化硅等。
这些材料具有高熔点、高耐火度、化学稳定性好等特点，适用于高温环境下的使用。
2. 有机耐火材料有机耐火材料是指由有机物质制成的耐火材料，主要包括有机树脂、有机纤维等。
这些材料具有良好的隔热性能和耐火性能，适用于一些特殊的高温环境。
二、耐火材料的应用耐火材料广泛应用于各个行业的高温设备和工艺中，主要包括以下几个方面：1. 冶金行业在冶金行业中，耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等冶炼设备中。
这些设备在高温条件下工作，需要具备耐火、耐磨、耐腐蚀等性能，以保证设备的正常运行和寿命。
2. 建材行业在建材行业中，耐火材料主要用于窑炉、窑炉衬里等设备中。
这些设备在生产过程中需要承受高温和化学腐蚀的作用，因此需要选择具有良好耐火性能和化学稳定性的材料。
3. 化工行业在化工行业中，耐火材料主要用于反应釜、管道、储罐等设备中。
这些设备在化学反应过程中需要承受高温和腐蚀的作用，因此需要选择具有耐火、耐腐蚀等性能的材料。
4. 机械行业在机械行业中，耐火材料主要用于燃烧室、炉膛、热风炉等设备中。
这些设备在燃烧过程中需要承受高温和热冲击的作用，因此需要选择具有耐火、耐热冲击等性能的材料。
三、耐火材料的性能要求耐火材料在高温环境下需要具备一定的性能要求，主要包括以下几个方面：1. 耐火度耐火度是指耐火材料在高温环境中能够保持稳定的性能和结构的能力。
耐火度越高，材料在高温环境下的使用寿命越长。
耐火材料基础知识
我国耐材行业存在的问题
43
耐火材料工业面临的挑战
（1）用户工业由于科技进步，如钢铁工业直接还原 铁技术、淘汰平炉，减少模铸、转炉溅渣护炉等， 是的耐材的消耗量下降，如日本吨钢耐材消耗降 到了8kg。 （2）满足钢铁质量和品种结构优化的需求对耐材 的苛刻要求。 （3）环保和生态对耐材的苛刻要求。如：六价铬 的公害，石棉、耐火纤维致癌，粉尘，矽肺病， 煤、沥青、树脂所致有害气体排放，某些原料的 放射性等
1
烹饪熟食
……
取暖避寒
火
烧陶炼金 开荒造田 驱兽围猎
火，是人类驯 化的第一种自 然力，也是人 类掌握的最伟 大的自然力
2
火
甲骨文的“火”，酷似燃烧的火焰，是十 分典型的象形文字。 经由金文的过度，小篆字形的“火”仅保 留了火焰的抽象本意。 汉字中，凡用“火”构建的文字，大都与 火及火的使用有关。
27
中国耐火材料产业的优势
原料优势 （铝矾土矿、菱镁矿得天独厚，
合成原料齐全）
产业优势 （厂家多、分布广，品种全，劳力
廉）
市场优势 （用户工业多，消耗多） 人才优势 （每年毕业本科生600名左右，研
究生100人左右）
28
中国耐火材料工业蓬勃发展
主要是我国的资源优势、劳动力优势和经 济建设强劲内需拉动所致。如： ●西部开发 ●振兴东北老工业基地 ●西气东输 ●中部崛起 ●南水北调 ●汽车工业 ●高速公路、铁路、房地产等
35
2011年耐材行业生产运行情况
国内耐材企业通过自身发展和联合重组等方式扩 大企业规模，逐步形成了一批具有较强竞争力的 大型耐材企业。2011年国内前15名耐材企业销售 收入情况见下图：
36
《耐火材料基础知识》课件
在铜、铝等有色金属的冶炼和加工过程中，耐火 材料也扮演着重要的角色，对于保护炉衬和提高 产品质量具有重要作用。
核能领域
核能领域对于耐火材料的要求极高，需要具备优 良的高温性能、化学稳定性和抗辐照性能，为核 能技术的发展提供支撑。
耐火材料的发展趋势
高性能化
提高耐火材料的性能指标，以满足高温、高速、 高负荷等苛刻工况的需求。
复合耐火材料
通过将不同材质的耐火材 料进行复合，形成具有多 重性能的复合耐火材料， 以满足复杂工况的需求。
绿色耐火材料
研发低污染、低能耗的绿 色耐火材料，减少对环境 的负面影响，推动耐火材 料行业的可持续发展。
耐火材料的应用前景
1 2 3
钢铁工业
随着钢铁工业的发展，对耐火材料的需求量不断 增加，尤其在高炉、连铸和轧钢等关键部位，需 要高性能的耐火材料。
维护保养
为了延长耐火材料的使用寿命，需要 定期进行维护保养，如检查、修复、 更换等。
环境友好
耐火材料在使用过程中应尽量减少对 环境的污染，符合可持续发展的要求 。
05
耐火材料的发展趋势与展望
新型耐火材料的研发
纳米级耐火材料
利用纳米技术，开发出具 有高性能的纳米级耐火材 料，具有更佳的抗热震性 能和高温强度。
环保化
加强环保意识，研发低污染、低能耗的耐火材料 ，推动行业的可持续发展。
智能化
利用传感器、物联网等先进技术，实现耐火材料 的智能化监控和管理，提高生产效率和安全性。
晶体结构
指耐火材料中的晶体颗粒的大小 、形状、取向及分布情况，对耐 火材料的力学性能和高温性能有
重要影响。
玻璃质结构
指耐火材料中的玻璃质成分的粘度 、流动性及稳定性等，对耐火材料 的抗热震性能和高温性能有一定影 响。
耐火材料生产基本知识培训
耐火材料生产基本知识培训1. 耐火材料的定义和分类耐火材料是一种能够在高温环境下保持物理和化学性能的材料。
根据其化学成分和物理性质的不同，耐火材料可以被分为不同的分类。
常见的耐火材料分类包括：1.1 无机非金属耐火材料这类耐火材料主要指的是石英、金刚石、陶瓷等无机非金属材料，具有高温稳定性和较好的耐磨性能，在高温环境下表现出较好的耐火性能。
1.2 碱金属耐火材料碱金属耐火材料指的是含有碱金属元素（如钠、钾等）的材料，这类材料在高温下具有良好的耐火性能，主要用于耐酸、耐碱等特殊环境中。
1.3 碱土金属耐火材料碱土金属耐火材料是指含有碱土金属元素（如镁、钙等）的材料，这类材料在高温下具有较好的耐火性能，常用于建筑材料和耐火材料制品中。
1.4 硅酸盐耐火材料硅酸盐耐火材料是指以硅酸盐为主要成分的耐火材料，具有高温稳定性、低热膨胀系数和优良的机械性能，广泛应用于冶金、建筑等领域。
2. 耐火材料的生产工艺2.1 原料准备耐火材料的生产首先需要准备原料。
原料的选取对耐火材料的性能和质量起着重要的影响。
通常情况下，原料需要经过破碎、筛分等处理工艺，以确保原料的颗粒大小和物理性能符合要求。
2.2 配料混合经过原料准备后，需要将不同的原料按照一定的配方混合在一起。
配料的混合需要考虑原料的比例、颗粒大小、密度等因素，以确保混合后的配料具有良好的均匀性和稳定性。
2.3 成型和成型配料混合完成后，需要将混合料进行成型。
常见的成型方法包括挤压成型、压制成型、注塑成型等。
成型后的耐火材料需要进行烘干和烧结等处理，以确保成型体的稳定性和耐火性能。
2.4 后续加工和检验成型和烘干后的耐火材料需要进行后续加工和检验。
常见的加工方法包括切割、打磨等，以改善耐火材料的表面质量和尺寸精度。
检验主要包括外观检查、尺寸检测、物理性能测试等，以确保耐火材料的质量和性能达到要求。
3. 耐火材料的应用领域耐火材料在各个领域中都有广泛的应用。
常见的应用领域包括：3.1 钢铁冶金耐火材料在钢铁冶金行业中起着至关重要的作用。
耐火材料基础知识
