高炉耐火材料的性能指标剖析
高炉热风炉用耐火材料分析共25页文档
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高炉热风炉用耐火材料分析
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三
耐火材料指标解析
耐火材料指标解析
结构性质指标 1） 封闭气孔； 封闭在制品中不与外界相通； 2） 开口气孔： —端封闭， 另一端与外界相通， 能为流体填充； 3） 贯通气孔： 贯通制品的两面， 能为流体所通 过。
结构性质指标
耐火材料指标解析
1、显气孔率： 即开口气孔与贯通 气孔的体积之和占制品总体积的百 分率表示该指标。
按化学组成分类
中性耐火材料按其严密含意来说是碳质耐火材 料， 高铝质耐火材料 （Al2O345% 以上） 是偏 酸而趋于中性的耐火材料， 铬质耐火材料是偏 碱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， 镁质和白云石质耐火材料是强碱性的， 铬镁 系和镁徽榄石质耐火材料以及尖晶石耐火材料 属于弱碱性耐火材料。
热学性质
耐火材料指标解析
1、热膨胀：
热学性质
耐火材料指标解析
热学性质
耐火材料指标解析
热学性质
耐火材料指标解析
常用耐火砖的热膨胀曲线曲线
1—镁砖；2—硅砖； 3—铬镁砖；4—半硅 砖；5—粘土砖；6— 高铝砖；7—莫来石 砖
热学性质
耐火材料指标解析
2、热导率：是表征耐火材料导热特性的 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。 直接影响制品热震稳定性的重要因素。 耐火材料的导热能力与其化学矿物组成， 组织结构及温度有密切关系。
耐火材料指标解析
耐火砖尺寸标准
耐火材料指标解析
概 述
耐火材料的质量取决于其性质、 它是评价制品 质量的标准， 在生产中是制定和改进生产工 艺， 检查生产过程是否正确稳定的依据。正确 合理地选用耐火材料， 也是以其性质作为主要 依据的。
耐火材料指标解析
高炉本体耐材
高炉本体耐火材料1、高炉内型简介高炉炉体自上而下依次为：炉吼：<400 ℃炉身：400-1100 ℃炉腰：1100-1200 ℃炉腹：1200-1450 ℃炉缸、炉底：1450-1600℃2、炉料在炉内分布主要特征：焦与矿交替分布层状，皆为固体状态主要反应：矿石间接还原，硫酸盐分解。
主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。
主要反应：矿石的直接还原、渗碳和交谈的气化反应主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴。
主要反应：非铁元素还原、脱硫、渗碳、焦炭的气化反应主要特征：焦炭作回旋运动。
主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应。
主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此。
主要反应：最终的渣铁反应。
固相区（块状带）：固体料软熔前所分布的区域。
软融区（软融带）：炉料从开始软化到融化所占的区域。
滴落区（低落带）：渣铁全部融化低落，穿过焦炭层下到炉缸的区域。
回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。
炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。
3高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和化学上的稳定，应达到以下要求：（1）在高温下不软化、不熔化、不挥发；（2）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度；（3）耐热冲击，耐磨损；（4）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；（5）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。
