粘土质耐火材料
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。
粘土质耐火材料的原料软质粘土生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。
苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。
硬质粘土通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。
结合剂水和纸浆废液粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。
如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。
铝矾土的加热变化a. 分解阶段（400~1200℃）b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃）二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。
• 高铝质耐材的应用• 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。
例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。
• 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良，因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。
在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。
• 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。
刚玉耐材的原料氧化铝所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获得且较为便宜的氧化物。
粘土砖、粘土质耐火泥、粘土质浇注料理化指标
指标
Al2Ｏ3％≥
40
常温耐压强度Mpa
110℃X24h≥
1400℃X3h≥
30
65
粘结时间min
1-3
粒度组成%
-1.0mm+0.5mm≤
-0.074 mm≥
1002
50
耐火度℃≥
1730
体积密度g/cm3
2.2
重烧线变化率%
1400℃X3h烧后
±0.5
最高使用温度℃
1400
耐火材料清单及技术指标和/或要求
项目
指标
耐火度
1730℃
0.20MPa荷重软化开始温度
1350℃
显气孔率
23
常温耐压强度
25 MPa
重烧线变化1400℃2h
－0.5～0.1
尺寸偏差及外观质量
断面层裂长度
规格
指标
层裂宽度≤0.25 mm
不限制
层裂宽度0.26～0.5 mm
≤40 mm
层裂宽度＞0.5mm
砖长＞350 mm：±3.0mm
粘土质耐火泥
项目
指标
Al2Ｏ3％≥
38
冷态抗折粘结强度Mpa
110℃干燥后≥
1200℃X3h烧后≥
1.0
3.0
粘结时间min
1-3
粒度组成%
-1.0mm+0.5mm≤
-0.074 mm≥
1002
50
耐火度℃≥
1690
线变化率%
1200℃X3h烧后
-1～-3
粘土质浇注料
不允有
熔洞直径
工作面：＜2 mm
非工作面：＜5 mm
扭曲
砖长＜345 mm：＜2 mm
粘土质耐火材料
半硅质耐火材料 半硅质制品是指 Al2O3 含量 15 ～ 30 ， /SiO2 含量大于65％的半酸性耐火材料，用半硅质高 岭土，原生高岭土或腊石组成。 半硅砖的特点： 1》、具有不太大的膨胀性 2》、良好的抗渣侵蚀能力 半硅质制品的生产工艺以及工艺中应注意 的问题。 半硅质制品与粘土制品没有原则上的区别。
2》、粉料的制备 将拣选后的焦宝石熟料欠火料。混级料 及生料（K六石），经鄂破破粉碎后，分别入 球磨机细磨，结合粘土拣选后也用球磨机细磨， 所有粉料粒度应保证200目大于90％，并将细 磨后的细粉经严格除铁后，分别堆放在原料池 内备用。 3》、结合剂的配制 结合剂配制的加料顺序为水＋木质素磺酸 钙粉，待木质素磺酸钙粉与水充分溶解后即可 使用，通常结合剂的比重为1.25左右。 4、配料及混碾 1》混料配比
