钢铁冶金用耐火材料8
耐火材料有哪些种类
耐火材料有哪些种类
耐火材料是一种能够在高温环境下保持其结构和性能的材料，通常用于建筑、
冶金、化工等行业。
根据其材料组成和性能特点，耐火材料可以分为多种类型。
下面将介绍一些常见的耐火材料种类。
首先，常见的耐火材料之一是硅酸盐类耐火材料。
硅酸盐类耐火材料是指以硅
酸盐为主要原料，经过成型、干燥和烧结等工艺制成的耐火制品。
硅酸盐类耐火材料具有优良的耐高温性能和抗化学侵蚀能力，常用于炉窑、玻璃窑等高温设备的内衬和砌筑。
其次，铝酸盐类耐火材料也是常见的一类耐火材料。
铝酸盐类耐火材料主要由
氧化铝和硅酸盐等原料制成，具有良好的耐火性能和抗热震性能。
铝酸盐类耐火材料常用于冶金炉、电炉、钢铁炉等高温设备的内衬和砌筑，能够有效保护设备不受高温和化学侵蚀的影响。
另外，碳化硅类耐火材料也是一种重要的耐火材料种类。
碳化硅类耐火材料具
有高强度、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，常用于铸铁炉、铝电解槽、耐火陶瓷窑等设备的内衬和砌筑，能够有效延长设备的使用寿命。
此外，氮化硅类耐火材料也是耐火材料的重要组成部分。
氮化硅类耐火材料具
有优异的耐高温性能和抗热震性能，常用于铝电解槽、炉窑内衬等高温设备的制造，能够有效提高设备的使用温度和使用寿命。
最后，还有一些特种耐火材料，如氧化铝纤维、氧化铝板、氧化铝球等，它们
具有轻质、隔热、隔音等特点，常用于隔热保温、消声降噪等领域。
总的来说，耐火材料种类繁多，每种耐火材料都具有独特的性能特点和适用范围。
在实际应用中，应根据具体的工作条件和要求选择合适的耐火材料，以确保设备的正常运行和安全生产。
钢铁冶金原理第八章 夹杂物对钢性能的影响
第八章 夹杂物对钢性能的影响
(p610)
8.1 夹杂物的来源
（1）原材料 钢铁料、合金、矿石等 （2）冶金和浇铸过程中的反应产物 炉内冶炼、浇铸产生 （3）耐火材料侵蚀物 耐火材料中的Mg、Si、Ca、Al、Fe的氧化物 （4）乳化渣滴夹杂物
8.2 夹杂物对钢性能的影响
8.2.1 对钢力学性能的影响
（1）强度 抗拉强度、屈服强度影响不大，对强度的影响与粒度有关。 ＞1微米时，影响强度。 （2）塑性 使钢材塑性，特别是横向塑性下降。 （3）冲击韧性 导致钢材断裂（严重时） （4）疲劳性能 凡是引起局部应力集中的因素如夹杂物、微裂纹等使疲劳寿命下 降。
8.2.2 夹杂物对钢工艺性能的影响 （1）对钢铸造性能
（2）对钢加工性能 （3）对
改变形状、大小、性能的处理方法
8.4 夹杂物的去除
8.4.1 氧化物夹杂去除 （1）最大限度地减少外来夹杂（卷渣、耐火材料） （2）有效控制内生夹杂（脱氧）
（3）防止钢液二次氧化 控制好出钢温度 掌握正确出钢操作 保护浇铸
8.4.2 硫化物夹杂去除
硫化物夹杂的多少取决于[S]含量，[S]含量下降，硫化夹 杂相应减少。 改变硫化物夹杂形态： FeS、MnS呈细长条状，则横向塑、韧性下降。 加入Ti、Ca、Zr、RE等与S亲和力大于Fe、Mn ，生成TiS、 CaS、ZrS、ReS等球状硫化物，热加工过程中不变形，在 不降低[S]含量的条件下，改善力学性能。 变质处理：改变钢中硫化物夹杂形态的做法。 变质剂：能改变钢中硫化物夹杂形态的添加元素。
有色金属火法冶炼用耐火材料及其发展
含Ｃｒ，Ｏ，耐火材料具有很多独特的 优良性质，但含铬耐火材料在氧化气氛 与强碱物质如Ｎａ。Ｏ、ｋＯ、ＣａＯ大量存 在条件下，会从三价铬转变为六价铬。 六价铬化合物易溶于水，Ｃｒ０，可以气相 存在，属剧毒物质，对人体有害，严重 污染环境。为降低与消除六价铬的危 害，需要开展以下研究：
万方数据
普通镁铬砖好。 ｛３）共烧结镁铬砖：砖的颗粒与细
粉皆由合成共烧结镁铬科构成。杂质含 量低，在１ ７５０℃以上烧成。砖的显微 结构也是耐火物晶粒之间多呈直接接 触其化学成分、尖晶石分布皆均匀。因 此这种砖的抗侵蚀性等都甚好。
（４）电熔（熔粒）再结合镁铬砖：砖 的颗粒与细粉皆由电溶镁铬料构成，在 高温下烧成。这种砖在耐磨、抗冲刷性方 面甚好，但抗热震性不如共烧结镁铬砖。
耐火材料中加入ＣＬＱ，能减轻结构 剥落。因为ＣＬｑ可与许多氧化物形成固 溶体、高熔点化合物或熔化温度高的低 共熔物，此外Ｃｒ＇ｑ还能大大提高熔渣的 粘度１８ｌ。ＺｒＯ，也有类似的特性，且加入 ＺｒＯ，还能提高耐火材料的抗热震性。
综上所述，有色重金属冶炼炉炉衬 不适宜用含碳、含ＣａＯ或ＳｉＯ，高的耐火 材料。较为适宜的是含Ｃｒ，Ｏ，与含ＺｒＯ， 的耐火材料。但ＺｒＯ。价格昂贵，因此， 最常用的还是镁铬耐火材料。
一些有色重金属冶炼炉的关键部位 所用镁铬砖的理化性能示于表１。
（四）铜、镍冶炼炉用耐火材料及 发展动向
炼镍与炼铜极为相似。仅在以下方 面有差异：炼铜转炉的产品为精铜。而 炼镍转炉的产品为高冰镍（含镍高的镍 锍ｌ铜电解精炼用的是铜阳极板，而镍 电解精炼用的Ｎｉ，Ｓ，阳极板。