砌筑的炉衬材料应该具有较低的气孔率，较高的机械强度，能够抵抗炉料和上升气流的磨损，同时还应具有良好的抗碱金属侵蚀性，并且要求材料中的氧化铁含量要低，避免与上升的C O发生氧化还原反应。
4、炉身上部和中部用耐火材料侵蚀原因及对耐材的基本性能要求选用耐火材料：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。
5、炉身下部、炉腰用耐火材料从炉身下部到炉腰的砖衬， 既受下降炉料和上升高温高压煤气的 磨损以及温度变化引起的热冲击， 又受高 FeO 高碱度初渣的化学侵蚀， 更为严重的是碱金属和锌蒸汽造成的碳素沉积和化学反应， 使耐火砖组织脆化，失去强度。
高炉各部位用耐火材料
高炉各部位使用的耐火材料（1）炉缸炉缸的主要作用之一是安全地容纳铁水，炉缸耐火材料在温度大于1500℃时，必须保持足够的稳定。
因而炉缸炉底部位要选用抗铁水渗透、熔蚀性好、抗碱金属侵蚀、导热性好的炭砖，可用热压小块碳砖取代大块碳砖，或在碳砖上面砌筑陶瓷环，陶瓷杯材料主要技术性能碱表1。
另外，半石墨产品已经用于炉缸、炉墙。
半石墨砖具有较强的应力吸收特性和较高的导热性，可以大大减少耐火材料炉衬的径向温度梯度。
表1国外新建及新近大修的大型高炉炉底、炉缸结构形式主要有以下几种：在炉底炭块上砌陶瓷垫材料，炉缸采用热压小块碳砖；典型的陶瓷杯结构，炉底碳砖上砌莫来石砖，炉缸侧壁砌筑刚玉质大型预制块或塞隆结合刚玉砖，炉缸砌筑优质碳砖或微孔碳砖；炉底、炉缸耐火材料主要采用大块碳砖，石墨碳化硅砖和大块碳砖的主要技术性能见表2.关键部位采用微孔或超微孔碳砖，炉底碳砖上砌1~2层陶瓷砖。
表2（2）风口区和炉腹风口区和炉腹是高炉内温度最高的区域。
风口前产生的高温煤气以很高的速度上升，其温度在1600℃以上。
1450~1550℃的高温铁水和炉渣经炉腹流向炉缸，各种冶金反应在这个区域剧烈进行，这个区域要求耐火材料耐高温、耐炉渣的侵蚀、抗碱性好、抗二氧化碳和水的氧化。
用于这个部位的耐火材料有：刚玉砖、铝碳砖、热压半石墨碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiC砖、Sialon结合刚玉砖。
现在SiC系列砖表现出了较长的使用寿命。
（3）炉腰和炉身下部炉腰的炉身下部是高炉软熔带根部所在位置，这里温度高，但形不成渣皮或形不成稳定的渣皮“自我保护”。
耐火材料经受剧烈的温度波动、初成渣的侵蚀、碱金属、锌的侵蚀、高温煤气流的冲刷、下降炉料的磨损、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蚀等，要求耐火材料热震稳定性好、耐高温、抗碱性好、抗胡渣侵蚀能力强、抗氧化、耐磨、导热性号。
曾用于该部位耐火材料有高铝砖、刚玉砖、铝碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiS砖、热压石墨碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、Sialon结合刚玉砖等。
450m3高炉技术指标简述
450m3高炉系统1 设计原则及指导思想1) 高炉建设总的设计原则是：设计中采用成熟、可靠、经济、实用的工艺和设备，采用精料、高风温、大喷煤量等实用技术，使高炉生产达到高效、低消耗的目的。
2）为有效地控制投资，全部设备和材料立足国内配套生产。
3）认真贯彻执行国家有关政策、法规、规程、规范、标准和行业政策，特别是环保、能源、安全卫生、消防等政策和法规。
2设计特点及新技术1）采用无料钟炉顶装料设备。
2）采用大型冷却模块薄炉衬结构，减薄炉衬、降低投资。
3）高炉软水系统加强脱汽功能，在每个区设置脱气罐，有效提高了炉体的寿命。
4）采用富氧喷煤工艺，并罐喷吹，浓相输送，烟煤无烟煤混喷。
富氧率4%。
5）采用旋流顶然式热风炉，热风炉寿命长，风温高。
3高炉主要技术经济指标高炉主要技术经济指标4物料平衡表450m3高炉物料平衡表：5炼铁工艺5. 1概述炼铁车间主要设计内容包括：·矿、焦槽及上料系统；·炉顶装料系统；·高炉本体系统；·风口平台及出铁场系统；·热风炉系统；·煤气粗除尘系统；·煤粉喷吹系统；·水渣处理系统。