停火 24 小时风为益。 7、出窑 1》、装、拉、卸砖时小心轻放，避免将成品 砖角、棱碰掉。 2》、砖出窑后分批、分类堆放
四、粘土制品的性质 粘土制品的性质在较大范围内波动。这是因为 粘土制品的化学波动范围大，以及生产工艺差别所 致。 粘土制品的耐火度波动于 1580 ～ 1770 ℃，它主 要取决于制品的化学组成，随 SiO2/Al2O3 的增大而 提高，容积杂质，特别是碱金属氧化物的增多将显 著降低制品的耐火度。 荷重软化温度主要取决于制品中铝含量及杂质含量， 通常为了提高其荷重软化温度采取如下措施： 1》、适当提高烧成温度，使制品具有致密结构 2》、采用高基质（基质中Al2O3含量接近莫来石的 组成）组成结构特征的配料。
(三)、粘土的化学组成 粘土是多种含水硅酸盐矿物的混合物（含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、等）。主要化学组 成是SiO2和Al2O3两种氧化物，粘土中SiO2/Al2O3 越接近高岭石的理论值时，其纯度越高，粘土中 高岭石含量越多，其质量越优，烧结熔融范围越 广。 (四)、耐火粘土的工艺特性 耐火粘土的工艺特性主要有分散性、可塑性、 结合性和烧结性。这些性质主要取决于矿物的组 成和颗粒组成，与粘土质耐火材料的制造工艺密 切相关。
耐火原材料镁质粘土和球粘土的应用领域、组成和性能揭秘
耐火原材料镁质粘土和球粘土的应用领域、组成和性能揭秘球粘土球粘土最早是指可塑性极强、颗粒细微、在水中易分散，烧后黄或白色，与褐煤共生的铝硅酸盐沉积矿物。
球粘土于1680年首先在英国发现，开采时为了装上马车运输，将其滚成重约33磅的球体干燥，故成为球粘土。
名称来源于英国。
球粘土在世界上很多地方都有发现，英国和美国的较为著名。
我国近些年也发现了质量优良的球粘土矿。
球粘土一般程浅灰到黑灰色，也有程白色的，烧后程淡色而与高岭土不同。
化学组成：球粘土的化学组成波动较大，氧化铝17-35，氧化硅45-74，但其氧化铁、氧化钛含量通常明显高于高岭土，氧化铁在1-1.6，氧化钛1-1.4。
我国广西维罗等地球粘土氧化铁含量较低，一半小于0.7，是优质球粘土。
矿物组成：球粘土的主要矿物是高岭石，次要矿物为蒙脱石、埃洛石(多水高岭石)及伊利石，云母、石英及有机质如褐煤也经常出现。
在商业可用的球粘土中，主要矿物含量为：高岭石20%-95%，伊利石5-45。
石英1-70。
南宁球粘土中绝大部分为无序高岭石，石英含量在2一下。
英国球粘土中无序高岭石、云母类矿物与石英的比例为4：2：1。
伊利石也称水云母，由云母向高岭石(或蒙脱石)的过渡产物，确切的说为云母类粘土矿物。
球粘土中常见有少量的伊利石-蒙脱石间层款顾问或蒙脱石。
他们使粘土细粒增加并提高可塑性，湿坯强度也增大，但干燥收缩也变大，蒙脱石中含有少量的铁，对产品的烧后颜色有影响。
研究者认为，少量的伊利石或云母存在于球粘土中是有利用价值的。
粒度组成：无论从理论还是实践中，球粘土的粒度总要比耐火粘土和高岭土细。
粒度细微是球粘土可塑性好、烧结温度低的前提，一般2微米以下颗粒占75%以上。
在同一矿区中，细粒部分越多，氧化铝含量越高。
可塑性是球粘土的最重要物理性质。
耐火材料用粘土的可塑性顺序为球粘土大于耐火粘土大于高岭土。
球粘土的可塑性指数一般近于或大于20%，而耐火粘土和高岭土通常小于20%。
耐火粘土的用途
耐火粘土的用途耐火粘土是一种可以承受高温的粘土材料，常被用于制作耐火炉、火炉衬里、炉墙和炉顶等部件。
此外，耐火粘土还可用于制作耐火模型、工业窑炉隔热材料、建筑材料等。
下面就来详细介绍一下耐火粘土的用途。
1. 制作耐火炉和火炉衬里耐火炉和火炉衬里是耐火粘土最主要的用途之一。
因为常规的炉壁材料如砖头、混凝土等无法承受高温，所以需要将耐火粘土铺贴在内部。
它能够承受高温下的腐蚀和磨损，同时还能够经受火炉的扩张和收缩。
使用耐火粘土制作的炉子比普通炉子寿命更长，而且可靠性更高。
2. 制作工业窑炉隔热材料在工业领域，高温炉子是非常常见的设备，如钢铁、陶瓷、电子、玻璃制造等。
这些设备需要耐高温、耐腐蚀、隔热性好的材料来制作，而耐火粘土正好符合这些要求。
因此，它常被用作窑炉壁、窑炉顶等隔热用材料。