1.6 硅藻土：海水或淡水中的微生物——硅藻类的遗体骨 骼（硅壳）堆积而成，本质上是含水的非晶质二氧化硅。
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
2. SiO2变体的种类及性质
α-石英、β-石英
SiO2的种类
α-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英 α-方石英、β-方石英 石英玻璃
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
★ 耐火材料在烧制过程当中的物理化学变化一般都 未达到烧成温度下的平衡状态，当制品在长期使 用中，受高温和时间的作用，会进一步产生物理 化学变化，从而进一步烧结和物相再结晶和玻璃 化，从而初始制品进一步密实，产生重烧收缩。 但是有的如硅质在高温下产生膨胀。
★ 重烧线变化的大小表明制品高温体积稳定性的好 坏，为了降低耐火制品的重烧收缩或膨胀，在工 艺上一般提高砖坯的成型密度，适当提高烧成温 度或延长保温时间，但不宜过高，以免制品变形 或者进一步玻璃化，从而降低了热震稳定性。
热容
★ 热容（又称比热容）是指常压下加热1公 斤样品使之升温一度所需的热量。
★ 影响热容的因素
耐火材料的热容是随它的化学矿物组成和所处的 温度条件而变化的，通常很少测定热容，检验标 准中也没有规定方法。
重烧线变化
★ 重烧线变化是指将耐火材料试样加热到规定温度， 并恒定一定时间，冷却至室温以后，其线性尺寸 的不可逆变化。
耐火材料基础知识
耐火材料基础知识
耐火材料是指能够在高温环境下保持其物理和化学稳定性的材料。
它们具有抵抗高温、耐热性能好的特点，广泛应用于冶金、建筑、化工、能源等行业。
以下是耐火材料的基础知识：
1. 耐火材料的分类：
- 常规耐火材料：如陶瓷、石英、石膏等。
- 耐火砖：按材料分为硅酸盐系耐火砖、浇注用耐火砂浆等。
- 氧化铝系耐火材料：如桑莎石、高铝石等。
- 碳化硅系耐火材料：如碳化硅砖、碳化硅陶瓷等。
- 耐火陶瓷：如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等。
- 耐火纤维材料：如陶瓷纤维、石棉纤维等。
1
2. 耐火材料的特性：
- 耐高温性：一般指材料能够在1000℃以上的高温环境下不熔化、不软化、不失去强度。
- 耐热震性：指材料在急剧温度变化下的稳定性，能够承受温度快速变化所引起的应力而不破裂。
- 耐腐蚀性：指材料不受化学腐蚀和气体侵蚀。
- 密度低：易于加工和运输。
- 热导率低：防止热量传导产生损耗。
- 尺寸稳定性：在高温下不发生变形。
- 机械强度和耐磨损性：能够承受机械和磨损应力。
3. 耐火材料的应用领域：
- 冶金行业：如高炉、炼钢炉等。
- 建筑行业：如石膏板、耐火砖等。
2
- 化工行业：如催化剂、蒸馏塔等。
- 能源行业：如电厂炉、火力发电等。
- 环保行业：如焚烧炉、烟气除尘器等。
以上是关于耐火材料的基础知识，它们在各个行业中扮演着重要的角色，保证了设备和结构在高温环境下的安全运行。
3。
耐火材料知识
耐火材料知识耐火材料是一种具有抗高温能力的特种材料，被广泛应用于各个行业的高温环境中，以确保设备的安全和可靠运行。
它能够承受高温下的热应力、冷热循环、化学侵蚀和机械磨损等多种挑战，具备出色的抗热性能和耐用性。
耐火材料主要由耐火矿物、粘结剂和添加剂三部分组成。
耐火矿物是指能够在高温环境下保持稳定性的矿物质，常见的有氧化铝、硅酸铝、氧化镁等。
粘结剂用于将耐火矿物粉末粘结成固体的形状，常用的有水泥、石膏、氧化铝水泥等。
添加剂则起到改善材料性能的作用，如增强耐火性能、减少热膨胀等。
根据耐火材料的特性和应用需求，可分为硅酸盐类、不饱和树脂类、碳化硅类、铸件类等几种类型。
硅酸盐类是最常见的一种，以氧化铝和氧化硅为主要原料，具有良好的耐热性、化学稳定性和耐磨损性能。
不饱和树脂类以树脂为基体材料，通过填充耐火颗粒而形成，适用于高温涂层、覆盖等场合。
碳化硅类是一种新型的耐火材料，具有很高的耐腐蚀性能和耐高温性能，广泛应用于高温化学反应炉、电炉和火法冶炼设备等。
耐火材料的性能主要取决于其物理和化学特性。
首先是高温性能，即耐火材料在高温下的热稳定性和导热性能。
热稳定性主要指材料在高温下的稳定性和抗热震裂性能，而导热性能则直接影响设备的散热效果和温度分布。
其次是耐磨性能，材料需要具有一定的硬度和抗磨损能力，以抵御机械磨损和化学侵蚀。
此外，还要考虑材料的耐化学侵蚀性能、低温蠕变性能和低热膨胀系数等。
耐火材料的应用非常广泛。
在冶金行业，它被用于高炉内衬、转炉墙壁、炉底和炉盖等部位，以抵抗高温和金属液体的侵蚀。
在玻璃行业，耐火材料被用于玻璃窑炉和玻璃钢容器等设备中，以保证玻璃的质量和产量。
在石油化工行业，耐火材料被应用于裂化炉、重整炉和转化炉等设备，以满足高温和腐蚀的要求。
此外，在电力、冶金、化工、建筑等行业中，耐火材料也有广泛的应用。
为了保证耐火材料的性能和使用寿命，正确的选择、安装和维护至关重要。
合理选择耐火材料的类型和规格，根据具体的工艺条件和设备要求确定。
耐火材料基础知识培训教材
耐火材料基础知识培训教材第一章：耐火材料的定义与分类耐火材料是指具有一定的耐火性能，能够在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下保持稳定性和完整性的材料。
根据其化学组成和物理性质的不同，耐火材料可以分为无机非金属耐火材料、金属耐火材料和复合耐火材料三大类。
1.1 无机非金属耐火材料无机非金属耐火材料主要由氧化物、硅酸盐、碳化物等组成，常见的包括氧化铝、氧化镁、氧化硅、硅酸盐砖、耐火砂等。
这类耐火材料具有高耐热性、抗腐蚀性和优异的绝缘性能，广泛应用于冶金、化工、电力等领域。
1.2 金属耐火材料金属耐火材料主要由金属元素和其合金组成，常见的包括铝、镁、铁、铬等。
金属耐火材料具有高强度和高导热性能，适用于高温和高压条件下的工作环境，广泛应用于电炉、烧结炉等领域。
1.3 复合耐火材料复合耐火材料是指将无机非金属耐火材料、金属耐火材料及其他辅助材料经过特殊工艺组合而成的材料。
复合耐火材料综合了各类材料的优点，具有高温强度高、耐冲刷、耐热震、耐腐蚀等特点，广泛应用于高温炉窑、化工炉等领域。
第二章：耐火材料的性能与测试2.1 耐火性能耐火性能是评价耐火材料的关键指标之一，包括耐火度、耐渣渗透性、热稳定性等参数。
常用的测试方法有耐火度试验、失重试验和热震试验等。
2.2 机械性能耐火材料在使用过程中需要承受一定的力学载荷，因此其机械性能是评价其抗压强度、抗折强度、抗冲刷性能等的指标。
常用的测试方法有抗压强度试验、抗折强度试验和冲刷试验等。
2.3 特殊性能耐火材料还具有一些特殊性能，如导热性能、导电性能、绝缘性能等。
这些特殊性能对于具体的应用环境非常重要，需要通过相应的测试方法进行评估。
第三章：耐火材料的应用领域3.1 冶金行业耐火材料在冶金行业广泛应用于高炉、转炉、电炉等设备中，用于耐受高温、腐蚀和冲刷的作用。