5. 2高炉本体5.2.1炉型合理的炉型对高炉长寿，高炉生产实现高产、优质、低耗非常重要。
高炉的炉型在比较国内同级高炉炉型的基础上，结合高炉入炉料的具体条件进行设计。
设计特点是：适当地加深了死铁层，选择了适中的高径比，加大了炉缸高度，并把炉腹角控制在80.52°左右，以有利于炉体寿命的延长和能耗的降低。
高炉炉型尺寸见下表：5.2.2高炉采用全冷却结构，水冷炉底；炉底炉缸采用光面铸铁冷却壁，材质为普通铸铁，内铸单进单出的蛇行无缝钢管；炉腹、炉腰为带肋镶嵌式冷却壁，内双层冷却水管；炉身下部采用冷却板、壁结合的结构。
5.2.3风口冷却设备高炉设14个风口，每个风口有风口小套、中套及大套。
小套采用长寿灌流式风口。
5.2.4渣口设备设渣口一个, 由小套、中套及大套组成。
高炉本体耐火材料砌筑检查验收标准
项目
砖缝厚度（mm）≤
1
炭砖砌体
垂直缝
1.5
水平缝
2
2
其他耐火材料砖砌体
2
三、炉底砌体的允许误差
项次
项目
允许误差（mm）
炭砖砌体
其他耐火砖砌体
1
表面
平整
误差
⑴
炉底砖层表面错牙
2
⑵
炉底炭素料找平层，炉底各砖层和炉底最上层砌筑炉缸墙的地点
2
5
⑶
炉底炭素料找平层和各砖层上表面各点的相对标高差
5
8
2
垂直误差
2
炉腹和炉腰
2.5
3
炉身
3
六、炉腹及其以上部位砌体的允许误差
项次
项目
允许误差（mm）
炭砖砌体
其他耐火砖砌体
1
各砖层上表面平整误差
2
10
2
厚壁炉腰和炉身半径误差
±15
±15
3
径向倾斜度误差
2
5
高炉本体耐火材料砌筑检查验收标准
（工业炉砌筑工程质量验收规范GB 50309–‐2007)
一、炉底砌体的砖缝厚度
项目
砖缝厚度（mm）≤
备注
炭砖砌体
垂直缝
1.5
刚玉莫来石砖立砌时，水平缝为1mm，竖直缝为1mm，环砌时，水平缝为1.2mm，竖直缝为1mm。
水平缝
2
其他耐火砖砌体
垂直缝
2
水平缝
2.5
二、炉缸砌体的砖缝厚度
炉底的每块砖
2
3
次
项目
允许误差（mm）
炭砖砌体
其他耐火砖砌体
1
各砖层上表面平整误差
热风炉耐材理化指标
3、常温耐压强度的检验按照YB/T5072-1985标准进行。
4、热震稳定性的检验按照YB/T376.1-1995进行检验。
5、荷重软化温度的检验按照YB/P5989-1998标准进行。
6、常温抗折强度的检验按照YB/P5123-1993标准进行。
0.152-0.20
0.152-0.20
0.164-0.210
理论体积密度< Kg/ m3>
96/128
96/128
96/128
产品规格<mm>
3600/7200/15000×610/1220×10/20/25/30/40/50
(LYGX—422&:10/20/25/30)
抗拉强度<厚度25mm> Mpa
>2.10
A12O3%
>56
SiO2%
<30
残余线变化%110℃
-0.5-0
残余线变化%1000℃
-0.6-0
残余线变化%1300℃
-0.1-1.0
抗折强度（Mpa）110℃
>2.5
抗折强度（Mpa）1000℃
>5.0
抗折强度（Mpa）1300℃
>9.0
导热系数W/m﹒k 1000℃
0.86
7、尺寸要求（GB/T 2988-2004）
7、粘土砖尺寸要求（YB/T 5050-93）
项目
指标
长度尺寸允许偏差
炉底砖
±2.0
其他砖
±1.0
厚度相对偏差
不大于
±1
扭曲
长度≤345
1
高炉用耐火材料
高炉用耐火材料高炉用耐火材料(refractories for blast furnace)砌筑高炉炉体及有关部位所使用的耐火制品。
高炉是利用鼓入的热风使焦炭燃烧及还原熔炼铁矿石的竖式炉，是在高温和还原气氛下连续进行炼铁的热工设备。
高炉用耐火材料损毁的原因主要是炉料机械磨损、碳素沉积、渣铁侵蚀、碱金属侵蚀和铅锌渗透、热应力和高温荷载等综合因素，其中温度是决定性的因素。
因此，高炉炉体易损部位均设有冷却系统，以提高炉衬的使用寿命。
随着钢铁工业的发展，高炉日趋大型化。
同时，采用了高压炉顶，高风温、富氧鼓风、燃料喷吹和电子计算机控制等新技术以强化冶炼，耐火材料使用条件更为苛刻。
通过采用耐火材料新品种及提高其质量，改进炉体冷却系统以及强化管理，一代高炉炉衬寿命不断延长。