3. 制作建筑材料随着现代建筑技术的发展，建筑材料也逐渐升级，而耐火粘土作为一种环保、耐热的材料已经逐渐被应用于建筑领域。
比如，可以用它来制作墙砖、门楣和窗台等部件，这些都能够适应高温环境下的使用。
4. 制作耐火模型耐火粘土不仅可以用于制作大型的耐火炉和建筑材料，还可以用于制作小型的耐火模型，如火车模型、玩具汽车、玩具建筑等。
因为耐火粘土质地柔软，可塑性好，模型可以根据需要任意塑造，而且经过加热后可以使模型更具韧性和硬度。
总之，耐火粘土在现代工业、建筑和生活中应用广泛。
随着科学技术的不断进步，人们对于耐火粘土的要求也在不断提高。
因此，未来耐火粘土可能会在更多领域得到应用，并发挥更大的作用。
粘土质耐火砖的理化指标
指标
尺寸允许偏差
尺寸≤150
+1，-3
尺寸151~300
+2，-4
尺寸＞300
±1%
标准中对砖的断面裂纹规定为：
1、层裂宽度不大于0.25mm时，长度不限制；
2、层裂宽度为0.26~0.50mm时，长度不大于40mm；
3、层裂宽度大于0.5mm时，不准有。
-0.5
+0.2
-0.5
+0.2
-0.5
显气孔率/%
不大于
22
24
26
24
26
24
26
28
常温耐压强度/MPa，≥
300
250
200
200
150
200
150
150
抗热震性/次
N-2b、N-3b必须进行此项检验，将实测数据在质量证明书中注明
粘土质耐火砖的尺寸允许偏差及外观（mm）
项目
指标
尺寸允许偏差
尺寸≤100
±2
尺寸101~150
±2.5
尺寸151~300
±2%
尺寸301~400
±6
扭曲
长度≤230
不大于
2
长度231~300
2.5
长度301~400
3
缺棱、缺角深度
7
溶洞直径
7
渣饰厚度＜1
在砖的一个面允许有
裂纹宽度
宽度≤0.25
不限制
宽度0.26~0.50
60
宽度＞0.5
不准有
焦炉砖的尺寸允许偏差（mm）
N-3b
N-4
N-5
N-6
耐火度/°C
不低于
耐火材料骨料的主要成分
耐火材料骨料的主要成分
耐火材料骨料的主要成分根据其类型的不同而有所差异。
以下是一些常见类型的耐火材料骨料及其主要成分：
粘土骨料：主要由高岭土和沸石等矿物质组成，具有良好的粘结性和耐高温性能。
煤质骨料：主要由焦炭和石墨烯等组成，具有较高的硬度和耐压性能。
硅质骨料：主要由石英等矿物质组成，具有较高的耐磨性能和化学稳定性。
碳化硅骨料：主要由碳化硅等材料组成，具有较高的耐高温性能和机械强度。
莫来石骨料：主要由莫来石等矿物质组成，具有较高的耐磨性能和耐高温性能。
这些骨料在耐火材料中起到主要作用，决定了耐火材料的性质和应用领域。
不同的耐火材料可能需要不同类型的骨料以达到所需的性能。
耐火粘土的用途
耐火粘土的用途耐火粘土是一种特殊的粘土，它具有耐高温、抗腐蚀、抗氧化等优异性能，因此被广泛应用于各种工业领域中。
下面将从几个方面来介绍耐火粘土的用途。
一、冶金工业领域耐火粘土在冶金工业中的应用非常广泛，主要用于制造高炉、转炉、电炉、钢包等冶炼设备中的耐火材料。
这些设备所用的耐火材料需要具备抗高温、耐腐蚀、抗冲击等特性，而耐火粘土正是满足这些要求的理想材料之一。
它可以制成各种形状的砖块、板材、管道等，用于构建冶炼炉体，同时还可以用于修补和更新炉体。
二、建筑工业领域在建筑工业领域，耐火粘土主要用于制造高温炉窑、火炉、烟道等设备中的耐火材料。
由于耐火粘土具有防火、隔热、耐腐蚀等特性，因此在建筑工业中也有广泛的应用。
例如，很多钢铁厂、火力发电厂、水泥厂、陶瓷厂等工厂所用的高温烟道、热风炉、窑炉等，都需要使用耐火粘土制成的耐火材料。
三、化工工业领域在化工工业中，耐火粘土主要用于制造化工反应器、炉窑、管道等设备中的耐火材料。
这些设备需要具备防腐、防蚀、耐高温等特性，而耐火粘土正是满足这些要求的理想材料之一。
它可以制成各种形状的砖块、板材、管道等，用于构建化工设备，同时还可以用于修补和更新设备。
四、能源工业领域在能源工业中，耐火粘土主要用于制造炉窑、热风炉、锅炉、窑炉等设备中的耐火材料。
这些设备需要具备防火、隔热、耐高温等特性，而耐火粘土正是满足这些要求的理想材料之一。
例如，很多热电厂、炼油厂、化肥厂、煤化工厂等工厂所用的锅炉、热风炉、窑炉等，都需要使用耐火粘土制成的耐火材料。
耐火粘土是一种非常重要的材料，在工业生产中有着广泛的应用。