同时，在炼铁、炼钢、铝电解等过程中，耐火材料也扮演着重要的角色。
3.2 化工行业耐火材料在化工行业中主要应用于合成氨、乙烯、乙二醇等高温反应设备，用于承受高温和化学腐蚀的环境。
耐火材料基础知识
在温度、气氛范围 等方面都大大拓宽， 更有利于反应控制。
Blue： Atmosphere III Red： Atmosphere I Black： Atmosphere II
合成亚铁铝尖晶石的方法， 201010104503.5 公开日：2010.09.08 一种合成富铝亚铁铝尖晶石 的方法，2010101045590 公开日：2010.10.06
（1）电熔白刚玉 以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料，在电弧炉中高温熔化而成，Al2O3＞99%， 白色，块状，气孔率6～10％。 （2）致密电熔刚玉 以工业氧化铝为原料，加入外加剂，在电弧炉中熔融而成。外观呈灰色， Al2O3＞98%，气孔率＜4％。 注意：C＜0.14％ Al4C3 + 12H2O （3）电熔棕刚玉 以天然铝矾土为原料，以碳素（主要是焦炭）为还原剂，同时加入铁屑为沉降 剂（澄清剂），以形成硅铁沉于电炉炉底。 Al2O3＞94.5%，颜色呈棕褐色。 4Al(OH)3 + 3CH4↑
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。
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Slots in length-section 沿长度方向的截面 Castable 浇筑料
Al2O3-MgO-C
砖钢包衬
铝钒土 85-89% 镁砂 石墨 6-8% 5-7% 3-4%
酚醛树脂
（1）工 科——侧重应用，一切以实用为主 （2）学科基础课——化学与材料 （3）复 合 材 料——多组分多物相 （4）理 论 少——非均质、非均相 （5）组分多、体系繁杂——经验非常重要！
耐火材料基本知识
耐火制品旳显微组织构造有两种类型（见图 1-1）：一 种 是 由 硅 酸 盐 （硅 酸 盐晶体矿物或玻璃体）结合物胶结晶体颗粒旳构造 类 型 （图 1-1a）；另 一 种 是 由 晶体颗 粒 直 接 交 错 结 合 成 晶 体 网 （图 1-1b），例如 高 纯 镁 砖。这 种 显 微构造上 旳差别取决于各相间旳界面能和液相对固相旳润湿情况。 这种耐火制品属于直接结合构造类型旳制品旳高温性能 （高温力学强度、抗渣性和热震稳定性）要优越得多。
原料加工
配料
成型
成品
烧成
干燥
拣选
图1-2烧结耐火制品生产工艺流程原料经精选提纯、均化、破粉碎和分级后，将多种不同品种、组分和性能旳原料以及各粒级旳熟料，加入合适旳结合剂，按拟订旳百分比进行配制，经过多种成型机械，将坯料加工成一定形状旳坯体，经过干燥，排除坯体中旳水分，然后对坯体进行热处理，使其到达固定外形旳作用，并具有预期显微构造和性能旳产品。此类耐火材料有：硅酸铝质耐火制品、硅质耐火制品、镁质耐火制品及轻质耐火制品等。
所以，近些年来，国内外都在致力于研究和制造直接结合砖，即采用高纯原料，降低砖中低熔硅酸盐结合物。并在高温下使少许液相移向颗粒间隙中，而不包围在固体颗粒周围，使固体颗粒构成连续旳晶体网，形成直接结合旳特征构造，从而明显提升耐火制品旳高温性能指标，延长其使用寿命。
四、耐火材料旳制作原理
（２）中性耐火材料按其严格意义来说是碳质耐火材料，高铝质耐火材料是偏酸和趋于中性旳耐火材料，铬质耐火材料是偏碱而趋于中性旳耐火材料．
耐火材料是什么
耐火材料是什么耐火材料是指在高温下具有一定的抗热性能和耐火性能的材料。
它们通常用于建筑、冶金、化工、电力等行业，以保护设备和结构在高温环境下的安全运行。
耐火材料根据其化学成分和物理性能的不同，可以分为多种类型，包括耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维、耐火涂料等。
耐火材料的主要特点是耐高温、耐热震、耐侵蚀和导热系数低。
首先，耐高温是指材料在高温环境下不发生软化、变形或熔化，能够长时间保持其力学性能和形状稳定性。
其次，耐热震是指材料在急剧温度变化下不会产生裂纹和破坏。
耐侵蚀是指材料在酸、碱、氧化物等腐蚀介质中具有一定的稳定性和耐久性。
导热系数低则意味着材料在高温下不会导热过快，从而保护设备和结构不受过高温度的影响。
耐火材料的种类繁多，其中最常见的是耐火砖。
耐火砖是一种用于砌筑各种高温工作窑炉和炉子的耐火材料，通常由高铝质、硅质、碳质和氧化镁等材料制成。
它具有抗高温、抗侵蚀、导热系数低等特点，被广泛应用于冶金、玻璃、化工等行业的高温设备中。
另外，耐火浇注料也是一种常见的耐火材料。
它是一种由耐火骨料、粘结剂和添加剂等组成的混合料，可以浇注成形，用于各种高温设备的衬里和保温层。
耐火浇注料具有施工方便、耐热震、耐侵蚀等特点，被广泛应用于钢铁、水泥、玻璃等行业的高温设备中。
此外，耐火纤维也是一种重要的耐火材料。
它是一种由无机纤维制成的绝热材料，具有低密度、导热系数低、抗热震、柔韧性好等特点，被广泛应用于炉膛衬里、隔热材料、防火窗帘等领域。
除了上述几种常见的耐火材料外，还有耐火涂料、耐火陶瓷、耐火玻璃等多种类型的耐火材料，它们在不同的领域发挥着重要的作用。
总的来说，耐火材料是在高温环境下具有抗热性能和耐火性能的材料，主要包括耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维等多种类型。
这些材料在保护设备和结构在高温环境下的安全运行方面发挥着重要作用，对于各行业的发展和进步具有重要意义。
耐火材料的基本知识
耐火材料的基本知识目录一、耐火材料的定义与分类 (2)1.1 耐火材料的定义 (3)1.2 耐火材料的分类 (3)1.2.1 根据化学成分分类 (4)1.2.2 根据耐火度分类 (5)1.2.3 根据使用温度分类 (6)1.2.4 根据材质分类 (7)二、耐火材料的物理化学性质 (8)2.1 耐火材料的物理性质 (9)2.2 耐火材料的化学性质 (10)2.2.1 化学稳定性 (11)2.2.2 抗氧化性 (12)2.2.3 耐酸性 (13)三、耐火材料的应用领域 (15)3.1 建筑材料 (16)3.2 陶瓷与玻璃工业 (17)3.3 冶金工业 (18)3.4 耐火材料在环保和节能方面的应用 (20)四、耐火材料的制备与加工 (21)4.1 原料的选择与处理 (22)4.2 炼制过程 (23)4.3 成型方法 (24)4.4 后处理与检验 (26)五、耐火材料的性能评估与测试 (27)5.1 性能评估方法 (28)5.2 主要性能测试方法 (30)5.2.1 化学分析 (31)5.2.3 工艺性能测试 (33)六、耐火材料的选用与优化 (34)6.1 选用原则 (36)6.2 优化策略 (36)七、耐火材料的发展趋势与挑战 (38)7.1 发展趋势 (40)7.2 面临的挑战 (41)一、耐火材料的定义与分类耐火材料是一种在高温环境下能够保持其物理性质和化学性质稳定的材料。