高炉炉体用耐火材料高炉炉体由炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分组成。
炉体附设有风口、出渣口、出铁口、冷却系统及集气管与加料装置等设施。
高炉炉衬按其使用损毁特点可分为上、中、下3段：上段包括炉喉、炉身上部和中部；中段包括炉身下部、炉腰和炉腹；下段为炉缸和炉底。
高炉各部位及其侵蚀情况见图。
炉喉、炉身上部及炉身中部用耐火材料炉喉承受炉料下降时的直接冲击和摩擦，极易磨损，多采用高强度的粘土砖和高密度高铝砖砌筑，并采用铸钢板保护。
炉身上部和中部温度不超过700℃，无炉渣形成和炉渣侵蚀，除承受炉料滑行与冲击以及热烟气所携粉尘的摩擦而导致机械磨损外，主要是铅、锌侵入沉积，使衬砖组织变得脆弱，甚至鼓胀，还有碳素沉积及粘结物的作用，使炉衬开裂和结构松散。
整个炉体中该部位损毁较轻，一般采用氧化铁含量较低的致密粘土砖或高铝砖砌筑。
炉身下部、炉腰和炉腹用耐火材料炉身下部承受炉料下降时的摩擦与炉气上升时粉尘的冲刷作用，该部位温度较高并有大量炉渣形成，碱金属蒸气的侵蚀作用较重，因此炉衬损毁速度较快。
炉腰处温度高，炉渣大量形成，渣蚀严重，碱侵蚀及高温含尘炉气的冲刷均较炉身严重。
耐火材料的主要性能指标
所谓耐火材料，是指能抵抗炉内高温及高温下物理、化学作用的非金属筑炉材料。耐火材料的选择要考虑炉内温度、气氛、熔融材料的成分等。热处理炉用材料的发展方向是，在努力提高其高温性能，尤其是高温强度和高温下抵抗炉膛内气氛与介质侵蚀和冲刷能力的情况下，尽量减小体积密度，延长使用寿命。
1、耐火度
高温化学稳定性是指耐火制品在高温下抵抗金属氧化物、熔盐和炉气侵蚀的能力。它主要取决于耐火制品本身相组成物的化学特点和屋里结构，如气孔率、体积质量等。
4、体积质量
体积质量是指包括全部气孔在内的单位体积耐火制品的重量，其单位为克每立方厘米。
5、热导率、比热容和热膨胀性
热导率表示耐火材料的热导性能，其物理意义为当温度差为1K时，单位时间内通过厚为1M，面积为1㎡耐火制品的热量，单位为瓦[特]每米开[尔文]。
3、热稳定性、体积稳定性和高温化学稳定性
热稳定性是指抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力，有时也称之为耐急冷急热性。其测定是将耐火制品加热到一定温度（850℃）然后用流动的冷水冷却，直至制品破裂而部分剥落的重量为原重量的20%时，所经受的冷热交替次数即为评定热稳定性的指标。
体积稳定性是指耐火制品在一定温度下反复加热、冷却的体积变化百分率。一般允许的残余膨胀或收缩不应超过0.5%-1.0%。
比热容反应耐火材料的储热能力，单位为千焦[耳]每千克摄氏度，其值随温度升高而增大。
热膨胀性常用线性膨胀百分数表示，即耐火材料制品在t℃下的长度Lt与0℃时的长度L0之间值同L0之比的百分数。
耐火度是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能。耐火度大于1580℃的材料才称为耐火材料。耐火度并不代表耐火材料的实际使用温度，因为在高温载荷作用下耐火材料的软化变形温度会降低。耐火度主要取决于耐火材料的化学成分和材料中的易熔杂质（如FeO、Na2O等）的含量。
高炉耐火材料
高炉耐火材料高炉是冶炼铁水的重要设备，而高炉耐火材料则是保证高炉正常运行的关键。
高炉耐火材料是指在高炉内耐受高温、高压和化学侵蚀的材料，其性能直接影响到高炉的冶炼效率和安全稳定运行。
本文将从高炉耐火材料的分类、性能要求、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。
首先，高炉耐火材料主要分为石墨、碳素、非氧化物、氧化物和无机非金属材料等几大类。
其中，石墨和碳素材料具有良好的导热性和抗氧化性，适合用于高炉炉喉和炉身的内衬；非氧化物材料主要包括碳化硅、碳化硼等，具有耐高温、抗侵蚀的特性，适合用于高炉炉缸、炉身和炉底；氧化物材料主要包括铝酸盐、铬酸盐等，具有耐高温、耐侵蚀的特性，适合用于高炉炉缸和炉身的内衬；无机非金属材料主要包括陶瓷、耐火纤维等，具有良好的绝缘性能和抗热震稳定性，适合用于高炉炉墙和炉顶。
其次，高炉耐火材料的性能要求主要包括耐火度、抗渣性、抗热震稳定性、导热性和机械强度等。
