耐火材料(4)氧化硅质耐火材料

第三节 硅砖的性质和使用
二、真密度和体积密度
一般硅砖的真密度在2.388g／cm3以下，优质硅砖在2.33—2.34g ／cm3范围内，硅石为2.652／cm3。根据真密度可以判断硅砖的矿 物组成。 硅砖的体积密度与气孔率有关。一般硅砖的显气孔率为17－25％， 体积密度为1.8一1.95g／cm3。 硅砖的成型压力愈高，体积密度愈 大。增大体积密度可以提高硅砖的结构强度、导热性和抗渣能力。
第四节 其他氧化硅质耐火制品
作为耐火材料有两类： 1、石英玻璃制品 2、石英玻璃璃再结合制品。 应用：
连续注钢的浸入式、水口砖、长型水口； 浮法玻璃生产中的闸板砖、流槽； 浮法玻璃生产中的盖板砖、X边砖、压缝砖等； 特种玻璃熔化用的石英陶瓷坩埚； 玻璃水平钢化炉用的石英陶瓷辊； 生产铝中的氧化炉砖； 光导纤维，半导体工业用高温容器或扩散管，碘钨灯、紫外线灯的灯管
–石英：熔点1600℃，高温转变为方石英和鳞石英，伴随体积膨
胀；
–方石英：熔点1723℃，有利于提高耐火度； –鳞石英：熔点1670℃，网状结构，有利于提高荷重软化温度
第一节 二氧化硅的同素异晶转变
二氧化硅在加热过程中，在不同的温度下以不同的晶型存在，在 一定条件下相互转变，并伴随有体积变化。 •迟钝型转变 迟钝型转变 •不可逆 不可逆 •快速型转变 快速型转变 •可逆 可逆
第三节 硅砖的性质和使用
三、耐火度 耐火度 1600一1730℃。随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同而略有 变化。SiO2含量愈高耐火度愈高，杂质含量愈多则耐火度愈低。 四、荷重软化温度 荷重软化温度 一般为1620一1670℃，与其耐火度接近。影响因素主要是砖中杂质种 类、数量和晶型与密实状况等。 五、高温体积稳定性 高温体积稳定性 热膨胀+晶型转变导致的体积膨胀。
第三节 硅砖的性质和使用
六、耐热震性 耐热震性 在850℃下水冷仅为1—2次。其原因在于温度剧烈变化时，硅砖内部的 结晶发生快速型转变，体积突然膨胀或收缩，产生较大的内应力所致。 当使用温度在600℃以上波动时，由于结晶不发生快速型转变，耐热震 性较好。 七、抗渣性 抗渣性 对酸性及弱酸性炉渣和含腐蚀性炉气的侵蚀有很强的抵抗能力。对含 CaO和FeO有一定的抵抗能力。 八、使用 使用 焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉以及其他热工设备。用硅砖砌筑焦炉炭 化室隔墙，在高温下具有良好的稳固性和气密性，使用寿命可达10-15年。
•使用前原料必须拣选，冲洗。 使用前原料必须拣选，冲洗。 使用前原料必须拣选 •原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀。 原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀。 原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀 •原料不经煅烧，直接配用破碎和筛分后的硅石颗粒料和细粉。 原料不经煅烧，直接配用破碎和筛分后的硅石颗粒料和细粉。 原料不经煅烧 •需加矿化剂 需加矿化剂(3%-4%)。 需加矿化剂 。
Question: 钢铁冶炼设备所需的最高温度通常是多少？ 高炉，转炉，电炉，焦炉，热风炉，铁水包，钢包， 连铸设备，… …
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第四节 其他氧化硅质耐火制品
一、高密度高导热性硅砖 为了适应焦炉大型化和强化生产的需要，对焦炉硅砖的质量提出了 更高的要求。在保证焦炉稳固性和机械强度的前提下，适当减薄炭化 室隔墙的厚度，以强化传热过程，缩短炭化时间。因此需要生产具有 密度高、结构强度大和导热性能高的硅砖。 掺加CuO、Cu20、TiO2、Fe2O3等导热能力高的金属氧比物，一般采用 高硅质原料，经高压成型。 气孔率为16％左右，体积密度超过1.95g／cm3。导热系数大于18W／ m·℃，机械强度高。 随着金属氧化物的掺入，硅传导热能力显著提高，但对制品的耐火 度、荷重软化温度有影响。
矿化剂
作用（ 作用（催化剂/缓冲热应力）： ）：
在烧成时加速石英转化为鳞石英和方石英， 在烧成时加速石英转化为鳞石英和方石英，同时仍保持其耐火度并防 止松散和开裂。 止松散和开裂。
常用矿化剂： 常用矿化剂：
CaO：石灰乳，常温时做结合剂，烧成时做矿化剂 ：石灰乳，常温时做结合剂， FexOy：轧钢皮，氧化铁含量大于 轧钢皮，氧化铁含量大于90%，减少裂纹 ，
Question: 1.如何实现迟钝型转变？ 2、如何减少转变的体积效应？
第二节 硅砖生产
•一、原料——硅石 一 原料 硅石
•石英岩 石英岩 •脉石英 脉石英 •石英砂岩 石英砂岩 •燧石岩 燧石岩 •石英砂 石英砂
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第二节 硅砖生产
•二、生产工艺流程 二
工艺特点： 工艺特点：
第四节 其他氧化硅质耐火制品
二、石英玻璃制品 1. 耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730℃，可以在1100℃下长时间使 用，短时间最高使用温度可达1450℃。 2. 耐腐蚀。石英玻璃几乎不与除氢氟酸外的其他酸类物质发生化学反应 ，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍。 3. 热稳定性好。石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化， 将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。 4. 透光性能好。石英玻璃在紫外到红外的整个光谱波段都有较好的透光 性能。 5. 电绝缘性能好。石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好 的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能。
Saint-Gobain Quartz Jinzhou
小结
二氧化硅的同素异晶转变 硅砖生产工艺特点 硅砖的性质和使用 其他氧化硅质耐火制品
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Байду номын сангаас
氧化硅质耐火材料
二氧化硅的同素异晶转变 硅砖生产 硅砖的性质和使用 其他氧化硅质耐火制品
氧化硅质耐火材料是指以二氧化硅SiO2为主成分的耐火材料。 氧化硅质耐火材料 主要制品：硅砖+不定形硅质耐火材料+石英玻璃制品。 酸性耐火材料，抵抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，耐磨。 导热性好，在600℃以上使用时耐热震性较好，而在600℃以下使用 时耐热震性很差。 用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉以及其他热工设备。 三种晶型：石英，方石英，鳞石英
第一节 二氧化硅的同素异晶转变
•迟钝型转变 迟钝型转变 •不可逆 不可逆 •晶型变化，消耗能量大，转变温度高，转变速度慢 晶型变化，消耗能量大，转变温度高， 晶型变化 •快速型转变 快速型转变 •可逆 可逆 •晶型不变化，消耗能量小，转变温度低，转变速度快 晶型不变化，消耗能量小，转变温度低， 晶型不变化
具体情况具体对待： 具体情况具体对待：
焦炉用硅砖： 促进2CO=CO2+C反应，使碳素在硅砖的气孔中沉 反应， 焦炉用硅砖：FeO促进 促进 反应 积和石墨化，从而引起焦炉炉体松散。 积和石墨化，从而引起焦炉炉体松散。 ———用MnO代替 用 代替FeO 代替
第三节 硅砖的性质和使用
一、化学矿物组成