它们广泛应用于冶金、陶瓷、石油化工等领域，为各种高温设备或工艺过程提供必要的结构支撑和保护。
基于其特殊的性质和应用，耐火材料在工业领域中的重要性不言而喻。
粘土质耐火材料：以粘土为主要原料，具有良好的可塑性、耐火度和化学稳定性，广泛应用于高炉、热风炉等冶金设备中。
硅质耐火材料：以硅石为原料，具有优异的耐高温性能、抗渣性和耐腐蚀性，常用于炼钢炉等高温设备的内衬材料。
高铝质耐火材料：以高铝矾土或工业氧化铝为原料，具有优良的抗侵蚀性和高温机械强度，常用于玻璃熔窑等高温设备的结构材料。
耐火材料基本知识
第一章耐火材料基本知识1．什么是耐火材料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;2．耐火材料是怎样分类的耐火材料的分类方法有很多;但主要的有按化学成分划分：可以分为酸性、碱性和中性；按耐火度划分：可以分为普通耐火材料1580—1770~C、高级耐火材料1770—2000℃、特级耐火材料2000~C以上和超级耐火材料大于3000~C四大类；按加工制造工艺划分：可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品；按用途划分：可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料等；按外观划分：可分为耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料；按形状和尺寸划分可分为：标型、普型、异型、特型和超特型制品；按成型工艺划分：可分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品；按化学一矿物组成划分：可分为硅酸铝质粘土砖、高铝砖、半硅砖、硅质硅砖、熔融石英烧制品、镁质镁砖、镁铝砖、镁铬砖；碳质碳砖、石墨砖、白云石质、锆英石质、特殊耐火材料制品高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料;5．经常使用的耐火材料有哪些耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、机械热加工、石油化工、动力和国防等工业部门;经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖等; ·经常使用的特殊耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料;经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等;经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等;6．制造普通耐火材料的工艺是什么制造普通耐火材料的生产工艺一般包括原料的煅烧、原料的拣选、破粉碎,配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序;但目前的耐火材料厂往往是购进煅烧好的熟料,所以原料的煅烧已不再是普通耐火材料生产厂考虑的问题;7．耐火材料应该具备什么条件耐火材料应具有高的耐火度、良好的荷重软化温度、高温体积稳定性、热震稳定性及良好的抗渣性;此外,还要求耐火材料具有一定的耐磨性;对于耐火制品,除上述要求外,还要求其外形规整,尺寸准确;对某些特殊领域使用的耐火材料,还要求其具有一些特殊性能,如透气性、导热性、导电性和硬度等;但到目前为止,还没有能同时满足上述所有性能要求的耐火材料,因此在使用耐火材料时,要根据使用条件来选择;8．什么叫酸性耐火材料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;酸性耐火材料主要有石英玻璃制品,熔融石英再结合制品,硅砖及不定形硅质耐火材料;半硅质耐火材料一般也归于此类;至于粘土质耐火材料,也有将其划归此类,称之为半酸性或弱酸性耐火材料的;还有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作特殊酸性耐火材料也划归此类的;9．什么叫碱性耐火材料碱性耐火材料一般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;碱性耐火材料主要用于碱性炼钢炉及有色金属冶炼炉,水泥工业也常常使用该类材料;其主要产品有镁质、镁铬质、镁橄榄石质、镁铝质、白云石质和石灰质等耐火材料;其中镁质、白云石质和石灰石质属强碱性,铬镁质和镁铬质、镁橄榄石质和尖晶石质属弱碱性;10．什么叫硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料是指以SiO2—A12O3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A12O315—30％,粘土质A12O330—48％,高铝质A1203大于48％三类;这三类材料一般以叶蜡石、硅质粘土、耐火粘土和高铝矾土为主要原料, 其产品品种多,使用范围广,在耐火材料生产中占有较大的比重;第三章原料的加工及防尘第一节原料加工的一般概念及加工用设备124．什么叫原料加2127原料加工包括哪些工序原料加工就是将进到工厂的各种形状和尺寸的原料包括生矿石和熟料加工成所需的粒度,并剔除混入原料中的杂质以供制备砖坯使用;原料加工包括：原料拣选、破碎、粉碎、细磨和筛分; 125．进厂原料为什么要进行拣选对进厂原料进行拣选的目的主要有两个：1选出夹杂在原料中的杂物、欠烧料、未烧尽的燃料以及熔瘤块等；2根据原料的外观特征进行分级堆放,以便于管理和使用;126．什么是破粉碎其目的是什么用机械方法或其他方法对大块原料施以外力,使之碎裂成小块或细粉的过程叫原料的破粉碎;通常采用二级或三级破粉碎;即破碎——物料块度从250—300mm破碎到40—50mm；粉碎——物料块度从40—50mm粉碎至4—5mm；细磨——物料粒度从4—5mm细磨至小于0．088mm;破粉碎的目的在于将块状原料制备成具有一定颗粒组成的颗粒料和细粉,以便使不同组成的粉料配制及混合均匀；增加原料的比表面积,提高其物理化学反应的速度;127．影响破粉碎的因素有哪些·影响破粉碎的因素有两方面：一方面与原料本身的结构特性——强度、硬度、组织均匀性、解理、可塑性等有关；另一方面与所用设备的特性、矿石原料的块度和破粉碎产物的粒度要求有密切关系;通常破碎比值物料粉碎前的平均直径与粉碎后的物料平均直径之比越大,机械的生产能力越低;128．