耐火度是指材料在高温下的稳定性，一般要求在1500℃以上；抗渣性是指材料在炉渣侵蚀下的稳定性，要求能够耐受炉渣的侵蚀；抗热震稳定性是指材料在温度变化下的稳定性，要求能够耐受温度变化引起的热震；导热性是指材料在高温下的导热性能，要求能够有效传递热量；机械强度是指材料在高温下的机械性能，要求能够承受高温和高压下的力学载荷。
再者，高炉耐火材料主要应用于高炉的炉缸、炉身、炉底、炉喉、炉墙和炉顶等部位。
其中，炉缸和炉身内衬主要采用碳素和非氧化物材料，以耐高温、抗侵蚀为主要性能要求；炉底和炉墙内衬主要采用氧化物和无机非金属材料，以耐高温、耐热震稳定性为主要性能要求；炉喉和炉顶内衬主要采用石墨和碳素材料，以良好的导热性和抗氧化性为主要性能要求。
最后，随着高炉冶炼技术的不断发展，高炉耐火材料也在不断创新和改进。
未来，高炉耐火材料将更加注重环保、节能和耐久性，推动高炉冶炼技术的进步和发展。
综上所述，高炉耐火材料是高炉冶炼过程中不可或缺的重要组成部分，其性能直接关系到高炉的冶炼效率和安全稳定运行。
耐火材料的主要性能指标
耐火材料的主要性能指标耐火材料是一种具有抗高温、抗化学侵蚀、抗热震、机械强度高等特点的特种材料，广泛应用于高温工业领域。
耐火材料的主要性能指标包括抗高温性能、抗化学侵蚀性能、抗热震性能、机械强度等。
首先，抗高温性能是耐火材料最重要的性能指标之一。
耐火材料在高温下保持稳定的物理和化学性质，不发生热膨胀、热腐蚀等现象。
耐火材料的抗高温性能主要由其材料成分和微观结构决定。
常见的耐火材料包括氧化铝、硅质材料、碳化硅、氮化硅等，这些材料具有高熔点、低导热系数和热膨胀系数小等特点，能够在高温下保持稳定的性能。
其次，抗化学侵蚀性能是耐火材料另一个重要的性能指标。
耐火材料主要用于高温环境中，往往会与各种酸碱溶液、金属液体等有机物质发生接触，因此需要具有较好的抗化学侵蚀性能。
耐火材料的抗化学侵蚀性能主要与其化学成分和微观结构有关。
例如，氧化铝具有优异的抗酸碱侵蚀性能，碳化硅和氮化硅则具有较好的抗金属液体侵蚀性能。
此外，耐火材料还需要具有较好的抗氧化性能，以保证在高温下不发生氧化反应。
抗热震性能是指耐火材料在高温条件下快速冷却或受到热冲击时不发生开裂和破坏的能力。
耐火材料在高温下受到热膨胀和热应力的作用，容易产生热震开裂。
因此，耐火材料需要具有较好的热震稳定性和热震韧性。
热震稳定性是指耐火材料在高温下不发生热震开裂的能力，而热震韧性是指耐火材料在受到热冲击时能够承受较大的应力而不发生破坏。
提高耐火材料的热震性能可以通过优化材料的微观结构和添加适量的添加剂来实现。
最后，机械强度是耐火材料的另一个重要性能指标。
耐火材料在使用过程中会受到机械力的作用，如振动、压力等。
因此，耐火材料需要具有较高的机械强度，以保证其在高温和机械载荷共同作用下不发生破坏。
提高耐火材料的机械强度可以通过优化材料的成分和微观结构来实现。
此外，还可以采用增强材料的方法，如添加纤维增强材料、金属网等，来提高耐火材料的机械强度。
综上所述，耐火材料的主要性能指标包括抗高温性能、抗化学侵蚀性能、抗热震性能和机械强度。
高炉用耐火材料的选择与使用
2.5 炉缸炉底用耐火材料
炉缸内衬除受高温作用外，还主要受到渣铁的化学侵 蚀与冲刷，炉底主要以铁水的渗入侵蚀为主。所以炉 缸炉底的侵蚀大多为“蒜头状”或平锅底状侵蚀，还 有在炉缸环砌碳砖中形成环形脆化层，严重时形成环 形断裂。
>残铁层厚度由于炉缸温度高而减少； >可得到更高的出铁温度或较低的铁水含硅量； >更高的炉缸操作温度，有利于休风等的恢复； >更高的炉缸寿命
高导热性的热压炭块方案
该方案由美国UCAR公司提出，已在世 界数百座高炉上实施，也取得了很 大的成功。
UCAR体系包括以下几个环节： a、使用高导热性的热压小碳砖； b、必须有高效良好的冷却系统； c、炉衬整体必须有良好的导热性； d、砖与砖之间要有缝，并用特殊胶泥
高炉耐火材料性能比较
砖种 SiC砖 半石墨砖 碳砖 90~95%Al2O3 60~65%Al2O3 45%Al2O3
抗热震性 优 优 良 中等
中等
差
冷却效率 良 优 良 中等
差
差
抗碱侵蚀 优 中等 中等 良
中等
差
抗铁熔蚀 中等 差 差 良
良
中等
耐FeO侵蚀 良 良 中等 中等
中等