它具有耐高温、抗腐蚀、抗氧化等优异性能，可以制成各种形状的砖块、板材、管道等，用于构建各种耐火设备，同时还可以用于修补和更新设备。
随着工业生产的不断发展，耐火粘土的应用领域也将越来越广泛。
耐火砖是什么材料做的
耐火砖是什么材料做的耐火砖是一种耐高温的建筑材料，主要用于高温工业炉窑、热风炉、炼钢炉等设备的内部铺砌。
它具有耐高温、耐磨、抗侵蚀等特点，是保障工业设备正常运行的重要材料。
那么，耐火砖究竟是由什么材料制成的呢？首先，耐火砖的主要原料是粘土。
粘土是一种含有较高黏土矿物的土壤，经过加工处理后可以用来制作陶瓷、砖块等材料。
耐火砖的生产过程中，粘土是不可或缺的原料之一。
粘土具有较高的耐火性能，经过高温烧结后可以形成坚硬的砖块，具有较好的耐火性能。
除了粘土之外，耐火砖的制作还需要加入一定比例的耐火粘土。
耐火粘土是一种特殊的粘土材料，其主要成分是氧化铝，具有较高的耐火性能和抗侵蚀能力。
在耐火砖的制作过程中，加入适量的耐火粘土可以提高砖块的耐火温度和抗侵蚀能力，使其更适合用于高温工业设备的内部铺砌。
另外，耐火砖的制作还需要加入一定比例的石英砂。
石英砂是一种硬度较高的矿石，具有较好的耐火性能和耐磨性能。
在耐火砖的生产过程中，加入适量的石英砂可以提高砖块的硬度和耐磨性能，延长其使用寿命，减少设备的维护成本。
此外，耐火砖的制作还需要加入一定比例的石灰。
石灰是一种常见的无机化合物，具有较好的粘结性能和耐火性能。
在耐火砖的生产过程中，加入适量的石灰可以提高砖块的粘结强度，使其更加坚固耐用。
综上所述，耐火砖是由粘土、耐火粘土、石英砂和石灰等原料混合制成的。
这些原料经过一系列的加工处理和高温烧结后，可以形成坚硬耐火的砖块，具有较好的耐火性能、耐磨性能和抗侵蚀能力，适合用于高温工业设备的内部铺砌。
耐火砖作为一种重要的建筑材料，在工业生产中发挥着重要的作用，为工业设备的正常运行提供了可靠的保障。
耐火砖是什么材料做的
耐火砖是什么材料做的
耐火砖是一种耐高温材料，主要用于炉窑、炉膛等高温工业设备的内部铺砌，以保护设备不受高温腐蚀。
那么，耐火砖到底是由什么材料制成的呢？
首先，耐火砖的主要原料是粘土。
粘土是一种含有黏土矿物的黏土岩，经过加工、成型、干燥和烧结等工艺制成耐火砖。
粘土在制作耐火砖时，需要经过混合、成型、干燥和烧结等多道工序，才能最终成为具有耐高温性能的耐火砖。
除了粘土，耐火砖的制作还需要添加一定比例的耐火粘结剂。
耐火粘结剂是一种能够提高耐火砖抗压强度和耐火性能的物质，常见的耐火粘结剂有石膏、石灰和水玻璃等。
这些耐火粘结剂在制作耐火砖时，可以提高砖坯的成型性能和砖体的整体强度，从而增加耐火砖的使用寿命和耐火性能。
此外，耐火砖还需要添加一定比例的耐火颗粒。
耐火颗粒是一种具有较高耐火性能的颗粒状材料，常见的耐火颗粒有高铝土、蛭石、硅酸盐等。
这些耐火颗粒在耐火砖的制作中起着填充和增强作用，可以提高砖体的抗压强度和耐火性能，从而使耐火砖具有更好的耐火性能和使用寿命。
总的来说，耐火砖是由粘土、耐火粘结剂和耐火颗粒等原料经过混合、成型、干燥和烧结等工艺制成的。
这些原料在耐火砖的制作过程中相互作用，最终形成了具有良好耐火性能和高温稳定性的耐火砖。
耐火砖的材料组成和制作工艺决定了其在高温环境下的稳定性和耐火性能，因此在选择和使用耐火砖时，需要根据具体的工作温度和使用条件来进行合理的选择和应用。
粘土质耐火材料
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的性质
粘土质耐火制品的性质在较大范围内波动，各等级耐火粘土的理化指标： 1.耐火度 粘土质耐火制品的耐火度较低，为1580℃-1770℃，主要与制品的化学组成有关。一般情况下耐火度随Al2O3 的质量分数的增加而提高，随杂质的质量分数尤其是Fe2O3和碱金属的质量分数的增加而显著降低。 2.高温耐压强度 粘土砖高温耐压强度随Al2O3的质量分数的增加而增大同时受低熔点物质高温下出现液相温度、液相的数量 及其粘度影响。一般在800℃以上可出现塑性变形塑性变形的出现可以消除制品内应力的影响，使强度提高。 3.荷重软化温度 粘土质耐火制品的荷重软化温度主要取决于制品中Al2O3的质量分数和杂质的种类及数量。与其他制品相比， 虽然在粘土质耐火制品中有熔点很高的莫来石晶相但在较低的温度下（1250℃-1400℃）就开始软化。 4.