１．闪速熔炼炉‘１·１０ｌ 图４示出了芬兰奥托昆普闪速炉。 反应塔上部氧压较高，温度较低，塔 壁形成了Ｆ岛Ｑ保护层，采用直接结合镁 铬砖砌筑。塔的下部端墙与侧墙以及沉 淀池渣线部位侧墙，由于所处温度高并 经受高温熔体的冲刷，熔渣和锍的渗透 与侵蚀，环境恶劣；因此这些部位都砌的 熔铸镁铬砖并安装有水冷铜套。熔铸镁 铬砖的理化性能示于表１。熔铸镁铬砖生 成难度大，生产率很低，成本高，近年来 已被熔粒再结合镁铬砖所代替。 塔顶为球形拱顶或吊挂平顶。采 用直接结合镁铬砖。为避免Ｆｅ，Ｏ。在 熔池底部析出，炉底隔热要好。 诺兰达炉或白银炉等关键部位都是 用半再结合镁铬砖或电熔再结合镁铬砖。 ２．澳斯熔炼炉与艾萨熔炼炉 澳斯熔炼与艾萨熔炼法都拥有顶部 喷吹浸没式喷枪技术。两种熔炼炉只是 在炉体结构与燃料补充上有些差异。两 种炉体下部外壳与耐火材料之间安装有
冶金耐火材料
耐火度/℃ 1720~1740
荷重软化开始温 度/℃ 1660
真密度/gcm-3 2.34~2.373
CaO 0.3~0.5
石英 约 10
气孔率/％ 耐压强度/MPa
＜13~14
＞16.66
按照耐火材料的化学组成将其中的成分分为 主成分、杂质成分和添加剂。
1 主成分
主成分通常是耐火材料中一种或几种高熔点的耐火氧化物或非氧化物。 它是耐火制品的主体，直接决定耐火制品性能。它的性质和数量对耐 火材料的性能起决定作用。
成型的方式有半干法成型、浇注成型、振动成型、热压 成型、电熔铸法、等静压法等。
五 干燥
通常，经过成型后的砖坯含水率都在3.5%以上， 强度比较低，必须经过干燥，降低水分含量，提 高强度，以便运输装窑和烧成。常用的干燥设备 有隧道干燥器。
六 装窑
七 烧成（生坯→制品）
隧道窑
烧结：物料经高温作用，变成具有一定强度和 气孔率很低，甚至无气孔的致密石状物的工艺 过程。
正确合理选用耐火材料是窑炉正常运转的重要保证。 耐火材料不仅要求在高温下不损坏，而且应该隔热，同时还 要具有不同的特殊性能:强度、热稳定性、耐侵蚀、抗磨损， （保温、传热、热交换、发热体） 。
耐火材料对节约能源有非常重要的意义。合理选用耐火材 料，不仅可以提高热处理过程中的热效率，还可以减少能 源的消耗。
耐火材料按照其主成分有可分为三类：
酸性耐火材料：硅质，半硅质，粘土质；中性耐火材料：高铝质、碳 质、铬质（中性偏碱）；碱性耐火材料：含MgO，CaO等→镁质和 白云石质，镁铬系和镁橄榄石系及尖晶石系。
按照主成分对耐火材料进行划分的意义在于：可以了解耐火材料的化 学性质，判断在使用过程中它们之间以及耐火材料与接触物之间有无 化学作用。
有色冶金炉用耐火材料的现状与发展
C over Report封面报道有色冶金炉用耐火材料的现状与发展王新虎，杨艳龙，吕文英摘要：由于金属熔炼的主要设施是金属冶炼炉窑，因此对金属熔炼行业科学技术进步以及对防火性能材料品种、材质的要求，应该是耐火材料行业对金属冶炼炉窑提高寿命和质量最大的目标。
本文对铜、铅、锌等金属公司冶炼炉窑的情况以及使用耐火材料的特点加以说明。
关键词：有色冶金炉；耐火材料；现状；发展防火建筑材料应用于钢材、金属、玻璃、水泥、瓷器、油田化学、机械设备、锅炉以及轻工、发电、军事等各个产业中，是保障这些产业生产运转和重大科技建设需要的重要基础物质，尤其在高温工业领域中起着难以替代的关键作用。
耐火金属材料的特点在有色冶炼应用上能否得到充分发展，关键取决于其构造方式及应用环境的特点。
只有符合操作方式的构造体，能够适应操作环境，才能发挥耐火金属材料的全部作用。
1 常见的耐火材料1.1 硅石耐火材料硅石耐火材料以SiO2为主要元素，其中SiO2含量不低于93%。
这种防火建筑材料可以是定形或不定形。
该材料具备导热性好、荷载软化点高和抗酸性水渣冲刷性能较好的特性。
然而其抗热震性能较差。
因此，该材料常用于焦炉、玻璃熔炉、酸式炼铁炉以及一些热工仪器的构造上。
1.2 铝硅酸盐耐火材料铝硅酸盐耐火材料的主要元素是Al2O3和SiO2。
根据Al2O3在防火建筑材料中的含量不同，该材料可分为半硅质、黏土质和高铝质三种。
该耐火材料具有质轻、热稳定性良好和保温性能较好的优点。
然而其变形温度通常小于1400℃。
1.3 镁质耐火材料镁质耐火建筑材料是以方镁石为晶相，MgO质量分数超过80%的耐火材料。
由于受到原材料成分的限制，镁质耐火材料的主要成分为MgO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、Cr2O3等。
MgO的熔点高达2800℃，而镁质耐火材料的耐火性可以达到2000℃以上，因此镁质材料具有优异的耐热特性。
铝质耐火材料分为铝砖、镁橄榄石质耐火建材、镁硅尖晶石质耐火建材、铝铬质防火建材和白玉石质耐火建材。
钢铁冶金用耐火材料-炼钢篇
炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• LF（V）炉衬损毁因素：
（1）化学反应与熔蚀； 渣与砖反应，颗粒边缘形成不稳定矿相：C2S、 C3MS2、CMS、C2AS等
