Chapter5-含锆质耐火材料
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熔铸锆刚玉制品
➢ 熔铸锆刚玉制品的矿物组成 Al2O3-ZrO2-SiO2系统耐火材料；简称为AZS制品 。相组成为ZrO2晶体和刚玉，另外还有玻璃相。
➢ AZS制品中的玻璃相的化学组成近于钠长石（ Na2OAl2O36SiO2）。因少量的ZrO2溶于其中， 其软化温度约为850 C，比钠钙硅酸盐玻璃的软 化温度高得多。同温度下的粘度为钠钙硅酸盐玻 璃的数万倍，提高4个数量级。
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
College of Chemistry & Materials Science
生产工艺
➢ 稳定剂：CaO，MgO； ➢ 引入形式：Ca(OH)2、CaCO3、CaF2、CaCl2
，MgO、MgCO3、Mg(OH)2、MgF2等； ➢ 结合剂：磷酸、糊精、硼酸等； ➢ 烧成温度：1700-2000 C ；
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含锆质耐火材料是指含有氧化锆（ZrO2）或 锆英石（ZrO2SiO2）的耐火材料。
锆英石质耐火材料 氧化锆制品 铝硅锆制品
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
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《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
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锆质熔铸耐火制品 ➢ 以含ZrO2的材料为主要原料，经溶化、浇
铸、凝结和退火并经机械加工而制成。
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熔铸锆刚玉耐火制品
➢ 制品的生产过程： 在电弧炉内(约2000C)熔化。 熔化： 软化温度、气氛应严格控制。
➢ 埋弧操作称为还原熔化法 采用长弧或吹氧操作称为氧化熔融法。 浇注与退火 两次浇注法、倾斜浇注法、切去缩 孔法。
锆英石质耐火材料
锆英石
➢ 锆英石属四方晶体，理论组成 ZrO2 67.2%，SiO232.8%；
➢ 密度3.9-4.9g/cm3，硬度7-8，热 导率较低，热膨胀系数较低（4.5 10－6/C）；
➢ 化学惰性，除HF外，碱和酸的 溶液在加热时不与锆英石作用。 对炉渣、玻璃液等都有良好的抵 抗性。
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
➢ 锆英石碳化硅砖 用于盛钢桶等。
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第二节 氧化锆制品
➢ 原料：斜锆石，锆英石；
➢ 二氧化锆的晶型：单斜型，四方型，立方型；
➢ 单斜型
四方型
立方型
➢ 稳定二氧化锆：经过稳定处理的立方氧化锆； 稳定剂CaO，MgO，Y2O3；
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部分稳定氧化锆
➢ 由于加热和冷却时ZrO2有可逆性的多晶转变 ，致使ZrO2制品的抗热震稳定性很差，采取 部分稳定的方法提高制品的热震稳定性；
➢ 相变增韧： ➢ 微裂纹增韧：
熔型) + SiO2·RO
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锆英石质耐火材料的生产
➢ 原料：精选的锆英石矿砂-简称锆砂。15001700C 下煅烧，体积密度可达3.5 g/cm3以上；
➢ 粒度组成：制品需要多级颗粒配料，细粉的比表面 积和含量应比普通耐火制品高，调整粒度组成降低 制品的气孔率；
➢ 制品的生产：采用暂时性的结合剂；并加入矿化剂 ，烧成温度1700C以下。
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锆英石制品的性质和应用
➢ 性质：含ZrO2 65％左右，极少量玻璃相和游 离ZrO2。真密度4.55 g/cm3左右，最高达4.62 g/cm3。耐火度大于1825C；常温耐压强度 100430Mpa，抗弯强度达17.6-76.3Mpa，荷 重软化温度1650C以上。
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杂质对锆英石分解的影响
➢ 碱金属氧化物最易与锆英石反应形成玻璃， 其反应式：
➢ ZrSiO4＋R2O＝ZrO2＋ SiO2·R2O ➢ 碱土金属氧化物与锆英石反应可形成立方型
固溶体，其反应式如下： ➢ ZrSiO4+RO = ZrO2 (单斜型)+ZrO2 (立方固
➢ 美国1950年在盛钢桶内衬中使用氧化锆，（ 平均寿命600次，粘土内衬42次）；
➢ 1956年氧化锆质耐火材料在炼钢中的使用公 开发表；
➢ 日本1970年使用，1985年进口14万5千吨氧 化锆；
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
第一节
College of Chemistr来自百度文库 & Materials Science
➢ 应用：用在受熔渣、金属和玻璃液侵蚀严重 的部位。
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含锆英石的其它烧结耐火材料
➢ 锆铝砖 锆英石-氧化铝耐火制品。用于盛钢 桶等；
➢ 锆铝铬砖 锆英石-氧化铝-氧化铬耐火制品 。其抗渣性好；