简介
氧化铝含量一般是30%～45%，热稳定性好，耐火度1580～1750℃。广泛用于砌筑高炉，平炉，回转窖，隧道 窖，池窖等。标准耐火砖的规格是230毫米×113毫米×65毫米 。
粘土耐火制品的分类
粘土耐火制品主要有粘土砖和不定形耐火材料，粘土耐火制品因其生产简便，价格便宜，广泛应用于高炉、 热风炉、均热炉、退火炉一、锅炉、铸钢系统以及其他热工设备%～48%的硅酸铝质耐火材料。耐热震性较好。荷重软化开始温度1250～1450℃。高温性能较 好，由制品中氧化铝含量和杂质（三氧化二铁、氧化钾、氧化钠）含量决定。例如普通黏土制品，按氧化铝含量 而分为一等（不小于40%）、二等（不小于35%）和三等（不小于30%），其相应耐火度分别为1730℃，1670℃和 1610℃。用作高炉、热风炉、加热炉、锅炉、石灰窑、玻璃窑、陶瓷烧成窑中的耐火材料。
粘土耐火制品的生产
2024年耐火粘土市场分析报告
2024年耐火粘土市场分析报告1. 市场概述耐火粘土是一种特殊陶土，具有较高的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，广泛应用于耐火材料的制造。
目前，全球耐火粘土市场正逐渐增长，并呈现出以下几个关键趋势：•日益增长的需求：随着工业化和城市化的加速发展，耐火材料的需求量不断增加，耐火粘土市场也得到了持续的增长。
特别是在一些高温工业领域，如钢铁、玻璃、水泥等，对耐火粘土的需求量更加巨大。
•技术创新的推动：随着科技的不断进步，耐火粘土的制造工艺和性能得到了极大的提升。
新型的耐火粘土产品在高温、酸碱等恶劣环境下表现出更好的性能，引领市场发展的潮流。
•国际贸易增长：耐火粘土市场的国际贸易也在加快发展。
一些耐火粘土生产国家通过出口推动经济增长，同时进口国家也通过提高耐火粘土进口量满足市场需求。
2. 市场规模及趋势根据市场调研数据显示，2019年全球耐火粘土市场规模达到了XX万吨，预计到2025年有望增长到XX万吨。
市场规模的增长主要受以下因素影响：2.1 主要推动因素•工业发展的需要：随着各个行业的技术升级和产能扩大，对耐火粘土的需求量在不断增加。
尤其是中国和印度等新兴工业国家，在工业化进程中对耐火粘土的需求量巨大，成为市场增长的主要推动力。
•政府政策的支持：一些国家的政府出台了一系列鼓励耐火材料产业发展的政策，为耐火粘土市场的增长提供了有力的支持。
例如，中国政府在推动钢铁、玻璃等工业的发展过程中，提出了对耐火材料的需求量相应增加的政策。
2.2 市场趋势•新型耐火粘土的兴起：随着技术的不断进步，新型的耐火粘土产品逐渐兴起。
这些产品具有更高的耐温性能和耐腐蚀性能，在某些特定领域具有更好的应用前景。
例如，高纯度耐火粘土逐渐取代传统耐火粘土在一些高温行业得到广泛应用。
•环保需求的提升：随着全球环境保护意识的不断提高，耐火粘土市场对环保产品的需求也越来越大。
一些耐火粘土生产企业开始致力于开发环保型产品，以满足市场需求。
•国际市场的竞争加剧：随着全球化进程的推进，耐火粘土市场的国际竞争也越来越激烈。
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。
粘土质耐火材料
粘土质耐火材料粘土质耐火材料是一种常见的耐高温材料，具有良好的耐火性能和热稳定性。
它主要由粘土和其他辅助材料经过一系列加工工艺制成，广泛应用于冶金、建筑、化工等领域。
粘土质耐火材料具有优异的耐火性能。
由于其成分中含有高比例的粘土，粘土质耐火材料在高温环境下能够保持良好的稳定性，不易熔化或破裂。
这种材料能够承受高温熔融金属和熔融渣的侵蚀，不会因为热应力而出现裂纹和崩解。
粘土质耐火材料具有较高的热稳定性。
在高温环境下，粘土质耐火材料能够保持较低的热膨胀系数，不易产生热胀冷缩的问题。
这种稳定性使得粘土质耐火材料能够长时间承受高温热循环的作用，不易出现热震裂纹，保证了其长期使用的可靠性。
粘土质耐火材料还具有较好的耐化学腐蚀性能。
它能够抵御酸、碱、盐等化学物质的侵蚀，不会因为化学腐蚀而失去原有的性能。
这使得粘土质耐火材料在化工行业中得到广泛应用，用于建造化工设备和储罐等。
粘土质耐火材料的制备工艺相对简单，成本较低。
由于粘土资源广泛且价格相对较低，加之制备工艺相对简单，因此粘土质耐火材料的成本相对较低，易于大规模生产和应用。
然而，粘土质耐火材料也存在一些不足之处。
首先，由于其成分中含有较高的粘土含量，粘土质耐火材料在水分环境下易于吸湿，从而影响其耐火性能。
其次，粘土质耐火材料的机械强度较低，容易产生破裂和磨损。
因此，在一些特殊环境下，需要对粘土质耐火材料进行改性，以提高其性能。
粘土质耐火材料是一种具有优异耐火性能和热稳定性的高温材料。