（2）高温真空下的挥发作用； 不同耐火材料的挥发速度：电熔镁铬质>镁质>锆英石>石灰质>白云石
（3）溶渣的侵蚀； 溶渣沿着砖基质部分的贯通气孔渗透至砖的内部，产生了变质层，易剥落
形式加入，颗粒用烧结氧化铝，性能见下表
33
炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• 炉壁用耐火材料
厂家 江苏沙钢 润忠钢厂 南京钢厂
无锡市 钢铁厂 无锡锡兴钢铁 有限公司 上钢五厂
精炼炉容量 90t
包壁 镁铝碳砖
包底
渣线
镁铝碳砖 MT14A镁碳砖
75t
镁铝碳砖 镁铝碳砖 MT14A镁碳砖
40t
铝镁碳砖 镁铝碳砖 MT14B镁碳砖
材料
渣线
镁碳砖 铝镁碳砖
包壁
包底
低碳镁碳砖（C％＝5～14） 铝镁碳砖 铝镁不烧砖（无碳砖） 铝镁浇注料
铝镁碳砖 铝镁浇注料 刚玉尖晶石浇注料
包底用耐火材料
水口座砖 透气砖 透气座砖 引流沙（铬矿＋硅石）
浇注料 种类 高档
中档
低档
主原料
辅助原料
板状刚玉＋尖 晶石
电熔镁砂＋尖 晶石
矾土＋烧结镁 砂
α-Al2O3 — —
刚玉质浇注料加水量5.5％，天津钢管公司使用寿命平均103炉。
12
1.炉盖耐火材料
炼钢用耐火材料
提高浇注料质量的措施：
1.选用纯度高、杂质少、高温体积稳定的原料 2.控制CaO含量，尽量减少水泥用量 3.添加适量Al2O3以提高中温强度 4.加入适量软质粘土作烧结剂，促进液相生成和烧结作用形成陶瓷结合 5.加入蓝晶石、硅线石，使其在高温下产生膨胀效应 6.加入耐热不锈钢纤维提高热稳定性增强韧性 7.加入适量防爆剂（有机纤维），以利于排出水汽和改善烘烤质量
冶金设备用耐火材料
样 采用 镁 铬 砖 。对 于 炉底 的 捣 打 、烧 结 炉 底 和
喷补 来 说 ，所 用 材 料 与炼 钢 电 弧 炉 相 同 。为 了降 低 每 冶 炼 Ｉ 钢用 镁 砂 的单 位 消 耗 ，可 以通 过 采 用 ｔ 由某 些 进 口厂 商 推 荐 的新 型 不定 形 料 来 捣 打 炉 底 和进 行 热 修 。在 俄 罗 斯 某 些 工 厂 中 采 用 此 类 料 进 行 了试 验 ．试 验 结 果 表 明镁 砂 的 单 位 消 耗 量 显 著 降低 ，并 延 长 了修 理 间 隔期 。为 了强 化平 炉 冶炼 ，
材 料 选择 方 面发 生 了显 著 的变 化 。 在 转 炉 运 转 期 间对 炉 衬 广 泛 采 用 综 合 式 维 护 方 法 ，除 了喷 吹 炉 渣实 施 挂渣 层 之外 ，还 采 用喷 补 和烧 结 补 炉方 法 。
透 气砖 ，也 可 以采用 多 孔 结构 体 进 行喷 吹气 体 。
— —
通 常 就 是 对 现有 炼 钢设 备 实 施 现 代 化 ，以使 冶炼
过 程 达 到高 效 化 。 完 成 此 种 改 革 ，就 意 味 着 要 缩 短 冶 炼 时 间 、 缩 短 检修 时 间 、使 用 以 前 未 曾 采 用 过 的材 料 和制 品 、推广 炉 衬 维 护 措 施 等 等 。 由于 冶 金 炉 用 耐 火 材料 的使 用 条 件 较 为苛 刻 ，为 此 需 要 采 用 新 型材
电炉 炼 钢 生 产 比例 在 提 高 。所 以 近 年 来 不 再 开 发 平 炉 用 耐 火 材 料 。对 于平 炉 炉衬 来 说 ，仍 和 先 前
一
炉 底 炉 衬 的工 作 层 通 常 由烧 结 镁 砂 制 成
钢铁冶金用新型耐火材料
钢铁冶金用新型耐火材料
秦刚刚;康建红;等
【期刊名称】《山西建材》
【年(卷),期】2000(000)004
【摘要】根据近年来冶炼工艺的发展趋势，阐述了当前钢铁冶金工艺中耐火材料的应用情况，对不定形耐火材料的发展和应用，也作了较详细的说明。
【总页数】3页(P28-30)
【作者】秦刚刚;康建红;等
【作者单位】太原钢铁集团有限公司耐火材料公司，山西太原030009;山西省建筑材料工业学校，山西太原030006
【正文语种】中文
【中图分类】TF065.1
【相关文献】
1.敢为人先引领新型耐火材料新航程——记武汉科技大学高工、巩义市第五耐火材料总厂总工程师林彬荫 [J], 运怡兵
2.新型耐火材料发展现状第十四届中国国际水泥技术及装备展览会耐火材料专题综述 [J], 魏瀚;王杰曾
3.钢铁冶金工艺新进展及其耐火材料问题 [J], 宋慎泰
4.钢铁冶金用新型耐火材料 [J], 刘翠琴
5.中国硅酸盐学会科普工作委员会关于举办“新型干法水泥窑用耐火材料应用配套设计生产技术讲座”暨“第三期全国耐火材料高级技术人员研修班”的通知 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第8章 耐火材料在钢铁工业中的应用
浇注件，以形成“陶瓷杯”。
上一内容
下一内容
回主目录
返回
11:00
在陶瓷杯的背面（或下面）再垫以碳砖或微孔碳砖，两者厚度比为1:
(2~2.5)。风口一般用氮化硅结合或自结合碳化硅砖，出铁口和除渣口等部 位用硅线石砖。 新开发的微孔碳砖、半石墨砖及石墨砖与传统的加入氧化物的碳砖相比， 抗渗透性、抗铁、碱及炉渣侵蚀性以及导热性能等均有明显的改进，高炉
上一内容 下一内容
美 国
Sialon >77 Si3N4 75 25 2.60 16 198 38 42 0.41 17.5 返回 Sialon 75
Si3N4 71 21～23 2.72 15 204 52 57 0.45 23
>20
2.70 15 220 53 50 0.51 16
>20
2.70 15 213 47 48 0.51 17 11:00
上世纪80年代以来大型高炉采用的铁沟料已从捣打料发展成浇注料其主要材质为电熔刚玉碳化硅少量金属硅与金属铝粉以及适量的外加剂等原料配制再辅以超细粉使其具有较高密度通铁量已达年代以来大型高炉采用的铁沟料已从捣打料发展成浇注料其主要材质为电熔刚玉碳化硅少量金属硅与金属铝粉以及适量的外加剂等原料配制再辅以超细粉使其具有较高密度通铁量已达50100万t
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，碱金属蒸汽的侵蚀作用较重，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，碱侵蚀及高温含尘烟气的冲 刷均较炉身严重。
炉腹部位的温度较炉腰高，其下部炉料温度约为1600～1650℃，气流的
温度更高，低粘度的熔渣大量形成，不但渣蚀严重，同时仍然承受焦炭的摩 擦以及由上而下的熔体及炙热气流的冲刷，该部位炉衬的损毁最为严重。
钢铁耐火材料
钢铁耐火材料钢铁耐火材料是一种能够在高温环境下保持稳定性和耐久性的材料，通常用于制造高温工业设备和建筑结构。
这些材料具有优异的耐火性能，能够抵御高温、热震和化学侵蚀，因此在冶金、建筑、化工等领域得到广泛应用。
首先，钢铁耐火材料的主要成分包括氧化铝、硅酸盐、碳化硅等。
这些材料具有高熔点、良好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温环境下保持结构完整性和性能稳定性。
此外，钢铁耐火材料还具有良好的导热性和隔热性能，能够有效地抵御高温热量的传导和辐射，保护设备和结构不受热损伤。
其次，钢铁耐火材料的制备工艺包括原料配比、混合、成型、烧结等多个环节。
在原料配比阶段，需要根据具体工程要求和使用条件确定材料的成分和比例，以保证材料具有所需的耐火性能和耐久性。
在混合和成型过程中，需要保证原料充分混合均匀，并通过压制或浇铸等方式形成具有一定形状和尺寸的坯体。
最后，在烧结过程中，需要控制好烧结温度和时间，以确保材料达到理想的致密度和结晶结构，从而保证材料具有优异的耐火性能和机械强度。
钢铁耐火材料的应用领域非常广泛，主要包括冶金工业、建筑工程、化工设备等。
在冶金工业中，钢铁耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等冶炼设备的内衬和炉墙，能够承受高温熔融金属的侵蚀和冲击，保护设备不受损坏。
在建筑工程中，钢铁耐火材料主要用于高温窑炉、炉膛、烟囱等建筑结构的内衬和保温层，能够抵御高温热量的侵蚀和传导，延长建筑物的使用寿命。
在化工设备中，钢铁耐火材料主要用于高温反应器、管道、储罐等设备的内衬和保温层，能够抵御高温腐蚀和化学侵蚀，保证设备的安全运行。
总之，钢铁耐火材料是一种具有优异耐火性能和耐久性的材料，广泛应用于冶金、建筑、化工等领域。
通过合理的配比、制备工艺和应用设计，能够充分发挥其优异的性能，保护设备和结构不受高温、热震和化学侵蚀的影响，确保工业生产和建筑工程的安全运行。
钢包壁工作衬用耐火材料
火 材 料则 具 有 较 低 的抗 渣性 （ 别 是 抗 转 炉 渣 ） 特 。
无层 状结 构 ，因而采 用铝 镁碳 质耐火 材 料砌 筑 的工
・
２ ・ ２
Ｒ ＲＡ ０Ｒ ＥＳ ＆ Ｌ ＭＥ ＥＦ ＣＴ Ｉ Ｉ
０ ｔ２ １ ｃ． ０ Ｏ
Ｖｏ － ５ Ｎｏ ５ ｌ ３ ．
作 衬呈 整体式 结构 。在转 炉 、电炉及平 炉炼 钢生 产
中多次 观察到 采用铝 镁碳 质耐火 材料砌 筑不 同容 量
关 键 词 ：钢包 ；工作衬 ；镁砂 ；石 墨 ；铝土矿 ；刚玉
中图分 类 号 ：Ｔ １５ Ｑ ７． ７
文献 标识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１７—７２（ＯＯ ５０２－ ２ ６３ ７９ ２ Ｌ）０－ ０ １０
１ 钢 包 壁 用 氧 化 物 碳 质 耐 火 材 料
镁碳 质耐 火材料 、铝 镁碳 质耐 火材料 和 方镁 石
因而 导致铝 土矿 的价格 大 幅度攀 升 ，而且 对此 类矿 物 的出 口量 进行 了控制 。
作经验 ，在 本文 中从工 艺 、使用 性能及 组 织结 构角 度对镁 碳质 及铝 镁碳质 耐火 材料 做 了简要 的对 比分
析 ，并 在选 择耐火 材料 类 型方面 提 出了若 干建议 。 在 俄 罗斯 的 ３ ｌ家 冶金 企 业 中近 年 来 在钢 包 内