破粉碎流程有几类各有什么特点破粉碎流程通常有两类,即开流式和闭流式;开流式的优点是流程简单,原料只通过粉碎机一次;缺点是动力消耗大、生产效率低,且产生细粉过多,不利于提高制品的质量;闭流式虽没有以上缺点,但流程复杂,需要较多的附属设备;其优点是粉碎效率较高,易于达到颗料度的要求;通常原料的破碎采用开流式,而粉碎采用闭流式循环粉碎;目前,各地耐火厂普遍采用的是单机闭流式或多机闭流式;前者适用于产品种类多的中、小型工厂,后者适用于大批量、稳定的产品生产;129．选择破粉碎设备的依据是什么原料的破粉碎设备种类很多,选用该设备时一般应依据以下几点来选择;1生产率的大小,；即生产量的要求和设备的生产能力；2机械的能量消耗；3被破碎物料的物理性能,即物料的硬度、强度和块度大小；4物料被粉碎后的要求,即颗粒度及颗粒形状；5防尘条件;如颚式破碎机适于破碎硬质原料粘土熟料、硅石或镁石等；而锤式破碎机和笼磨机只适于半硬质物料如可塑性差的结合粘土及软质物料;130．破碎设备有几种其工作原理是什么各有什么特点按其结构特征或工作原理的不同,破碎设备可分为以下几类：1颚式破碎机其工作原理是靠活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动,对物料产生挤压、劈裂、折断作用而破碎的;该设备构造较简单,坚固耐用,生产能力大,操作维修方便,处理的物料块度范围较大；但动力消耗大;是耐火厂常用的粗碎设备; ；2圆锥破碎机其破碎部件是由两个不同心的圆锥体,即不动的外圆锥和可动的内圆锥组成,内圆锥以一定的偏心半径绕外圆锥中心线作偏心运动;物料在两个锥体之间受到挤压和折断作用而被破碎;该设备生产率大,电能消耗少,物料粒度较均匀;3辊式破碎机物料在两个互相平行的圆柱形且相向转动的辊子之间受到挤压光辊或受挤压和劈碎齿辊作用而破碎;当两个辊子的转数不同时,还有磨碎作用;其优点是粉碎产物中细粉含量极少,主要是棱角状的颗粒料,对于提高制品密度和质量有利;缺点是产量低,粉碎比小,;滚筒易磨损、噪音大;4反击式破碎机由高速回转的打击板和固定不动的反击板组成;当物料受到打击板打击后,高速飞向反击板,再次受到撞击,物料在两板之间反复受到冲击作用而破碎;其优点是结构简单,破碎比大一般为30—40,最大可达150以上,产品粒度均匀,适应性强,可破碎脆性及中硬以下物料;缺点是打击板和反击板极易磨损,运转时噪音较大;适用于破碎中等可碎性物料,如硅石、烧结白云石、粘土熟料、烧结镁砂和石灰石等;13L磨碎设备有哪些各有什么特点磨碎设备有球磨机、管磨机、悬辊式粉磨机和振动磨机等;1球磨机其磨碎部件由简体内衬板和破碎介质研磨体组成;当简体转动时,筒内的破碎介质在摩擦力和离心力的作用下随着简体回转,破碎介质在被提升到√定高度后自由地下落,物料受冲击和研磨作用而被粉碎;球磨机的种类很多,按研磨体不同可分为球磨机以钢球或钢球与钢段为研磨体、棒磨机以钢棒为研磨体、砾磨机以砾石、卵石及瓷球等为研磨体;按简体形状不同可分为短头形球磨机简体长度小于简体直径的2倍、圆锥形球磨机简体长度等于0．25—1．0简体直径、管磨机简体长度为3—7倍简体直径;按排料方式不同可分为溢流型球磨机、格子型球磨机和周边卸料球磨机;按工艺和操作又可分为干法粉磨和湿法粉磨；间歇粉磨和连续粉磨; 球磨机的给料粒度一般不得大于65mm,最适宜的给料粒度是6mm以下,产品粒度在1．5—0．075mm之间;2管磨机由于管磨机的简体较长,被粉磨的物料在简体内停留的时间较长,因而可获得极细的粉料,产品粒度可达0．07mm以下;3悬辊式粉磨机适宜细磨各种中等硬度、水分在6％以下的物料;当生产产品的品种较多而数量较少的情况下,宜采用此设备,因换料时清理工作较简便;可获得产品粒度为o．044mm的干物料;4振动式球磨机振动磨机是一种超细磨球磨机,可用于干磨、也可用于湿磨,其工作效果都较好;主要用来粉磨纯氧化物制品所需的超细粉料;它的主要优点是适应性强,可粉磨各种软的及硬的物料,而且可获得极细产品；研磨体装载量多,通常占磨筒容积的o一85％；消耗的电能较少；磨机结构简单紧凑,占地面积小；各零部件较小,便于更换检修;5气流磨是一种利用超声速气流使物料发生对撞而达到粉碎目的的新型设备;用它可以获得足够细度<5弘m的微粉;它由具有高强度耐磨内衬的喷嘴和气室、空压机系统,旋风收集器、除尘器等组成;该设备造价高,使用条件苛刻,进料粒度要求严,故只在生产高档耐火材料制品时及在科研部门使用;132．影响球磨机产量有哪些因素影响球磨机产量的因素很多,主要有以下几方面：1球磨机的型式,它的直径和长度、仓数及各仓的长度比值、衬板及隔仓板形状、简体转速;2粉磨物料的种类、性质、加料粒度及要求产品细度;3研磨体的种类、装载量、尺寸大小的级配等;另外,还有磨机的操作方法干法或湿法,加料的均匀程度,研磨体与物料重量的比例等;133．影响细磨分散度的因素有哪些影响细磨分散度的主要因素有：1加球量：加球量要合适,并定期加入钢球和钢棒,装球量通常为筒磨机容积的40—50％, 多仓磨机一般为磨仓总容积的25—33％;2物料的粒度和数量：加入物料的粒度和数量要合适,加入物料粒度越粗,磨机细磨能力越小；物料加入量增大,会使粉碎的分散度降低;3物料的水分：物料的水分要严格控制,水分稍有增加,就会明显地影响细磨效率,因为管磨机在运转过程中,简体内的球及棒和料发热,水分受热变为水蒸气,水气与细粉粘结,粘附在筒内壁及球的表面,这样显著降低细磨作用;134．什么是筛分筛分设备有哪些将粉碎物料通过单层或多层筛子按其尺寸大小不同分成若干粒度级别的过程,称为筛分;·耐火材料厂采用的筛分设备有振动筛、回转筛、固定筛和圆盘筛等;振动筛构造简单,生产能力大,筛分效率高,且应用广泛;回转筛常用于烧结白云石砂和冶金石灰的筛分,固定筛用来分离块料,圆盘筛专供筛分泥料用;135．单层筛分和多层筛分各有什么特点单层筛分的工艺流程简单,附属设备少,但粉料在贮料仓内偏析现象严重,致使坯料粒度波动很大;双层筛分是将不同粉料粒级分开,分别贮存,按粒级要求组成进行配合,使坯料的粒度组成稳定,有利于提高和稳定制品的质量;但多层筛分工艺流程复杂;如果粒级配合要求严格,特别是采用多粒级配比,中颗粒特别少,则采用多层筛分较为合适;136．筛网孔径如何选择筛网孔径选择主要根据临界粒度要求而定;一般要比临界粒度稍大些,同时也要考虑到筛子的倾斜度;生产实践表明,当筛子的倾斜角度在15;时,网孔直径应比临界粒度约增大lo％左右；倾斜角为20~时则增大15％左右；倾斜角为25;时,应增大25％左右;通常振动筛的倾斜度一般为15;一20;,最大不超过25;;固定斜筛的倾斜度大于物料自然安息角的5;一10~为宜,倾斜角过大, 使筛分率低,电流量增大,会降低粉碎设备的粉碎能力;139.颗粒偏析颗粒偏析就是粉料中的大小颗粒自然分开堆集的现象;因为颗粒料不是单一粒级,当物料卸入料仓时,粗细颗粒就开始分层,料堆的细粉集中在卸料口的中央部位,粗粒则滚到周边;当料从料仓中卸出时,中间料从卸料口流出,四周料随料层下降,分层流向中间,然后从卸料口流出,因而造成了偏析现象;138．