中等
耐磨性 优 差 中等 优
填充；
e、热压小碳砖必须要有低的透气性； f、热压小碳砖要有低的弹性模量； g、要保证使热面温度小于600 ℃
为了解决炉缸部位的异常 侵蚀和环形断裂的问题， 国内有多座高炉在炉缸关 键部分引进热压小碳砖， 由此还派生出使用各类碳 砖加陶瓷材料的复合炉缸 结构。
2.6 综述
每种材料都有优缺点，应该根据其特点综合考虑。
耐火材料性能
耐火材料性能
耐火材料是一类能在高温环境下保持结构完整性和稳定性的材料，其性能直接
影响着工业生产和建筑安全。
耐火材料性能的好坏取决于其耐热性、抗震性、耐磨性等多个方面的指标。
下面我们将就耐火材料的性能进行详细介绍。
首先，耐火材料的耐热性是其最重要的性能之一。
耐火材料需要能够在高温环
境下长时间保持结构的完整性，不发生软化、脆化或烧蚀。
这就要求耐火材料具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温下保持结构的稳定性。
常见的耐火材料有石墨、氧化铝、碳化硅等，它们具有较高的熔点和热稳定性，能够满足高温环境下的使用要求。
其次，耐火材料的抗震性也是其重要性能之一。
在工业生产和建筑领域，设备
和结构常常会受到震动的影响，因此耐火材料需要具有一定的抗震性能，能够在震动环境下保持结构的完整性。
为了提高耐火材料的抗震性能，可以采用纤维增强材料或者添加适量的抗震添加剂来改善其性能。
另外，耐火材料的耐磨性也是需要重点关注的性能指标。
在一些高温高速摩擦
环境下，耐火材料需要具有良好的耐磨性能，能够长时间保持表面的光滑度和完整性。
为了提高耐火材料的耐磨性能，可以采用表面涂层、添加耐磨颗粒等方式来改善其性能。
总的来说，耐火材料的性能对于工业生产和建筑安全具有重要意义。
通过对耐
热性、抗震性、耐磨性等多个方面性能的综合考量和改进，可以有效提高耐火材料的使用性能和寿命，从而保障生产和建筑的安全可靠性。
希望本文对耐火材料性能的介绍能够为相关领域的工作者和研究人员提供一定的参考和帮助。
高炉用耐火材料
3高炉用耐火材料耐火材料行业是为高温技术服务的重要基础行业，与钢铁工业的关系尤为密切。
高温工业尤其是钢铁冶炼技术的新发展，促进了耐火材料工业的技术进步。
耐火材料工业的技术进步又保证了高温工业新技术的实施。
钢铁工业中各种窑炉的稳产、高产、长寿都离不开耐火材料，各种窑炉因用途和使用条件不同，对构成其主体的耐火材料的要求也不同，而不同种类的耐火材料也由于化学物质组成、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。
因此，了解研究工业窑炉用耐火材料，就有必要了解耐火材料的基本性质。
本章在此基础上，重点介绍高炉、热风炉用耐火材料。
3.1耐火材料的基本性质耐火材料是指耐火度不低于1580℃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制品。
它具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性。
3.2高炉炉体用耐火材料高炉是炼铁的主要设备，它具有产量大、生产率高和成本低的优点，这是其它炼铁方法所无法比拟的。
我国某高炉炉体内衬用耐火材料示意图如图3-3所示。
随着世界各国钢铁工业的进步，高炉朝着大型化、高效化和长寿化发展，逐步采用富氧喷煤、高风温操作、高压炉顶等新的冶炼技术。
高炉炉衬工作条件随之发生了重大变化，其使用寿命降低较多，一般只有5～6年。
特别是高炉炉身下部及炉腰、炉腹部位，其使用寿命就更短。
为适应这一发展，高炉用耐火材料也有了较大的变化，长寿命新型、高效耐火材料逐渐被应用，高炉寿命逐步提高。
根据高炉炉衬的操作条件和蚀损的特征，要求耐火材料具有：⑴良好的高温使用性能，在长期高温下热稳定性好。
⑵常温和高温下的强度要高，耐磨性能要好。
⑶致密度高，导热性好，显气孔率低，高温收缩小。
⑷能抵抗高温、高压下的铁水、熔渣、高炉煤气和炉尘的剧烈冲刷和侵蚀。
⑸耐火砖外形尺寸准确，能确保砖缝达到规定的要求。
目前，高炉用耐火材料的品种很多，炉身中上部一般采用性能优异的粘土砖或高铝砖，炉身下部、炉腰及炉腹则用碳质制品、碳化硅砖、莫来石砖、刚玉砖等特种耐火材料，特别是最近发展起来的碳化硅砖，在高炉上的应用获得了成功。