火材 料 的包 衬 在使用 过程 中不存 在 “ 卵石 ”状 损 鹅
毁现 象 （ 图 １ 。 见 ）
从 照 片上 （ 图 １ ）可 见 ， 由于 最 佳 的 热 见 ，ｂ
物理 性能 、正确 地选 择耐 火材 料 的化学 成分 、砖 中
钢 包 壁 中 采用 镁 碳 质 耐 火 材 料 ，另 外 ３ ％的企 业 ８
有关耐火材料的种类及用途
耐火材料的种类及用途导读：耐火材料品种繁多，用途广泛，其分类方法多种多样。
常用的有以下几种。
步骤/方法耐火材料按化学矿物组成可以分为8类：1、硅质材料。
2、硅酸铝质材料。
3、镁质材料。
4...耐火材料品种繁多，用途广泛，其分类方法多种多样。
常用的有以下几种。
耐火材料按化学矿物组成可以分为8类：1、硅质材料。
2、硅酸铝质材料。
3、镁质材料。
4、白云石质材料。
5、鉻质材料。
6、炭质材料。
7、锆质材料。
8、特种耐火材料。
1.耐火材料按化学特性可以分为3类：1、酸性耐火材料。
2、中性耐火材料。
3、碱性耐火材料。
2.耐火材料按耐火度可以分为3类：1、普通耐火材料，耐火度为1580-1770度。
2、高级耐火材料，耐火度为1770-2000度。
3、特级耐火材料，耐火度高于2000度。
3.耐火材料按成型工艺分类可以分为7类：1、天然岩石加工成型。
2、压制成型耐火材料。
3、浇注成型耐火材料。
4、可塑成型耐火材料。
5、捣打成型耐火材料。
6、喷射成型耐火材料。
7、挤出成型耐火材料。
4.耐火材料按热处理方式可以分为4类：1、烧成砖。
2、不烧砖。
3、不定型耐火材料。
4、熔融（铸）制品。
5.耐火材料按形状和尺寸可以分为5类：1、标型制品。
2、普型制品。
3、异性制品。
4、特型制品。
5、其他，如坩埚、皿、管等。
6.耐火材料按用途可以分为：1、钢铁行业用耐火材料。
2、有色金属行业用耐火材料。
3、石化行业耐火材料。
4、硅酸盐行业（玻璃窑、水泥窑、陶瓷窑等）用耐火材料。
5、电力行业（发电锅炉）用耐火材料。
6、废物焚烧熔融炉用耐火材料。
7、其他行业用耐火材料。
……耐火材料品种繁多，用途广泛，其分类方法多种多样。
常用的有以下几种。
1.耐火材料按化学矿物组成可以分为8类：1、硅质材料。
2、硅酸铝质材料。
3、镁质材料。
4、白云石质材料。
5、鉻质材料。
6、炭质材料。
7、锆质材料。
8、特种耐火材料。
2.耐火材料按化学特性可以分为3类：1、酸性耐火材料。
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。
耐火材料用途
耐火材料用途
耐火材料是一种具有耐高温性能的特种材料，广泛应用于各个领域。
其主要用途有以下几点：
1. 建筑领域：耐火材料被广泛用于建筑物的防火、隔热和耐火材料制品，如耐火砖、耐火涂料等。
它们可以有效阻止火灾蔓延，保护建筑物的结构和人员的安全。
2. 冶金领域：在冶金工业中，耐火材料被用于高温炉、升降炉、转炉等设备的内衬，能够承受高温和化学腐蚀的侵蚀，保证工业生产的稳定和安全。
3. 石化领域：耐火材料在石油、天然气加工等石化领域中，被用于催化裂化装置、炼油装置、高温炉等各种设备的内衬，能够承受高温、高压和有毒气体的侵蚀，保证设备的正常运行。
4. 电力领域：耐火材料在电力行业中被广泛应用于电炉、锅炉、烟囱等设备的内衬，能够有效阻隔高温和化学物质的侵蚀，保证设备的安全和长期稳定运行。
5. 化学领域：耐火材料被广泛用于化学工业中的各种反应器、管道和容器等设备的内衬，能够承受高温和腐蚀性物质的侵蚀，保证工艺流程的正常进行。
6. 航空航天领域：耐火材料在航空航天领域中被用于航空发动机、火箭发动机的燃烧室和喷嘴等部件，能够承受极高的温度和压力，保证飞行器的安全和可靠性。
7. 钢铁冶炼领域：耐火材料被广泛应用于钢铁冶炼中的高炉、转炉和电炉等设备的内衬，能够承受高温和化学腐蚀的侵蚀，保证冶炼过程的顺利进行。
8. 陶瓷工业：耐火材料在陶瓷工业中被用于窑炉、砖瓦等产品的制造中，能够承受高温和化学腐蚀的侵蚀，保证产品的质量和生产效率。
总之，耐火材料在各个领域中都有着重要的应用，能够在极端环境下保持稳定性能，起到很好的保护作用。
随着科技的发展和需求的增长，对耐火材料的需求也将不断扩大。
耐火材料的作用和性能
耐火材料的作用和性能耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，而耐火材料广泛用于冶金、化工等工业领域，那么你对耐火材料了解多少呢?以下是由店铺整理关于耐火材料的作用和性能内容，希望大家喜欢!耐火材料的作用耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。
自2001年以来，在钢铁、有色、石化、建材等高温工业高速发展的强力拉动下，耐火材料行业保持着良好的增长态势，已成为世界耐火材料的生产和出口大国。
2011年中国耐火材料产量约占全球的65%，产销量稳居世界耐火材料第一。
