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1、第五篇冶金生產(chǎn)用耐火材料概述耐火材料是為高溫技術服務的基礎材料，它與高溫技術尤其是高溫冶煉工業(yè)的發(fā)展有密切關系，相互依存，互為促進，共同發(fā)展。在一定條件下，耐火材料的質量品種對高溫技術的發(fā)展起著關鍵作用。一百多年來鋼鐵冶煉發(fā)展過程中，每一次重大演變都有賴于耐火材料新品種的開發(fā)。堿性氧氣轉爐成功的關鍵之一是由于開發(fā)了白云石耐火材料；護爐成功的一個重要因素是生產(chǎn)了具有高荷重軟化溫度的硅磚；耐急冷急熱的鎂鉻磚的發(fā)明促進了全堿性平爐的發(fā)展。近年來，鋼鐵冶煉新技術，如大型高爐、高風溫熱風爐、復吹氧氣轉爐、鐵水
2、預處理和爐外精煉、連續(xù)鑄鋼等，都無例外地有賴于優(yōu)質高效耐火材料的開發(fā)。另外，耐火材料在節(jié)能方面也作出了重要貢獻，如各種優(yōu)質隔熱耐火材料、陶瓷換熱器，無水冷滑軌、陶瓷噴射管和高溫涂料等的開發(fā)，都對高溫技術的節(jié)能起了重要作用?，F(xiàn)代冶煉技術的發(fā)展和節(jié)約能源的形勢，既對耐火材料提出了更嚴格的要求，又必須借助于新品種優(yōu)質耐火材料的成功及發(fā)展。我國耐火原料資源豐富，品種多，儲量大，品位高。高鋁礬土和菱鎂礦蘊藏量大，品質優(yōu)良，世界著名；耐火粘土、硅石、白云石和石墨等儲量多，分布廣，品質好；葉蠟石、硅線石、橄欖石和
3、鋯英石等儲量也多；隔熱耐火材料用各種原料，各地都有儲藏。另外，我國漫長的海岸線和內陸湖泊均蘊藏有大量的鎂質原料資源。近年來，在提高耐火原料質量和人工合成原料方面，又取得了較為顯著的成就。我國有發(fā)展各種優(yōu)質耐火材料資源的優(yōu)勢。我國還有生產(chǎn)耐火材料的悠久歷史。新中國以來，隨著科學技術和工業(yè)水平的提高，為了適應金屬冶煉和其他高溫技術工業(yè)的需求，我國耐火材料工業(yè)有重大的發(fā)展。新建了許多優(yōu)質耐火材料生產(chǎn)廠和有關機構；開發(fā)出許多優(yōu)質耐火材料新品種，保證并促進了各項高溫技術和整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。今后，我國耐火材料
4、的發(fā)展應依靠科學技術的進步和整體工業(yè)水平的提高，加強生產(chǎn)技術的管理。以材料的質量和品種為中心，繼續(xù)提高原料質量，發(fā)展合成原料，改進生產(chǎn)裝備，全面提高產(chǎn)品質量和改善性能，積極開發(fā)優(yōu)質新品種，合理利用和提高耐火材料服役壽命，進一步降低消耗，保證和促進金屬冶煉和其他高溫技術工業(yè)以及國民經(jīng)濟的發(fā)展。18耐火材料定義、分類、化學礦物組成18.1耐火材料的定義耐火材料是指耐火度不低于1580℃的材料。一般是指主要由無機非金屬材料構成的材料和制品。而耐火度是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度時的溫度，它標志材料抵
5、抗高溫作用的性能。耐火度所表示的意義與熔點不同。熔點是結晶體的液相與固相處于平衡時的溫度。耐火度是多相體系達到某一特定軟化程度的溫度。對絕大多數(shù)普通耐火材料而言，都是多相非均質材料，無一定熔點，其開始出現(xiàn)液相到完全熔化是一個漸變過程，在高溫下相當寬的范圍內，固液相并存。故欲表征這種材料在高溫下的軟化和熔融的特征，只能以耐火度來度量。耐火度不是一種物質所特有的絕對物理量，是材料在特定試驗條件下測定的達到特定軟化程度時的相對技術指標。將試驗物料按規(guī)定方法做成截頭三角錐（簡稱試錐），與在特定升溫速度下具有
6、固定彎倒溫度的標準截頭三角高溫錐（簡稱標準錐），共同在既定升溫速度和一定氣氛條件下加熱，以試錐的彎倒程度與標準錐彎倒程度相當?shù)膶Ρ确椒ǎ瑴y定耐火度。角錐可能發(fā)生的彎倒情況如圖18－1所示。我國通用的標準錐以WZ和錐體彎倒溫度的十分之一標之。如試錐與WZ171號標準錐同時彎倒，則試樣的耐火度為1710℃。圖18－1耐火試錐彎倒情況耐火度是評定耐火材料的一項重要技術指標，但是不能作為制品使用溫度的上限。對由單相多晶體構成的耐火材料，其耐火度一般低于晶體的熔點。但是，有些耐火材料，如當形成的液相粘度很高時
7、，其耐火度也可高于熔點。一些常用耐火材料原料和制品的耐火度如下：結晶硅石1730～1770℃高鋁磚＞1770～2000℃硅磚1690～1730℃鎂磚＞2000℃硬質粘土1750～1770℃白云石磚＞20009C粘土磚1610～1750℃18.2耐火材料的分類耐火材料品種繁多，用途廣泛，其分類方法多種多樣，常用的有以下幾種。18.1.1按化學礦物組成分類耐火材料按化學礦物組成可分為8類：硅質制品、硅酸鋁質制品、鎂質制品、白云石質制品、鉻質制品、碳質制品、鋯質制品、特殊制品。18.1.2按化學特性分類耐
8、火材料按化學特性可分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料3類。18.1.2.1酸性耐火材料酸性耐火材料是以二氧化硅為主要成分的耐火材料，主要指硅磚和鋯英石磚。酸性耐火材料能耐酸性熔渣侵蝕。18.1.2.2中性耐火材料中性耐火材料主要是指以三氧化二鋁、三氧化二鉻和碳為主要成分的耐火材料，如剛玉磚、高鋁磚、碳磚等。其特性是對酸性渣和堿性渣都具有抗蝕能力。18.1.2.3堿性耐火材料堿性耐火材料主要是指以氧化鎂、氧化鈣為主要成分的耐火材料，包括鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、白