它在冶金、建筑、化工等领域有着广泛的应用。
虽然存在一些不足之处，但通过合理的改进和应用，粘土质耐火材料将会发挥更大的作用，为各行业提供更可靠的高温材料解决方案。
黏土耐火泥用量计算公式
黏土耐火泥用量计算公式在进行耐火材料施工时，计算用量是非常重要的一项工作。
特别是对于黏土耐火泥这种常用的耐火材料来说，正确的用量计算可以保证施工质量，避免浪费材料和成本。
因此，掌握黏土耐火泥用量计算公式是非常必要的。
黏土耐火泥用量计算公式通常是根据工程的具体要求和材料的性能来确定的。
下面我们将介绍一种常见的黏土耐火泥用量计算公式，希望对大家在施工中有所帮助。
首先，我们需要了解一些基本的材料性能参数，包括黏土耐火泥的密度和施工厚度。
一般来说，黏土耐火泥的密度在1.5-2.0g/cm³之间，施工厚度根据具体工程要求而定，通常在5-10cm之间。
根据以上参数，我们可以使用如下的黏土耐火泥用量计算公式：用量（kg/m²）= 施工面积（m²）×施工厚度（m）×黏土耐火泥密度（g/cm ³）× 1000。
在使用这个公式进行计算时，需要注意将施工面积、施工厚度和密度的单位统一转换成相同的单位，通常是米和克/立方厘米。
这样才能保证计算出来的用量是准确的。
举个例子，假设某个工程的施工面积为100平方米，施工厚度为0.08米，黏土耐火泥的密度为1.8g/cm³，那么根据上面的公式，可以计算出用量为：用量（kg/m²）= 100m²× 0.08m × 1.8g/cm³× 1000 = 144kg/m²。
通过这个计算公式，我们可以清楚地知道在这个工程中需要使用多少黏土耐火泥，从而可以合理安排材料的采购和施工进度。
当然，实际施工中可能会受到一些其他因素的影响，比如施工工艺、材料的浪费和损耗等。
因此，在使用黏土耐火泥用量计算公式时，还需要结合实际情况进行适当的调整和修正。
另外，对于一些特殊要求的工程，可能需要根据具体情况进行定制化的用量计算公式。
比如在高温、腐蚀等恶劣环境下的耐火材料使用，需要考虑更多的因素，这时候可能需要借助专业的工程师进行详细的计算和设计。
髙炉常用的耐火材料分类及耐材基础知识
髙炉常用的耐火材料陶瓷质耐火材料：黏土砖、高铝砖、刚玉砖和刚玉莫来石砖碳质耐火材料：炭砖、石墨炭砖、半石墨炭砖、微孔炭砖、氮结合碳化硅砖等。
A黏土砖：高铝砖B碳质耐火材料碳质耐火材料主要包括炭砖、石墨砖和碳化硅砖。
a炭砖半石墨炭砖。
微孔炭砖。
b石墨砖c碳化硅砖C不定形耐火材料不定形耐火材料主要有捣打料、喷涂料、浇注料、泥浆和填料等。
按成分可分碳质不定形耐火材料和陶瓷质不定形耐火材料。
耐火泥浆的作用是填充砖缝，将砖黏结成整体。
填料是两层炉衬之间的隔热物质或是黏结物质。
1、炉喉:钢砖或水冷钢砖。
主要承受人炉料的冲击和磨损，（一种圆弧形的低合金类钢铸件）2、炉身上部。
高致密度粘土砖、高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的粘土砖。
吸碳反应2CO2→CO+C易发生的地区，而且碱金属、锌蒸汽的侵蚀也在这个地区发生，再加上下降炉料和上升煤气流的冲刷和磨损。
因此应选用抗化学侵蚀和耐磨性好的耐火材料，.3、炉身中下部和炉腰。
大高炉选用性能良好但价格昂贵的碳化硅砖（氮化硅结合、自结合、塞隆结合），1000m3及其以下高炉都采用铝碳砖等。
破损的主要机理是热震剥落，高温煤气冲刷，碱金属、锌和析碳的作用，以及初渣的化学侵蚀。
砖衬应选用抗热震、耐初渣侵蚀和防冲刷的耐火材料。
｛热震：材料在温度急剧变化下抵抗损伤｝.4、炉腹。
例如高铝砖、铝碳砖等。
高温煤气的冲刷和渣铁的冲刷，这部位的热流强度很大，任何耐火材料都不能长时间的抵御，在生产中主要靠渣皮工作，所以这部分不必选用太昂贵的耐火材料。
5、炉底、炉缸结构A大块炭砖砌筑，炉底设陶瓷垫｛陶瓷垫：一般采用合成莫来石、刚玉砖等耐火材料，均在耐火材料生产厂进行预组装。
陶瓷底垫有两层竖砌砖层（层高有345mm、 400mm、和500mm等多种），每层既有与粘土（高铝）砖炉底一样，砌成十字形.也有砌成环形同心圆的，陶瓷底垫耐火砖单体重量一般在30~45kg之间，B热压小块炭砖，炉底设陶瓷垫一一散热型C大块或小块炭砖砌筑，炉底和炉缸设陶瓷杯——隔热保温型炉底炉缸砌筑A满铺炭砖炉底砌筑B环砌炭砖砌筑C综合炉底砌筑综合炉底砌筑集合了满铺炭砖砌筑，环砌炭砖砌筑和中心部位高铝砖砌筑6、铁口区工作条件恶劣，现在采用与炉缸耐火材质相匹配的铁口组合砖砌筑，生产中使用的有碳质、半石墨C-SiC质、莫来石、SiC质等。
粘土质耐火砖的理化指标(YB T5106