解决颗粒偏析问题有哪些措施解决颗粒偏析问题一般采用如下措施：1多级筛分,使同一料仓内的粉碎粒级差值小些；2经常保持料仓内粉料在2／3容积以上；3增加注料口,以减少加料时料仓内的分层现象或减少料仓截面；4近年来,国外有采用小容积的壁呈曲线状的料仓,减少料仓下部各截面的等截面积差,以减少偏析和料仓内的棚料现象;第二节泥料制备139．什么是粒度什么是粒级什么是网目粒度是指原料颗粒的尺寸,一般以颗粒的最大长度来表示;粒级是指物料不同粒度的组成情况,常以若干个级别所占的百分数来表示;例如某种物料中2—0．5mm的占10％,即这一级别范围的物料最大粒度为2mm,最小粒度为o．5mm,这一粒级物料的含量占整个物料的10％;网目是表示标准筛的筛孔尺寸,即1in2．54cm长度中的筛孔数目,简称为目;如200目的筛子,就是指在2．54cm长度的筛网中有200个筛孔,每个筛孔尺寸为0．74mm;140．什么叫临界颗粒如何选择配料时采用的最大尺寸的颗粒叫临界颗粒;临界颗粒的选择主要依据工艺装备及制品使用时的性能要求;一般情况下,抗热震稳定性好的制品,其临界颗粒大些；要求致密、抗渣性好的制品,则采用小尺寸的临界颗粒比较适宜;141．什么是配料配料方法有几种配料就是将不同材质和不同粒度的物料按一定比例进行配合的死角较真cc型的小,适宜贮存较湿易粘的物料;凸、d型为截头棱锥与截头圆锥形贮料槽,这两种类型的料槽没有死角,下料流畅,但装料量相应减少;144．什么是混练混练设备有哪几种各有什么特点将各种不同组分和粒度的物料同适量的结合剂混合并在挤压作用下达到分布均匀和充分湿润的泥料制备过程叫混练;混练设备分连续作业和间歇作业两种;常用的有双轴搅拌机、混砂机和湿碾机；近年来有逆流式混合机、行星型混合机、双锥型混合机等;双轴搅拌机为连续操作的混练设备,因为是依靠桨叶翻动物料,只起搅拌物料作用,故混合均匀性较差,料较松散;为提高其混练质量,可延长混练时间或安装部分反流倾斜的桨叶；用两台或三台串联成混练机组;混砂机和湿碾机为间歇操作设备; 湿碾机对物料具有碾压兼混拌作用,可获得均匀、密实和具有一定可塑性的泥料;145．影响物料混合均匀程度的因素有哪些影响物料混合均匀程度的因素有以下几方面：1粉料颗粒形状粉料颗粒形状不同,混合的时间和效果都不一样,如近似球形颗粒的内摩擦力小,在混合过程中的相对运动速度大,故容易混合均匀；而棱角状颗粒料的内摩擦力大,不易混合均匀,与前者相比,混合时间就相对要长些;2混合设备的构造特性对物料混合质量的影响用湿碾机混合的泥料,均匀致密,塑性较好,而用双轴搅拌机混合的泥料质量就差些;3混合时间的长短一般情况,混合时间长,混合料就越均匀;混练初期,均匀性增加很快,当混练到一定时间后,再延长时间对均匀性的影响就不明显了;一般对加入物种类多或分散性差的泥料,混练时间要长些;例如粘土砖料用湿碾机混练,时间为4一lOmin；硅砖料15min左右；镁砖料则需20—25min;混练时间也不宜太长,否则会出现以下情况：1粒度组成被再破碎而改变；2泥料发热而影响水分含量,或由于泥料太热,以至成型时会增大加压时的弹性后效而出现层裂;4加料顺序加料顺序对物料混合均匀性影响很大,若粗—细粉同时加入,易出现细粉集中成小泥团及出现“白料”;普遍采用的加料顺序为：1粗颗粒料一水和纸浆废液一细粉;2部分颗粒料一水和纸浆废液一细粉一剩余颗粒料;另外,合理地选择结合剂并适当控制其加入量等,泥料混练的均匀性;146．如何评定泥料的混合质量也有利于评定泥料混合质量是否合格通常要检查泥料的颗粒组成和水分;质量好的泥料,其细粉均匀包围在颗粒周围,形成一层薄膜,泥料密实；水分分布均匀,不仅存在于颗粒表面,而且渗入颗粒料的孔隙中;如果泥料混合不好,用手摸时有松散感,这种泥料成型性能不好;；147．什么是困料困料的作用是什么困料就是把初混好的泥料在一定的湿度和温度条件下贮放一定时间的过程;困料时间的长短视泥料性质而定;困料的作用随泥料性质不同而异;如粘土砖泥料是使结合粘土充分分散和散布均匀些,充分发挥结合粘土的可塑性能和结合性能,改善成型性能;而镁质砖泥料中CaO含量高时,困料的作用是使CaO充分消化,以避免在干燥和烧成初期由于CaO的水化而引起坯体开裂;又如磷酸结合的耐火混凝土泥料,初混合时进行困料,可使料中的铁质与磷酸充分反应,逸出气体,然后再进行第二次混练;随着生产技术水平的发展和提高,除个别品种外,大部分耐火制品已省去了困料工序;第三节不同材质原料的加工148．粘土熟料拣选的方法有几种根据粘土熟料的质量情况,熟料拣选有两种方法：1筛选将熟料用孔径为5—12mm的筛子进行筛选,筛上料用于制备熟料颗粒,筛下料用作细磨粉料;2剔选从块状熟料中拣选出不合格料块和杂质如欠烧料、熔瘤、铁皮、山皮、矸石、焦粒和石灰石等;149．对粘土熟料的质量有哪些要求熟料在泥料和制品中的作用是什么对粘土熟料的质量要求是：充分烧结、理化性能稳定、气孔率低、含铁量少;其质量指标用吸水率表示,要求在5％以下;熟料在泥料中和制品中起的作用有以下几方面：1由于熟料遇水不分散,使制品内具有粒状结构,从而保证制品具有良好的耐火性和热稳定性;2熟料不发生干燥和烧成收缩,或者只有很小的烧成收缩;因此,熟料能保证制品的尺寸、形状准确,以及避免砖坯在干燥和烧成过程中因收缩作用而发生开裂和变形;3硬质粘土熟料具有较泥料中结合粘土更高的Ai20：含量和耐火性,因此在泥料中增加这类熟料的含量,将有利于提高制品的一系列性能;150．泥料中配人结合粘土软质粘土的作用和要求是什么结合粘土在泥料中起着粘结非可塑性材料,使成型后的砖坯具有足够的强度,以及使砖坯在较低温度下烧成为致密砖块的作甲;因此要求结合粘土应是高耐火性、强可塑性和低烧结性的粘土;结合粘土的质量在很大程度上决定着制品的性质;为此；结合粘土的A1203含量一般要求煅烧后不低于30％,烧成温度最好小超过1200—1250~C,结合粘土干粉的颗粒上限一般不超过o．2一o．5mm,制备粘土泥浆时可用2mm或更大些的粗颗粒;151．粘土泥料的配料有何要求泥料的配料包括粘土熟料、结合粘土和外加物之间的重量配首和颗粒配合;1颗粒配比颗粒配比要按照堆积理论原则,既要考虑到紧密堆积,又要考虑到易于成型和烧结；既要考虑到制品的性质、第四章耐火材料成型188．什么是成型为什么要进行成型借助于外力和模型,将适合于某种成型操作的泥料或混合料加工成具有一定形状、尺寸和强度的坯体或制品的过程即为成型;然而,最新开发的自流浇注料的施工基本上是不需要外力的;成型首先是为了满足制品的使用要求,耐火材料砌筑时要求制品具有一定的形状、精确的尺寸和足够的强度;其次,成型也是提高制品理化性能的有效手段,通过成型可以改善制品的组织结构;此外,成型也是耐火材料生产后序工艺的需要,如搬运、干燥、烧成,尤其对烧成时的码砖方式有很大影响;本章的“成型”主要针对定形制品,不定形耐火材料施工时的成型见本书有关章节;189．常用的成型方法有哪些如何选择合适的成型方法耐火材料的成型方法很多,常用的成型方法有机压成型、振动成型、挤压成型、捣打成型、等静压成型、熔铸成型、注浆成型等;目前耐火材料生产中使用最多的成型方法为机压成型法,该法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体;因一般采用含水量约为5％的半干泥料,故也称为半干法成型;机压成型具有坯体结构致密,强度高,干燥和烧成收缩小,尺寸易控制等特点;机压成型按加压方式又可分为单面加压和双面加压两种,后者可减少坯体的层密度现象;选择何种成型方法主要根据泥料性质、坯体的形状、尺寸及其他工艺要求;当然,成型方法的选择还受到生产厂设备条件的限制,。