➢ 锆英石在1676C分解为 四方型ZrO2和方石英。 分解温度为1540-2000， 锆英石耐火材料使用温 度的上限为1670C。
➢ 影响锆英石分解温度的 因素：杂质、粒度、加 热温度、炉内气氛、加 热速度等；
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➢ 熔铸锆刚玉制品的矿物组成 Al2O3-ZrO2-SiO2系统耐火材料；简称为AZS制品 。相组成为ZrO2晶体和刚玉，另外还有玻璃相。
➢ AZS制品中的玻璃相的化学组成近于钠长石（ Na2OAl2O36SiO2）。因少量的ZrO2溶于其中， 其软化温度约为850 C，比钠钙硅酸盐玻璃的软 化温度高得多。同温度下的粘度为钠钙硅酸盐玻 璃的数万倍，提高4个数量级。
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生产工艺
➢ 稳定剂：CaO，MgO； ➢ 引入形式：Ca(OH)2、CaCO3、CaF2、CaCl2
，MgO、MgCO3、Mg(OH)2、MgF2等； ➢ 结合剂：磷酸、糊精、硼酸等； ➢ 烧成温度：1700-2000 C ；
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含锆质耐火材料是指含有氧化锆（ZrO2）或 锆英石（ZrO2SiO2）的耐火材料。
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锆质熔铸耐火制品 ➢ 以含ZrO2的材料为主要原料，经溶化、浇
铸、凝结和退火并经机械加工而制成。
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熔铸锆刚玉耐火制品
➢ 制品的生产过程： 在电弧炉内(约2000C)熔化。 熔化： 软化温度、气氛应严格控制。
➢ 埋弧操作称为还原熔化法 采用长弧或吹氧操作称为氧化熔融法。 浇注与退火 两次浇注法、倾斜浇注法、切去缩 孔法。
锆英石质耐火材料
锆英石
➢ 锆英石属四方晶体，理论组成 ZrO2 67.2%，SiO232.8%；
➢ 密度3.9-4.9g/cm3，硬度7-8，热 导率较低，热膨胀系数较低（4.5 10－6/C）；
➢ 化学惰性，除HF外，碱和酸的 溶液在加热时不与锆英石作用。 对炉渣、玻璃液等都有良好的抵 抗性。
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➢ 锆英石碳化硅砖 用于盛钢桶等。
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第二节 氧化锆制品
➢ 原料：斜锆石，锆英石；
➢ 二氧化锆的晶型：单斜型，四方型，立方型；
➢ 单斜型
四方型
立方型
➢ 稳定二氧化锆：经过稳定处理的立方氧化锆； 稳定剂CaO，MgO，Y2O3；
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部分稳定氧化锆
➢ 由于加热和冷却时ZrO2有可逆性的多晶转变 ，致使ZrO2制品的抗热震稳定性很差，采取 部分稳定的方法提高制品的热震稳定性；
➢ 相变增韧： ➢ 微裂纹增韧：
熔型) + SiO2·RO
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锆英石质耐火材料的生产
➢ 原料：精选的锆英石矿砂-简称锆砂。15001700C 下煅烧，体积密度可达3.5 g/cm3以上；
➢ 粒度组成：制品需要多级颗粒配料，细粉的比表面 积和含量应比普通耐火制品高，调整粒度组成降低 制品的气孔率；
➢ 制品的生产：采用暂时性的结合剂；并加入矿化剂 ，烧成温度1700C以下。
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锆英石制品的性质和应用
➢ 性质：含ZrO2 65％左右，极少量玻璃相和游 离ZrO2。真密度4.55 g/cm3左右，最高达4.62 g/cm3。耐火度大于1825C；常温耐压强度 100430Mpa，抗弯强度达17.6-76.3Mpa，荷 重软化温度1650C以上。
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杂质对锆英石分解的影响
➢ 碱金属氧化物最易与锆英石反应形成玻璃， 其反应式：
➢ ZrSiO4＋R2O＝ZrO2＋ SiO2·R2O ➢ 碱土金属氧化物与锆英石反应可形成立方型
固溶体，其反应式如下： ➢ ZrSiO4+RO = ZrO2 (单斜型)+ZrO2 (立方固
➢ 美国1950年在盛钢桶内衬中使用氧化锆，（ 平均寿命600次，粘土内衬42次）；
➢ 1956年氧化锆质耐火材料在炼钢中的使用公 开发表；
➢ 日本1970年使用，1985年进口14万5千吨氧 化锆；
《无机非金属材料》-耐火材料“含锆质耐火材料”
第一节
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➢ 应用：用在受熔渣、金属和玻璃液侵蚀严重 的部位。
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含锆英石的其它烧结耐火材料
➢ 锆铝砖 锆英石-氧化铝耐火制品。用于盛钢 桶等；
➢ 锆铝铬砖 锆英石-氧化铝-氧化铬耐火制品 。其抗渣性好；
➢ 锆英石在1676C分解为 四方型ZrO2和方石英。 分解温度为1540-2000， 锆英石耐火材料使用温 度的上限为1670C。
➢ 影响锆英石分解温度的 因素：杂质、粒度、加 热温度、炉内气氛、加 热速度等；
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