中国冶标（YB/T5106—1993）将粘土质耐火砖按理化指标分为N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6八种牌号，其指标如下：
粘土质耐火砖的理化指标（YB/T5106—1993）
项目
指标
N-1
N-2a
N-2b
N-3a
±2
尺寸101~150
±2.5
尺寸151~300
±2%
尺寸301~400
±6
扭曲
长度≤230
不大于
2
长度231~300
2.5
长度301~400
3
缺棱、缺角深度
7
溶洞直径
7渣饰厚Βιβλιοθήκη ＜1在砖的一个面允许有裂纹宽度
宽度≤0.25
不限制
宽度0.26~0.50
60
宽度＞0.5
不准有
焦炉砖的尺寸允许偏差（mm）
项目
指标
尺寸允许偏差
尺寸≤150
+1，-3
尺寸151~300
+2，-4
尺寸＞300
±1%
标准中对砖的断面裂纹规定为：
1.层裂宽度不大于0.25mm时，长度不限制
2.层裂宽度为0.26~0.50mm时，长度不大于40mm
3.层裂宽度大于0.5mm时，不准有
N-3b
N-4
N-5
N-6
耐火度/°C
不低于
1750
1730
1730
1710
1710
1690
1670
1580
0.2MPa荷重软化开始温度/°C，≥
1400
1350
耐火粘土
耐火粘土是工业名称，主要矿物为粘土矿物和铝的氢氧化物，如一水硬铝石、勃姆石（一水软铝石）、三水铝石、珍珠陶土、高岭石、迪开石、水铝英石、埃济石、伊利石、叶蜡石、蒙脱石等（表4.4.1）。
耐火粘土中常见的非粘土矿物有石英、长石、云母，其次是铁、锰氧化物及氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硫化物，以及其他氧化物和硅酸盐矿物。
一般来说，粘土矿物多集中于小于２μm粒级部分，非粘土矿物集中在大于２μm的粒级部分。
表4.4.1耐火粘土的主要矿物耐火粘土的化学成分是影响其质量的重要因素之一。
Ａｌ２Ｏ３是耐火粘土的有益组分，主要赋存于氢氧化铝矿物（一水硬铝石、勃姆石、三水铝石），其次赋存于铝硅酸盐矿物（高岭石、伊利石、蒙脱石等）中。
一般来说，软质和半软质粘土含Ａｌ２Ｏ３为３０％～４５％，硬质粘土为３５％～５０％，高铝粘土为５５％～７０％。
ＳｉＯ２主要赋存于粘土矿物中，亦有微量的原生石英残屑存在。
ＳｉＯ２含量变化较大，高铝粘土中一般为３％～３５％，硬质粘土中为４３％～６６％。
Ｆｅ２Ｏ３主要赋存于赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、菱铁矿中，是耐火粘土的主要有害成分。
Ｆｅ２Ｏ３含量无明显规律，高铝粘土中含量在０.５％～２.２％，硬质粘土中含量在０.５％～２.５％，软质粘土中一般为１.０％～２.５％。
Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ也是耐火粘土的有害杂质，主要赋存于伊利石和云母类等矿物中，含量变化较大。
ＣａＯ和ＭｇＯ等虽为有害杂质，但含量一般甚微。
表4.4.2列出了我国某些耐火粘土矿的矿物成分和化学成分。
表4.4.2各地耐火粘土矿物成分和化学成分二、用途与经济技术指标由于用途不同，因此各工业部门对耐火粘土的质量要求也不同。
作为耐火材料用的耐火粘土，其质量要求如表4.4.3所示。
对于作为耐火材料用的硬质粘土熟料来说，按照冶金工业部部颁标准（ＹＢ２２１１-８２），其技术要求为表4.4.4。
产品中的杂质含量，特级品不超过３％，其他品级不超过４％；产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。
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粘土质耐火材料
摘要粘土质耐火材料是指Al2O3的质量分数为30%～46%的耐火材料。
粘土质耐火材料为弱酸性制品，因其资源丰富，生产工艺简单，成本低，故应用广泛。
本文从粘土质耐火材料的化学组成、分类、生产加工等方面来阐述粘土质耐火材料，以便于在生产中推广应用。
关键词粘土质；耐火材料
1粘土耐火材料化学组成及其相平衡
粘土制品的高温性能主要取决于制品的化学矿物组成。
所以利用Al2O3-SiO2二元相图，从理论上可以了解粘土制品的理论相组成及其随化学组成和温度的变化规律，对指导粘土质耐火制品的生产和使用有着十分重要的意义。
从Al2O3-SiO2二元相图可以看出，粘土质耐火材料常温下平衡相为方石英和莫来石（3Al2O3-2SiO2），莫来石的理论组成为71，8% Al2O3和28，2% SiO2，熔点为1 850℃。
温度升高1 595℃时有低熔点共晶成分的熔融物生成。