生产或使用耐火材料,你必须要知道的这些知识
生产或使用耐火材料，你必须要知道的这些知识耐火材料性能耐火材料一般应具有高的耐火度、高的荷重软化温度、良好的高温体积稳定性和抗热震性、一定的耐磨性以及优异的抗渣性。
此外，还要求其外形规整，尺寸准确。
对某些特殊领域使用的耐火材料，还要求其具有诸如透气性、导热性、导电性等特殊性能。
目前为止，还没有能同时满足上述所有性能要求的耐火材料，因此在使用耐火材料时，要根据使用条件来选择。
耐火材料结构性能耐火材料的结构性能包括气孔率、吸水率、透气度、气孔孔径分布、体积密度、真密度等。
它们是评价耐火材料质量的重要指标。
耐火材料的结构性能与该材料所用原料和其制造工艺，包括原料的种类、配比、粒度和混合、成型、干燥及烧成条件等密切相关。
耐火材料气孔率材料中气孔体积与材料总体积之比，有真气孔率，封闭气孔率和显气孔率之分，通常在我国耐火材料界中称气孔率即指显气孔率。
耐火材料中的气孔大致可分为三类：闭口气孔、开口气孔、贯通气孔。
通常，将上述3类气孔合并为两类，即开口气孔(包括贯通气孔)和封闭气孔。
显气孔率是指材料中所有开口气孔的体体积密度是耐火材料的干燥质量与其总体积(固体、开口气孔和闭口气孔的体积总和)的比值，即材料单位体积的质量，用g/cm3或kg/m3表示。
致密定形耐火制品体积密度应按国家标准GB/T 2997—2000进行测定。
定形隔热耐火制品体积密度应按国家标准GB/T 2998—2001进行测定。
致密耐火浇注料体积密度应按YB/T 5200—1993进行测定。
气孔率是多数耐火材料的基本技术指标，它几乎影响耐火制品的所有性能，尤其是强度、热导率、抗侵蚀性、抗热震性等。
一般来说，气孔率增大，强度降低，热导率降低，抗侵蚀性降低。
耐火才来的气孔率受所有原料、工艺条件等多种因素影响。
一般来说，选用致密的原料，按照最紧密堆积原理来采用合理的颗粒级配，选用合适的结合剂，物料充分混炼，高压成型，提高烧成温度和延长保温时间均有利于降低材料的气孔率。
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第一节耐火材料的基本知识1、耐火材料的定义？耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。
2、耐火材料必须具备的基本性能？（1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？（1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。
（2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。
（3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。
（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。
4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？（1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃；（2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃；（3）特级耐火材料，耐火度＞ 2000℃；5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。
6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？（1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。
7、按外形耐火材料可分类为几类？（1）耐火砖——具有一定的形状。
（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。
（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。
8、学习耐火基本知识的目的？（1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。
（2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。
（3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。
第二节耐火材料的基本性能9、什么叫气孔率？耐火材料制品中开口气孔体积占总体积的百分率，常用%表示。
式中：V2=开口气孔体积，V3=贯通气孔体积，V=制品总体积，V2+V3=开口气孔体积。
10、什么叫体积密度？体积密度是指耐火制品单位体积的质量，常用g/cm3表示。
式中：Q=气体透过的数量（升），d=试样的厚度（米），A=试样的横截面积（米2），t=气体透过的时间（小时），P1-P2=试样两端的压力差（毫米水柱），K=透气度系数，也称透气率（升、米/米2、毫米水柱、小时）18、什么叫导电性？耐火材料制品随温度升高，电阻减小，导电性增强的性能，常用电阻率（Ωm）表示。
B/TP=Ae 式中：P=电阻率（Ωm） T=绝对温度 A、B=与耐材特性有关的常数，e=数学常数19、常见耐火材料化学成分有哪些？20、常见耐火材料纯化合物的熔点？第三节耐火材料的检查、验收、保管21、耐火材料产品，常用的技术条件有哪些？（1）化学成分分析（%）：MgO、Al2O3、SiO2、Cr2O3、CaO、ZrO2、C、SiC、Fe2O3。
（2）物理性能分析：气孔率%、体密g/cm3、耐压强度Mpa、耐火度℃、高温度抗折Mpa。
（3）外形要求：尺寸公差、缺角缺棱、裂纹、扭曲、熔洞等。
（4）包装要求：箱式包装、袋式防潮包装、标识清楚。
22、耐火材料产品技术标准有几种形式？（1）国家标准——由国家技术监督局制订，排头代号“GB”。
（2）行业标准——由原冶金部制订，排头代号“YB”。
（3）企业标准——由企业自行制订，排头代号自行订。
（4）协议标准——收供货，用户双方协商制订。
23、耐火材料产品质量检查的第一关是什么？第一关是检查耐材产品的在质量，查看质量保证书，应满足供货合同术条件的要求，包括有：（1）化学成分（检验日期、人员、检验单位公章）（2）物理性能（检验日期、人员、检验单位公章）如存在质量异议，可抽检送样钢研所、耐火公司进行复查。