2001-2010年耐火原料及制品产量稳步增长，其中“十五”末约为2001年的2倍;2010年全国耐火制品产量达2808.06万吨，约为“十五”末的3倍。
截止2011年，中国耐火材料行业共有规模以上企业1917家，从业人员超过30多万人，实现销售收入3376.79亿元，实现产品销售利润477.37亿元。
但是，由于无序开采、加工技术水平不高，资源综合利用水平较低，浪费较为严重，上述矿产资源、特别是高品位耐火原料资源已越来越少，节约资源、综合利用资源已是当务之急。
宋桢雨认为，耐火材料行业必须引导原料矿山组织科学开采，对资源进行优化综合利用，特别是不同品位矿藏的均化处理，杜绝滥采乱挖，逐步促进资源的更合理利用，使有限的资源发挥最大限度的作用，实现可持续发展。
耐火材料行业发展与国内矿产资源的保有量休戚相关。
铝矾土、菱镁矿和石墨是三大耐火原料。
而中国是世界三大铝土矿出口国之一，菱镁矿储量世界第一，还是石墨出口大国，丰富的资源支撑着中国耐火材料度过了高速发展的十年。
与此同时，中国耐火材料企业众多，企业规模、工艺技术、控制技术、装备水平参差不齐，先进的生产方式与落后的生产方式共存。
行业整体清洁生产水平不高，节能减排任务艰巨。
- 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)。
采 矿
选矿
烧结
炼铁
炼焦
转炉炼钢
炉外精炼
喂丝 VD真空脱气 真空脱气 RH真空处理 真空处理
连铸
轧钢
2
耐火材料在钢铁冶金中的应用
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
• 1 焦炉使用寿命 年的目标可以实现（只是从技术角度而 焦炉使用寿命40年的目标可以实现（ 言）。 • 2 一座高炉一般要配备 ～4座热风炉、热风炉的寿命应该 一座高炉一般要配备3～ 座热风炉 座热风炉、 是高炉寿命的两倍、高炉长寿预期20年 是高炉寿命的两倍、高炉长寿预期 年、热风炉寿命预期 应该是40年 应该是 年。 • 3 热风炉预期的寿命 年、高炉寿命是 年。目前差距很 热风炉预期的寿命40年 高炉寿命是20年 大（只是从技术角度而言）。 只是从技术角度而言）。
• 中国高炉用耐火材料技术路线： 中国高炉用耐火材料技术路线：
1、 二十世纪八十年代随着宝钢全面建设开展。所有材料均来自日本 、 二十世纪八十年代随着宝钢全面建设开展。 。 2、 二十世纪九十年代宝钢高炉大修时逐步采用欧洲的技术路线：即 、 二十世纪九十年代宝钢高炉大修时逐步采用欧洲的技术路线： 强调耐火材料也非常重视水冷技术。 强调耐火材料也非常重视水冷技术。 3、 日本高炉用耐火材料也在改进，但步伐不大，至今仍很少用 、 日本高炉用耐火材料也在改进，但步伐不大， Sialon系统材料，但非常重视水冷技术。高炉寿命很长—超过 年。 系统材料，但非常重视水冷技术。高炉寿命很长 超过 超过20年 系统材料
9
耐火材料在钢铁冶金中的应用
我国高炉长寿发展历程
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院 • 宝钢高炉本体用耐火材料历程对中国大型高炉用耐火材 料发展具有重要意义 • 宝钢初期耐火材料全部是日本体系。我们通过引进—消 宝钢初期耐火材料全部是日本体系。我们通过引进 消 吸收—国产化的历程 化—吸收 国产化的历程、实现一次跨越。 吸收 国产化的历程、实现一次跨越。 • 从日本模式转变到欧洲模式、材质也出现重大变化、走 从日本模式转变到欧洲模式、材质也出现重大变化、 向赛隆结合碳化硅和赛隆结合刚玉体系。 向赛隆结合碳化硅和赛隆结合刚玉体系。
12
选用耐火材料：铝炭砖、碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭-碳化硅砖等。 选用耐火材料：铝炭砖、碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭-碳化硅砖等。
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.3 炉腹用耐火材料
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院 炉腹带侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 炉腹带侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：
为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件， 为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件，必须 选用合适的耐火材料，才能达到高产长寿之目的。 选用合适的耐火材料，才能达到高产长寿之目的。
3
耐火材料在钢铁冶金中的应用
