耐火材料知识点

耐火材料主要知识点

《一》定义

传统的定义：耐火度不低于1580℃的无机非金属材料；

ISO的定义：耐火度不低于1500℃的非金属材料及制品；

《二》分类

1、根据耐火度的高低

普通耐火材料：1580℃～1770℃

高级耐火材料：1770℃～2000℃

特级耐火材料：>2000℃

2、依据形状及尺寸的不同

标普型：230mm×113mm×65mm；

不多于4个量尺，（尺寸比）Max:Min<4:1；

异型：不多于2个凹角，（尺寸比）Max:Min<6:1；

或有一个50～70°的锐角；

特异型：（尺寸比）Max:Min<8:1；

或不多于4个凹角；或有一个30～50°的锐角；

3、从外观来分

砖制品：烧成砖、不烧砖；

散状耐火材料；

4. 按化学属性分类

耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料。

耐火材料在使用过程中除承受高温作用外，往往伴随着熔渣（液态）及气体等化学侵蚀。为了保证耐火材料在使用中有足够的抵抗侵蚀介质侵蚀能力，选用的耐火材料的化学属性应与侵蚀介质的化学属性相同或接近。

（1）酸性耐火材料

通常是指其中含有相当数量二氧化硅的耐火材料。

硅质耐火材料中游离二氧化硅含量很高(大于94%)，是酸性最强的耐火材料；

粘土质耐火材料中游离二氧化硅含量较少，是弱酸性的；

半硅质耐火材料居于期间。也有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料归入酸性耐火材料的，因为此类材料中含有较高的SiO2或在高温状态下能形成SiO2。（2）中性耐火材料

中性耐火材料按严格意义讲是指碳质耐火材料。但通常也将以三价氧化物为主体的高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料归入中性耐火材料（两性氧化物如Al2O3、Cr2O3等）。

（3）碱性耐火材料

一般是指以MgO、CaO或以MgO·CaO为主要成分的耐火材料（镁质、石灰质、镁铬质、镁硅质、白云石质耐火制品及其不定形材料）。

这类耐火材料的耐火度都比较高.

5. 按化学矿物组成分类

（1）硅质耐火材料

含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成

为磷石英和方石英。

（2）镁质耐火材料

镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO含量大于80%的碱性耐火材料。

镁质制品：MgO含量≥87%，主要矿物为方镁石；

镁铝质制品：含MgO >75%，Al2O3含量一般为7-8%，主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgAl2O4）；

镁铬质制品：含MgO>60% ，Cr2O3含量一般在20%以下，主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石;

镁橄榄石质及镁硅质制品：此种镁质材料中除含有主成分MgO外，第二化学成

分为SiO2。镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2，

前者的主要矿物成分为镁橄榄石，其次为方镁石；后

者的主要矿物为方镁石，其次镁橄榄石；

镁钙质制品：此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙（2 CaO•SiO2）。

（3）白云石质耐火材料

以天然白云石为主要原料生产的碱性耐火材料称为白云石质耐火材料。主要化学成分为：30-42%的MgO和40-60%的CaO，二者之和一般应大于90%。其主要矿物成分为方镁石和方钙石（氧化钙）。

（4）碳复合耐火材料

碳复合耐火材料是指以不同形态的碳素材料与相应的耐火氧化物复合生产的耐火材料。

（5）含锆耐火材料

含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO2）、锆英石等含锆材料为原料生产的耐火材料。

含锆耐火材料制品通常包括锆英石制品、锆莫来石制品、锆刚玉制品等

（6）特种耐火材料

特种耐火材料又可分为如下品种：

碳质制品：包括碳砖和石墨制品；

纯氧化物制品：包括氧化铝制品、氧化锆制品、氧化钙制品等；

非氧化物制品：包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化锆、硼化钛、塞伦

(Sialon）、阿伦(Alon)制品等

《三》耐火材料的组成与性质

耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质；

1.耐火材料的组成、结构与性质：

耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料，面临：承受高温作用；机械应力；热应力；高温气体；熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。

（1）主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分（2）杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质，也称之为溶剂。

（3）添加成分为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分。

2.矿物组成

矿物组成可分为两大类：结晶相与玻璃相，其中结晶相又分为主晶相和次晶相。

3.耐火材料的显微结构

耐火材料是由固相（包括结晶相与玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体。

耐火材料主晶相与基质的结合形态有两种：即陶瓷结合与直接结合。

（1）陶瓷结合又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合高温使用时，低熔点的硅酸盐首先在较低的温度下成为液相（或玻璃相软化），大大降低了耐火制品的高温性能

（2）直接结合是指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触形成结晶网络的一种结合。有较高的高温力学性能，其抗渣蚀性能和体积稳定性也较高

4.耐火材料的常温物理性质