24、耐火材料产品质量检查的第二关是什么？第二关是检查耐火材料的外观质量，需要拆箱拆包检查，包括有：（1）尺寸公差；（2）缺棱缺角；（3）裂纹；（4）扭曲；（5）外观颜色；（6）熔洞；（7）粒度组成；（8）粘结性能。
外观质量不合的耐火材料制品，同样应该拒收、退货或者更换。
25、耐火材料产品质量检查的第三关是什么？第三关是检查耐材产品的包装、数量、包括有：（1）包装箱，包装袋用料质量，包装质量；（2）总重量（t）—汽车磅单，火车磅单；（3）数量（块）—码堆清点；（包）—码堆清点；（4）单重（kg）—过称复查；数量、重量、单重应该按实查清点填写，注意扣出包装箱、包装袋重量，避免既交包装费，又交重量费的经济损失。
26、耐火制品的尺寸公差如何量法？（1）按图纸规定，按技术标准要求，将卷尺或钢直尺的零点与制品的棱对齐。
读出尾端数值，小数点后一位按四舍五入计算。
（2）量制品、外径时，一律用工具卡尺测量。
27、裂纹的检查有哪些要求？（1）用标准钢丝（0.1、0.15、0.25、0.5㎜），自然插入裂缝，测量裂纹的宽度。
（2）用直尺测量裂纹的长度。
（3）查看裂纹的条数量。
28、扭曲的检查方法怎么进行？将砖的被套检面平放在平板上，用塞尺（0.1、0.2、0.4、0.5㎜）沿板面不用力插入最大裂缝，插入深度不超过10㎜为合格品。
例：检查2.0㎜扭曲，采用2.1㎜塞尺插入深度不超过10㎜为合格品。
29、缺角、缺棱的检查要求有哪些？（1）缺角采用立方体测角器进行，即缺角深度为三边之和应小于缺角深度要求。
例：缺角深度允许≤60㎜，缺角三边a＋b＋e≤60㎜为合格品。
（2）缺棱是指沿制品两面夹角方向宽度，加上缺棱边的长度之和应小于缺棱深度要求。
例：缺棱深度允许≤70㎜，缺棱两面夹角宽度a＋b，缺棱边长度C，即a＋b＋c≤70㎜为合格品。
30、什么叫熔洞？耐火制品表面因低熔物而产生的熔化空洞和显著变色部分叫熔洞。
例：模铸用流钢砖对熔洞直径有以下要求：工作面≤5㎜，外非工作面≤8㎜。
31、耐火材料如何验收？当耐材制品在质量上，数量上符合领料要求后，方可在供方送料上签名认可。
车间或计划科月末凭送料单签写领料单上签写领实单，送财务科进行结帐，计算月耗、计算生产成本。
32、耐火材料的保管有哪些要求？（1）耐材制品均应放在厂房，不得让雨淋水浸。
对有防潮要求，均应放在烘烤窑。
（2）搬运与砌制时，均应轻拿轻放，紧密排列，避免砖之间滚动碰撞损坏。
（3）按不同种类，不同砖号的制品，按堆进行码放，标识要清楚，高度不得超过 1.8m。
（4）对有时效要求的耐材制品，均应放在有效期使用，防止变质失效发生浪费。
第四节耐火材料常用结合剂33、耐材制品常用结合剂有哪些？有粘土火泥、高铝火泥、水玻璃、卤水、高温水泥、磷酸盐、硫酸铝、焦油沥青、树脂胶等。
34、什么叫粘结剂？什么叫可塑性？（1）具有粘结能力，能够将散状的耐火材料粘结成型，并具有一定强度的粘结物叫粘结剂。
（2）当加有粘结剂的耐火材料混炼成团，这种泥团有外力作用下发生变形而不开裂，当外力去掉后，其形状仍不变的特性叫可塑性。
35、粘土结合剂有何特点？粘土结合剂一般是采用没有烧结的软质粘土和半软质粘土。
因粘土颗粒有很大的表面积与表面能，具有很强的吸附性，是一种物美价廉的结合剂。
主要用在粘土砖、高铝砖、粘土火泥、高铝火泥制品，其特点就是干燥易收缩，烧成后又收缩的性能。
36、什么叫水玻璃？水玻璃结合剂有何特点？（1）水玻璃又叫硅酸钠或泡水碱，其分子式是Na2O.nSiO2。
它是由磨细的石英砂粉与碳酸钠或硫酸钠按一定比例配合后在1300℃～ 1400℃加热熔化生成硅酸钠。
然后在容器入蒸汽熔化而成。
（2）水玻璃外观为青灰色半透明的稠状液体，比值M叫模数。
其特点是常温结合性能好，随温度的升高而逐步熔化。
37、卤水结合剂的特点？卤水结合剂的主要成分中MgCl2，并含有4～6个结晶水。
MgCl2无论冬夏都不易溶于水，使用前应用水浸泡，用低压蒸汽缓慢助溶，一般采用1.2～1.4波美浓度卤水。
主要用于电炉坡永久衬，高铝粉、粘土泥浆、修砌汤道底板砖填缝料。
卤水结合剂的特点是常温、中温强度高、干的快。
38、高温水泥结合剂的特点？（1）高温水泥是以高铝矾土和石灰石为原料，按一定比例混匀烧结成熟料，并磨成细粉而制成的水硬性结合材料。
按铝含量不同可分两种：（2）高温水泥应用在耐火浇注料，耐火混凝土中，加水搅拌成型后即可硬化。
其特点是中温强度高。
整体结构性能强。
使用进应严格控制水的加入量。
满足水硬化所需水量即可，过多则成气孔。
39、磷酸盐结合剂的特点？（1）磷酸盐结合剂是采用浓度为85%工业磷酸H3PO4，每 10公斤加入水9～6公斤，稀释成45～55%浓度的溶液即可使用。
（2）磷酸盐结合的特点主要作用是能够与耐火物料发生化学反应，发生聚合作用，生成胶合物，适用于酸、碱、中性耐火材料作结合剂。
其性能是硬化速度快，中温强度高、高温易烧结。
40、硫酸铝结合剂的特点？（1）硫酸铝是白色是晶粒或粉末，分子式Al2(SO4)3.18H2O，Al2O3的理论含量为15.3%。
调制时需要80～100℃的热水或蒸汽加热，加速溶解，常用浓重在比重1.2左右。
（2）硫酸铝结合剂同样能够与耐火物料发生化学反应，生成胶合物。
其特点是常温胶结能力强，中温易分解强度下降，但＞ 1200℃以上时强度又有所增加。
41、焦油沥青结合剂的特点？（1）焦油沥青是炼焦炭过程中的副产品，其成分极为复杂，主要成分是碳氢化合物，属有机结合剂类。
焦油沥青常温下是黑色固体，随温度升高而软化，直到成为可流动性的粘性液体，才能做结合剂使用。
其最大缺点是结合剂温度高，冒黄烟，污染生产环境，劳动条件差。
（2）焦油沥青主要用于沥青镁砂砖，沥青镁砂炉衬，导电用冷补料，热补料等。
其特点是使用时应快速升温，避过软化温度，在高温下沥青焦油分解碳化，能形成网络结构，强度高抗渣蚀性能好。
但碳素易氧化。
42、树脂胶结合剂的特点？（1）由于碳含量的增加能够大大提高耐火砖的抗渣蚀性能，能够改善耐火砖的抗热震性能。
但焦油沥青结合剂加入碳素含量最大极限为6%左右。
（2）沥青改性酚醛树脂胶结合剂是最大特点是石墨和耐火物料亲和性好，残碳含量高，常温下即可生产，砖坯致密，碳含量加入量最大极限可提高到25%左右，广泛应用在镁碳砖、铝碳砖之中。
树脂胶其价格昂贵，生产成本高，相应其含碳耐火砖价格也较贵。
第5节电炉炉衬用耐火材料43、电炉炉衬用耐火材料应具有哪些要求？（1）耐火度高；（2）抗炉渣浸蚀性能强；（3）耐废钢机械撞击力强；（4）耐急冷急热性能好；（5）荷重软化温度高；（6）高温下有轻微膨胀。
44、电炉炉衬常用耐火材料有哪些？（1）耐火砖类有烧结镁砖，镁碳，出钢口座砖，出钢口袖砖，导电用炉底镁碳砖。
（2）不定型耐火材料有卤水镁砂，镁质干打料，镁质喷补料，出钢口填料，导电用冷补料，热补料。
45、镁碳砖有哪些特点？用在哪些部位？（1）镁碳砖具有耐火度高，抗炉渣浸蚀性好，热稳定性能强，温结构强度高的特点。
其缺点是碳素易氧化，表面强度下降。