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
炼铁过程工艺示意图
焦炉coke battery 焦炉
侵蚀原因 1.高温煤气流的冲刷磨损 1.高温煤气流的冲刷磨损 2.热态渣铁的冲刷侵蚀 2.热态渣铁的冲刷侵蚀 3.高温破坏作用 3.高温破坏作用 对耐火材料的性能要求 1.高温耐磨性好 1.高温耐磨性好 2.抗渣铁侵蚀性好 2.抗渣铁侵蚀性好 3.导热性好 3.导热性好
炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。 炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。 选用耐火材料： 选用耐火材料： 高铝砖、铝碳砖、半石墨化碳-碳化硅砖、热压小块碳砖、 Si3N4结合 高铝砖、铝碳砖、半石墨化碳 碳化硅砖、热压小块碳砖、 碳化硅砖 SiC砖等。 砖等。 砖等
10
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.1 炉身上部和中部用耐火材料
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
在炉身上部， 在炉身上部，其破损机理主要是由于布料和炉料下降带来的机械 冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所产生的化学侵蚀。 冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所产生的化学侵蚀。 在炉身中部，主要是热震破坏，其次是机械冲刷。 在炉身中部，主要是热震破坏，其次是机械冲刷。 炉身上部和中部侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 炉身上部和中部侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 侵蚀原因 1.炉料下降过程的磨损 炉料下降过程的磨损 2.上升煤气流的冲刷磨损 上升煤气流的冲刷磨损 3.碱金属侵蚀破坏 碱金属侵蚀破坏 4.CO的破坏作用 的破坏作用 对耐火材料的性能要求 1.耐压强度高 耐压强度高 2.抗碱金属侵蚀性好 抗碱金属侵蚀性好 3.气孔率低 气孔率低 4.氧化铁含量低 氧化铁含量低
炉缸`炉底 1450～1600 ℃ ～
5
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.2 炉料在炉内分布（状态） 炉料在炉内分布（状态）
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院 固相区（块状带） 固相区（块状带） ：固体料软融前所分布的区 域。 软融区（软融带） 软融区（软融带） ：炉料从开始软化到融化所 占的区域。 占的区域。 滴落区（滴下带）：渣、铁全部融化滴落，穿 滴落区（滴下带）：渣 铁全部融化滴落， ）： 过焦炭层下到炉缸的区域。 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。 回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。 ）：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。 炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。 ）：形成最终渣
耐火材料在钢铁冶金中的应用
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
主要内容
一、钢铁冶炼过程 二、炼铁用耐火材料 三、转炉炼钢用耐火材料 四、电炉炼钢用耐火材料 五、炉外精炼用耐火材料 六、连铸用耐火材料
1
耐火材料在钢铁冶金中的应用
一、钢铁冶炼Biblioteka 程辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
LF精炼炉 精炼炉 ANS-OB 三脱
炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 侵蚀原因 1.初成渣的化学侵蚀 初成渣的化学侵蚀 2.下降炉料的磨损 下降炉料的磨损 3.金属铁的侵蚀破坏 金属铁的侵蚀破坏 4.煤气流冲刷磨损 煤气流冲刷磨损 5.热震引起的剥落 热震引起的剥落 对耐火材料的性能要求 1.抗渣侵蚀性好 抗渣侵蚀性好 2.抗碱金属侵蚀性好 抗碱金属侵蚀性好 3.高温强度高 高温强度高 4.导热性好 导热性好 5.气孔率低 气孔率低 6.热震稳定性好 热震稳定性好
煤气通过焦炭夹层 固体焦炭下降， 固体焦炭下降，向 回旋区供给焦炭， 回旋区供给焦炭， 熔铁下流 鼓风使焦炭回旋运 动 铁水和溶渣的储存
