热处理炉的炉体材料1耐火材料

热处理炉的炉体材料

1耐火材料

用来建筑炉子的材料统称为筑炉材料，它包括：耐火材料、绝热材料、筑炉砖、地基材料和金属材料等。凡具有能抵抗高温以及在高温下所产生的物理和物理化学作用的材料统称为耐火材料。

耐火材料的基本特性可以通过它的物理性能和工作性能来表示。

耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、吸水率、透气性、耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等。判断耐火材料的使用性能的重要指标有耐火度、荷重软化点、抗渣性、耐极冷极热性、重烧收缩等。

热处理炉对耐火材料的性能的要求：

1）在高温下不发生熔化或软化；

2）在高温使用情况下能承受一定得压力及其他机械负荷面部变形；

3）在高温长期使用情况下应保持一定的体积稳定性；

4）当温度急剧变化时不致破裂和剥落；

5）能抵抗金属及炉气等的化学侵蚀作用；

6）制品必须具备一定得外形尺寸；

7）对于热处理电阻炉来说，还要求在高温下有良好的绝热性能。不致因发热体接触而产生漏电。同时要求在高温下耐火材料与电热体相互间不起化学作用；

8）在不影响强度的情况下，密度应愈小愈好，这样既能减少炉衬耐火砖体的蓄热，又能降低炉子的热传导损失。

各种热处理炉中用得比较普遍的耐火材料有：普通耐火粘土砖、轻质耐火粘土砖、高铝砖、刚玉砖、硅砖、金刚砂制品等数种。

1.粘土砖粘土砖的原料主要是耐火粘土和高岭土，主要的矿物成分是高岭

石（AI

2O

3

·2Si

2

O·H

2

O）。耐火粘土和一般泥土不同的地方是杂质含量少，耐火

度高（大于1580°）。粘土砖的应用范围极广，可用来修砌热处理炉室、燃烧室、烟道、烟囱等以及其他和高温炉气接触的内衬。

2.高铝砖由矿物或含有高氧化铝的人造材料制成，一般制品中的氧化铝

(AI

2O

3

)的含量为45～75%，它的耐火度为1750～1920℃，其耐极冷极热性及抗渣

性亦很良好。高铝砖常被用来砌筑盐浴炉的炉膛和各种电阻炉的电热元件搁板。

3.刚玉砖是属于高铝砖一类的耐火砖，它由矾土刚玉、铁矾土及其他材料以耐火粘土为结合剂用焙烧法制成。通常用作搁置各种电热元件的架板和用在耐火度及强度要求比较高的地方。

4.硅砖是一种含SiO

在93%以上的氧化硅质耐火材料。它是由石英岩粉碎

2

后加石灰乳或其他粘接剂制成的。在评价硅砖的质量时，体积密度、真比重及荷重软化点是三个主要指标。

5.碳化硅质耐火材料是用碳化硅及少量加入物成型烧制而成。碳化硅是用纯石英砂和焦炭，并加入5～10%锯木屑和1～2%食盐混合后在特殊电炉内于2000～2200℃高温下制得的。碳化硅制品当使用温度高于1300℃时易被氧化，并易被碱性炉渣所侵蚀。碳化硅质制品常用于制造耐火板，换热器元件，马弗炉及电炉的高电阻电热体等。

2轻质耐火材料和绝热材料

在热处理炉的热支出项目中，炉墙本身的蓄热和通过炉墙向外散失的热量占有很大的比例。为了减少这方面的热损失，在砌筑热处理炉等热工设备时，常选用一些轻质耐火材料和绝热材料。轻质耐火材料和绝热材料的特点是体积密度小，气孔率大，因而它本身所积蓄的热量和通过它向四周扩散的热量就大为减少。提高了炉温并降低了燃料的消耗量，同时还可以降低车间的温度改善劳动条件。

目前采用三种方法制造轻质耐火材料：

1）烧掉加入物法：生产轻质粘土砖时，配料中约含35%耐火粘土，20%熟料，此外并有45%木屑、无烟煤末或焦炭等加入物。成型后在氧化气氛中烧成。在烧成过程中这些加入物被烧掉，在砖内造成大量孔隙，这样就制成了体积密度较小的轻质耐火材料。制造轻质硅砖和高铝砖的方法于此类似。

2）泡沫法：用松香，苛性钠制成松香皂，加水后制成泡沫乳剂，将此泡沫液加入到熟料和粘土及5%锯末屑制成的泥浆中，搅拌均匀制成泡沫砖料。为了使泡沫稳定，可使用少量铝钾明矾溶液。把这些砖料铸入铁模中成型，干燥后取出在窑中进行烧制。

3）化学法：向由熟料和粘土配成的砖料中加入少量白云石或石灰石。白云石或石灰石用稀硫酸溶液处理时放出CO2,处理后泥料立即进行浇注，因而砖料

激烈胀大。为使胀大后的砖坯体积稳定，可向砖料中加入矾土水泥，石膏等，以使砖料胀大后随即硬化。

上述轻质耐火砖可以用作高温绝热材料。当温度低于900℃时，所用的绝热材料有：石棉、硅藻土、矿渣棉和蛭石等。它们都是一些含有很多细小气孔的材料，气孔愈多，愈小则其导热系数也就愈低。各种绝热材料既可以作为散料直接使用，也可以加水调成胶泥涂抹使用或制成绝热砖或隔热板使用。

在选用绝热材料时应考虑到它的最高使用温度，超过规定温度后绝热材料就会丧失强度或破裂。