炉衬耐火材料
炉衬耐火材料
炉衬耐火材料是指在高温炉内用于保护炉体结构的耐火材料，它具有耐高温、
抗化学侵蚀、抗热震等特点，广泛应用于冶金、建材、化工等行业的工业炉窑中。
炉衬耐火材料的选择和应用对于炉窑的正常运行和寿命具有重要影响，因此对炉衬耐火材料的了解和选择显得尤为重要。
首先，炉衬耐火材料的种类繁多，根据不同的工业炉窑使用条件和要求，可分
为硅酸盐、碳化硅、氧化铝、氧化镁、碳化镁、氧化锆等多种类型。
每种类型的炉衬耐火材料都有其特定的使用范围和优势，因此在选择时需根据具体情况进行综合考虑。
其次，炉衬耐火材料的性能指标包括耐火度、抗压强度、热震稳定性、导热系数、抗渣性等多个方面。
这些性能指标直接关系到炉衬耐火材料在高温炉内的使用效果和寿命，因此在选择和应用时需要充分考虑这些指标，并根据实际情况进行合理的选择。
另外，炉衬耐火材料的施工和维护也是至关重要的。
在施工过程中，需要严格
按照材料的使用说明进行操作，保证炉衬耐火材料的施工质量和效果。
同时，在使用过程中，需要定期对炉衬耐火材料进行检查和维护，及时发现和处理可能存在的问题，确保炉衬的正常运行。
总的来说，炉衬耐火材料的选择和应用需要综合考虑多个因素，包括使用条件、性能指标、施工维护等方面。
只有在全面了解和考虑的基础上，才能选择合适的炉衬耐火材料，并确保其在高温炉内的正常使用效果和寿命。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。
焦炉用耐火材料及主要性能
焦炉用耐火材料及主要性能硅砖属于酸性耐火材料，具有良好的抗酸性侵蚀能力，它的导热性能好，荷重软化温度高，一般在1620℃以上，仅比其耐火度低70~80℃。
硅砖的导热性随着工作温度的升高而增大，没有残余收缩，在烘炉过程中，硅砖体积随着温度的升高而增大。
所以，硅砖是焦炉上较理想的耐火制品，现代大中型焦炉的重要部位（如燃烧室、斜道和蓄热室）都用硅砖砌筑。
在烘炉过程中，硅砖最大膨胀发生在100~300℃之间，300℃之前的膨胀量约为总膨胀量的70%~75%。
其原因是SiO2在烘炉过程中出现117℃、163℃、180~270℃和573℃四个晶形转化点，其中180~270℃之间，由方石英引起的体积膨胀最大。
决定硅砖热稳定性好坏的关键是真密度，真密度的大小是确定其石英转化的重要标志之一。
硅砖的真密度越小，其石灰转化越完全，在烘炉过程中产生的残余膨胀也就越小。
在硅砖中，鳞石英晶体的真密度最小，线膨胀率小，热稳定性比方石英和石英好，抗渣侵蚀性强，导热性好，荷重软化温度高，是石英中体积最稳定的形态。
烧成较好的硅砖中，鳞石英的含量最高，占50%~80%；方石英次之，只占10%~30%；而石英与玻璃相的含量波动在5%~15%。
当工作温度低于600~700℃时，硅砖的体积变化较大，抗急冷急热的性能较差，热稳定性也不好。
若焦炉长期在这种温度下工作，砌体就很容易破裂破损。
二、粘土砖粘土砖是指Al2O3含量为30%~40%硅酸铝材料的粘土质制品。
粘土砖是用50%的软质粘土和50%硬质粘土熟料，按一定的粒度要求进行配料，经成型、干燥后，在1300~1400℃的高温下烧成。
粘土砖的矿物组成主要是高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）和6%~7%的杂质（钾、钠、钙、钛、铁的氧化物）。
粘土砖的烧成过程，主要是高岭石不断失水分解生成莫来石（3Al2O3·2SiO2）结晶的过程。
粘土砖中的SiO2和Al2O3在烧成过程中与杂质形成共晶低熔点的硅酸盐，包围在莫来石结晶周围。
耐火材料的主要性能指标
耐火材料的主要性能指标第一篇：耐火材料的主要性能指标耐火材料的主要性能指標耐火材料的主要性能指標有：1、耐火度耐火度是耐火材料在高溫下抵抗熔化的性能。
耐火度主要取決於耐火材料的化學成份和材料中的易熔雜質（如FeO、NaO等)的含量。
耐火度並不代表耐火材料的實際使用溫度，因為在高溫負載作用下耐火材料的軟化變形溫度會降低，所以耐火材料的實際允許最高使用溫度比耐火度低。
耐火度一般通過試驗測定。
耐火度大於1580℃的材料方可稱為耐火材料。
2、熱穩定性熱穩定性是指抵抗溫度急劇變化而不破裂或剝落的能力，有時也稱之為耐急冷急熱性。
