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耐火材料的概念和分類
         耐火度高于1580℃的無機非金屬材料。耐火度指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料與高溫技術相伴出現,大致起源于青銅器時代中期。中國東漢時期已用粘土質耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀初,耐火材料向高純、高致密和超高溫制品方向發展,同時出現了完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維?,F代,隨著原子能技術、空間技術、新能源技術的發展,具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優良性能的耐火材料得到了應用。
耐火材料種類繁多,通常按耐火度高低分為普通耐火材料(1580~1770℃)、高級耐火材料(1770~2000℃)和特級耐火材料(2000℃以上);按化學特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外,還有用于特殊場合的耐火材料。
酸性耐火材料以氧化硅為主要成分,常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅93%以上的硅質制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等,其抗酸性爐渣侵蝕能力強,荷重軟化溫度高,重復煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹;但其易受堿性渣的侵蝕,抗熱振性差。硅磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設備。粘土磚以耐火粘土為主要原料,含有30%~46%的氧化鋁,屬弱酸性耐火材料,抗熱振性好,對酸性爐渣有抗蝕性,應用廣泛。
中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優質耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好,但抗熱振性較差,高溫荷重變形溫度較低。碳質耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質制品,其熱膨脹系數很低,導熱性高,耐熱振性能好,高溫強度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,不受金屬和熔渣的潤濕,質輕。廣泛用作高溫爐襯材料,也用作石油、化工的高壓釜內襯。
堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分,常用的是鎂磚。含氧化鎂80%~85%以上的鎂磚,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉設備以及一些高溫設備上。
在特殊場合應用的耐火材料有高溫氧化物材料,如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等,難熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復合材料,主要有金屬陶瓷、高溫無機涂層和纖維增強陶瓷等。
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