其共晶成分为5，5% Al2O3和94，5% SiO2。
粘土质耐火材料中常含有Fe2O3，TiO2，CaO，MgO，K2O，Na2O等5～6种杂质。
随着这些杂质的质量分数的增加，制品内形成液相的温度降低，冷却到1595℃以下也不能完全转变为结晶相。
有一部分则转变成非晶质的玻璃相，使制品的耐火性能降低。
2粘土耐火制品的分类
粘土耐火制品主要有粘土砖和不定形耐火材料。
粘土耐火制品因其生产简便，价格便宜，广泛应用于高炉、热风炉、均热炉、退火炉、锅炉、铸钢系统以及其他热工设备，是消耗量较大的耐火制品之一。
2.1 粘土砖分为普通粘土砖、多熟料粘土砖、全生料粘土砖和高硅质粘土砖等品种
1）普通粘土砖指Al2O3的质量分数为36%～42%的品种，产量高，用途广。
普通粘土砖由可塑性强、分散性大的软质粘土与一部分粘土熟料配制而成，概括地分为粘土一熟料砖和高岭土一熟料砖。
按耐火度的高低，将粘土质耐火制品划分为四个等级：特级品，高于1 750℃；一级品，1 730℃～1 750℃；二级品，1 670℃～1 730℃；三级品，1 580℃～1 670℃；
2）多熟料粘土砖是指含熟料的质量分数80%以上，结合粘土的质量分数20%以下的制品，多熟料粘土砖由于坯料大都处于瘠化状态，在制造过程中不易变形，可以保证砖坯的外形尺寸，使烧成的制品具有较理想的体积密度、力学强度、坑热展性和较高的耐火度；
3）全生料粘土砖也称无熟料粘土砖，是用可塑性低、分散性弱、收缩很小的硬质粘土或叶蜡石制成的。
由于这种原料固有结合水分少，粉碎后虽然吸收了一定的外加水分，仍可保持原有的颗粒组成，因此可以不另加熟料，而且烧成品并不会因没有熟料而产生收缩现象；
4）高硅质粘土砖的主要原料有瘠化粘土（锻烧过的硬质粘土、高岭土或叶蜡石）和天然石英砂。
根据原料类别，高硅质砖可分为石英一高岭石质高硅砖和石英一粘土质高硅砖两种。
前者SiO2的质量分数最高可达75%～80%，耐火度大于1 710℃，显气孔率一般均大于25 %；后者是用含有石英岩的粘土或在烧结
的粘土中加入石英砂配制。
制品的耐火度较低.一般在1 610℃～1 700℃之间。
3 粘土质耐火材科的原科
粘土质耐火材料的原料为耐火粘土。
耐火粘土的矿物组成主要是高岭石，井伴有少量的石英、硫铁矿、金红石、蜡石及有机物等杂质。
耐火愁土的性能主要取决于高岭石，但杂质的危害极大。
其中危害最大的是Fe2O3和TiO2，它们使砖坯在烧成时产生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷，会降低烧成率和制品耐火性能。
因此，上述杂质的质量分数应严格控制在：Ca0+ Mg0小于0.6%～1.5%，Na2O+K2O小于1.5%。
杂质总的质量分数必须小于6%。
高岭石：
高岭石的组成为3Al2O3 .2SiO2.2H20，其理论成分的质量分数为Al2O3 39.48%，SiO246.60%，H2013.92%。
经锻烧后成分为Al2O3 45.87%，Si02 54.12%，硬度较低，一般为1～3，真密度为2.6g/cm3～2.68g/cm3。
实际上，由于含有少量的杂质。
高岭石在燃烧时发生脱水分解、化合、结晶、晶体长大等一系列物理化学变化，并伴有较大的体积变化，一般不能直接用来制造砖坯。
必须在高沮窑内加热胶烧成熟料方可使用。
高岭石在加热缎烧过程中的物理化学变化过程如下：
1）脱水分解。
在450℃～550℃下高岭石发生分解，排除结构水，成偏高岭石。
此过程为吸热反应反应；
2）偏高岭石分解和莫来石化。
当加热温度继续升高时，偏高岭石分解为无定形Al2O3 ～SiO2，加热至900℃～1200℃时便形成莫来石和方石英。
4 粘土耐火制品的生产
4.1 生产流程
粘土耐火制品生产流程的选择。
主要取决于原料的性质或成品的质量要求。
其工艺流程大致有3种：
流程（Ⅰ）是制造一般粘土制品，如粘土砖、浇铸用砖等采取的工艺流程，而流程（Ⅱ）、（Ⅲ）是制造优质粘土制品的工艺。
这两种工艺的不同在于后者是将部分软质粘土以泥浆形式加入泥料中。
多熟料粘土质制品采用这一工艺流程生产，可以显著地改善泥料的成型性能及制品的物理和高温性质。
4.2 原料准备
主要是粘土熟料的制备和结合粘土的制备。
其中，熟料的制备是将耐火粘土原料经高温缎烧制成各级颗粒料和细粉，结合粘土的制备是将粘土粗碎、干操、细磨成粉及调浆。
4.3 配料、混练与成型
以短烧的耐火粘土熟料为瘠料，配以一定比例的结合粘土，制成混合料。
混合料中熟料所占比例多，称为多熟料制品。
此种制品体积稳定性高，其他性质也较好，但需要强力成型。
多熟料砖是目前生产与应用最广泛的粘土制品。
4.4 干燥。