它的測定是將耐火製品加熱到一定溫度（850℃）然後用流動的冷水冷卻，直至進行到因製品破裂而部分剝落的重量為原重量的20%時，所經受冷熱交替次數即為評定熱穩定性的指標。
3、體積穩定性體積穩定性是指耐火製品在一定溫度下反復加的熱、冷卻的體積變化百分率。
一般在多次高溫作用下，耐火製品內組成相會發生再結晶和進一歩燒結，會產生殘餘的膨脹或收縮現象。
一般允許的殘餘膨脹或收縮不應超過0.5～1.0%。
4、高溫化學穩定性高溫化學穩定性系指耐火製品在高溫下，抗金屬氧化物、熔鹽和爐氣侵蝕的能力。
常用抗渣性來評定，這種性質主要取決於耐火製品本身相組成物的化學特點和物理結構，如氣孔率、體積密度等。
5、高溫結構強度高溫結構強度是指耐火製品在高溫下承受壓力而不發生變形的抗力。
常以負重軟化溫度來評定。
所謂負重軟化溫度是指耐火製品在0.2壓力下，以一定的升溫速度加熱，測出樣品開始變形的溫度和壓縮變形達4%或40%的溫度。
前者的溫度叫負重軟化開始溫度，後者叫負重軟化4%或40%的軟化點。
6、體積密度、氣孔率、透氣性體積密度：是指包括全部氣孔在內的單位耐火製品的重量，其單位為g/cm3。
氣孔率（%）：氣孔率分顯氣孔率和真氣孔率。
顯氣孔率是耐火製品上與大氣相通的孔洞體積與總體積之比。
真氣孔率是指不與大氣相通的孔洞體積與總體積之比。
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高炉耐火材料的性能指标剖析
耐火材料的使用性能是影响高炉寿命很重要的一个因素。
根据高炉炉衬的工作条件确定耐火材料的使用性能指标，对于高炉耐火材料新品种的开发以及长寿高炉的设计和建设都有重要意义。
高炉耐火材料的几项重要性能指标如下：
（1）导热率
高炉耐火材料的导热率，特别是对炉缸、炉底的炭砖而言，是一个非常重要的指标。
高炉炉衬靠冷却壁等冷却设备的冷却加以保护，而冷却设备要充分发挥作用需要炉衬耐火材料有较高的传热能力，因此希望炉缸、炉底炭砖在高温下有较高的导热率，以加强冷却效果，减缓砖衬的侵蚀速度。
众所周知，降低炉衬温度对多种原因引起的炉衬侵蚀都有减缓作用。
例如，炉衬受炉渣侵蚀、铁水渗透和溶蚀的程度都会随炉衬温度的降低而降低；碱金属和锌对炉衬的侵蚀主要发生在800~1000℃，若炉衬温度冷却到800℃以下，碱金属和锌对炉衬的侵蚀就会大大缓解。
不过，高炉有些部位的炉衬则不要求高导热率，如陶瓷杯用砖要求保温性能好、导热率低，炉身上部的砖衬也不要求高导热率等。
（2）抗铁水溶蚀性
高炉炉底多用炭砖砌筑，铁水溶蚀是炭砖被侵蚀的主要原因。
在高炉大修时常会发现，炉底炭砖试样中w(Fe)很高，有的甚至高达40%，且呈网络状分布；炉缸炭砖试样中w(Fe)也达到10%以上，呈弥散的颗粒状分布。
这表明铁水对炉缸、炉底炭砖的溶蚀作用很严重。
降低耐火材料的铁水溶蚀指数，对延长高炉寿命至关重要。
（3）抗碱侵蚀性
烧结矿、焦炭等原料带入高炉的碱金属和锌是引起炉衬侵蚀和破坏的重要因素。
很多高炉炉缸、炉底侧墙炭砖中存在环缝，也与碱金属和锌的侵蚀作用有关。
在一定温度下产生的钾蒸气会渗透到砖衬内部，与硅铝质成分发生反应，生成硅酸钾、钾霞石等化合物。
这些反应过程中伴随有体积膨胀，因而会破坏砖衬，特别是炉身到炉腹常用的硅铝质砖衬。
（4）抗渣侵蚀性
在高炉内的矿石软融区域，初渣开始形成，其基本特点是FeO含量较高，对砖衬有很强的侵蚀性。
炉身下部、炉腰、炉腹和炉缸区域的砖衬都会受到炉渣的侵蚀。
如果用于这些部位的砖衬抗渣侵蚀性不好，就会很快被侵蚀。
以前，我国不少高炉炉身下部用高铝砖或粘土砖砌筑，虽然厚度很大，但一般生产2~3年就被侵蚀殆尽，主要原因就是这些耐火材料的抗炉渣侵蚀性很差。
（5）微气孔指标
高炉耐火材料的微气孔指标主要指小于1微米孔容积率和平均孔径。
铁水侵蚀炭砖时首先侵蚀碳质颗粒周围的基料，渗入炭砖的空隙、裂缝，将炭砖割裂成碎块，使炭砖失去强度。
碱金属、锌的化学侵蚀，CO2和水蒸气的氧化侵蚀等也是气体首先渗入砖衬，在适宜的温度条件下沉积并与砖衬发生化学反应，破坏砖衬。
这就是说，不论是碳质或是硅铝质砖衬，它们在高炉内的侵蚀程度都与其微孔结构有很大关系。
因此，微气孔结构是表征高炉耐火材料抗侵蚀性的重要指标。