合金元素还原、 合金元素还原、脱硫 渗碳、 、渗碳、直接还原 燃烧反应、 燃烧反应、部分再氧 化 最终的精炼、 最终的精炼、渣铁间 的还原、脱硫、 的还原、脱硫、渗碳
8
耐火材料在钢铁冶金中的应用
我国高炉用耐火材料的发展
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院 • 中国高炉用耐火材料的发展： 中国高炉用耐火材料的发展：
1、二十世纪八十年代以前：Al2O3-SiO2系统天然矾土为主； Si3N4、二十世纪八十年代以前： 系统天然矾土为主； SiC开始试用。 开始试用。 开始试用 2、二十世纪九十年代：Al2O3-C Al2O3-SiC Si3N4-SiC开始使用 、二十世纪九十年代： 开始使用 3、 2000年以后：Sialon系列产品全面实现工业化生产 、 年以后： 年以后 系列产品全面实现工业化生产
铁水
Hot metal
高炉
Blast furnace
其他设备 Other equipment
热风炉 Hot stove
4
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.1 高 炉
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院 高炉炉体由上而下依次为： 高炉炉体由上而下依次为： 炉喉 炉身 炉腰 炉腹 ＜400℃ ℃ 400～1100 ℃ ～ 1100～1200 ℃ ～ 1200～1450 ℃ ～
耐火材料在钢铁冶金中的应用 高炉风口区示意图
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
陶瓷杯结构示意图
15
耐火材料在钢铁冶金中的应用
高炉用陶瓷杯： 高炉用陶瓷杯： 辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
最早的陶瓷杯结构是法国沙佛埃公司的炉缸结构。 最早的陶瓷杯结构是法国沙佛埃公司的炉缸结构。其特点 如下：在大块碳砖的内侧砌筑刚玉-莫来石质的陶瓷杯；陶瓷 如下：在大块碳砖的内侧砌筑刚玉-莫来石质的陶瓷杯； 杯与碳块之间留有一定的间隙，用特制的捣打料充填， 杯与碳块之间留有一定的间隙，用特制的捣打料充填，防止因 材质的热膨胀率不同而造成结构应力的破坏。 材质的热膨胀率不同而造成结构应力的破坏。 我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯， 我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯，使用效果普遍 较好，炉底炉缸寿命大幅提高，在高冶炼强度的条件下， 较好，炉底炉缸寿命大幅提高，在高冶炼强度的条件下，炉底 炉缸能确保安全生产。 炉缸能确保安全生产。 国产陶瓷杯砖如刚玉－莫来石砖，刚玉－ 国产陶瓷杯砖如刚玉－莫来石砖，刚玉－碳化硅砖等在大 中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小， 、中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉 缸的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗， 缸的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗， 炉缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量， 炉缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉 底炉缸结构得到迅速发展。 底炉缸结构得到迅速发展。
13
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.4 炉缸、炉底用耐火材料 炉缸、
辽 宁 科 技 大 学 材 料 学 院
炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用， 炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用，出铁口以 下为”死铁层”,长期受铁水侵泡， 下为”死铁层”,长期受铁水侵泡，在炉缸壁与炉底的交界处受 ”,长期受铁水侵泡 到铁水环流的冲刷作用。因此要求砌体具有良好的抗铁渣、 到铁水环流的冲刷作用。因此要求砌体具有良好的抗铁渣、铁 水侵蚀能力和抗机械冲刷能力。 水侵蚀能力和抗机械冲刷能力。 目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖－ 目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖－ 碳砖和碳砖 陶瓷杯复合炉缸两种。 陶瓷杯复合炉缸两种。 两种