河北高溫耐火材料

是指耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料，是用作高溫窯爐等熱工設備的結構材料，以及用作工業高溫容器和部件的材料，并能(néng)承受相應的物理化學(xué)變化及機械作用。

耐火材料是以鋁礬土、矽石、菱鎂礦、白雲石等天然礦石爲原料經(jīng)加工後(hòu)制造的耐高溫結構材料。除天然原料外，現在，采用某些工業原料和人工合成(chéng)莫來石、尖晶石、碳化矽等原料制造的耐火材料也日益增多。用于純金屬或特殊合金的熔煉以及高溫技術方面(miàn)制造氧化物和難熔化合物的耐火材料，也得到了很大的發(fā)展。這(zhè)些耐火材料構成(chéng)了品種(zhǒng)繁多而龐雜的耐火材料體系。不同的耐火材料有不同的組成(chéng)、制備工藝、結構特征和使用性能(néng);同樣(yàng)組成(chéng)的耐火材料也可以有不同的制備工藝和外觀形狀。因此，爲便于研究和合理使用，有必要對(duì)耐火材料進(jìn)行科學(xué)的分類。根據不同的觀點，有多種(zhǒng)分類方法。

①按組成(chéng)分

可分爲矽質制品、矽酸鋁質制品、鎂質制品、白雲石(質)制品、鉻質制品、碳質制品、锆質制品、純氧化物制品及非純氧化物制品等。這(zhè)種(zhǒng)分類方法能(néng)表征各種(zhǒng)材料的基本組成(chéng)和特性，在生産、使用和科學(xué)研究上均有實際意義。

②按工藝方法分

可分爲泥漿澆注制品、可塑成(chéng)形制品、半幹壓成(chéng)形制品、由粉狀非可塑料搗固成(chéng)形制品、由熔融料澆注的制品、經(jīng)噴吹或拉絲成(chéng)形的制品及由岩石鋸成(chéng)的天然制品等。這(zhè)種(zhǒng)分類方法直觀地表明了耐火材料制品的工藝特征。

③按耐火度分

可分爲普通耐火材料制品，其耐火度爲1580〜1770℃;.耐火材料制品，其耐火度爲1770〜2000℃;耐火材料制品，其耐火度在2000℃以上。這(zhè)種(zhǒng)分類方法表明了耐火材料的高溫使用性能(néng)。

④按耐火材料的外形分

可分爲定形耐火材料制品，如燒成(chéng)磚、電熔磚(熔鑄磚)、耐火隔熱磚以及實驗和工業用坩埚、器皿等特殊制品;不定形耐火材料制品，簡稱散裝料，在使用地點才制成(chéng)所需要的形狀并進(jìn)行熱處理，如澆注料、搗打料、投射料、噴射料、耐火泥等;耐火纖維，如鋁纖維、矽酸鋁纖維等使用時(shí)一般經(jīng)過(guò)二次加工成(chéng)毯、氈、闆、繩、組合件和纖維塊制品。這(zhè)種(zhǒng)分類方法直觀地反映了耐火材料的外形。

1、矽質耐火材料

矽質耐火材料是指以SiO2爲主要成(chéng)分的耐火材料。主要制品有矽磚、不定形矽質耐火材料及石英玻璃制品。

矽質耐火材料爲典型的酸性耐火材料。其礦物組成(chéng)：主晶相爲鱗石英和方石英，基質爲石英玻璃相。矽質耐火材料對(duì)酸性爐渣抵抗能(néng)力強，但受華性渣強烈侵蝕;荷重軟化溫度高;殘餘膨脹保證了砌築體具有良好(hǎo)的氣密性和結構強度;耐磨、導熱性好(hǎo);熱穩定性低，耐火度不高，因此限制了其廣泛的應用。矽磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐及其熱工設備。

2、鎂質耐火材料

鎂質耐火材料是指以菱鎂礦、海水鎂砂和白雲石等作爲原料，以方鎂石爲主晶相，MgO含量在80%〜85%以上的耐火材料。鎂質耐火材料屬堿性耐火材料，抵抗堿性物質的侵蝕能(néng)力較好(hǎo)，耐火度很高，是煉鋼堿性轉爐、電爐、化鐵爐、許多有色金屬火法冶煉中使用最廣泛且重要的一類耐火材料，也是玻璃蓄熱室、水泥窯和陶瓷窯爐高溫帶常用的耐火材料。

鎂質耐火材料産品可分爲冶金鎂砂和鎂質制品兩(liǎng)大類。按化學(xué)組成(chéng)及用途可分爲冶金鎂砂、鎂磚、鎂矽磚、鎂鋁磚、鎂鈣磚、鎂碳磚及其他品種(zhǒng)等。其性能(néng)受CaO/SiO2比和雜質的影響很大。高純鎂磚的荷重軟化點和耐熱震性都(dōu)遠較一般鎂磚爲好(hǎo)。耐火度高，對(duì)堿性渣和鐵渣有很好(hǎo)的抵抗性，是一種(zhǒng)重要的耐火材料。鎂質制品多用燒結法生産，燒成(chéng)溫度一般在1500〜1800℃之間，另外，也可以加化學(xué)結合劑，制成(chéng)不燒磚和不定形耐火材料。

3、熔鑄耐火材料

熔鑄耐火材料指原料及配合料經(jīng)高溫熔化後(hòu)澆鑄成(chéng)一定形狀的制品。配合料的熔融方法有電熔法和鋁熱法兩(liǎng)種(zhǒng)。電熔法即在電弧爐或電阻爐中熔化配合料。鋁熱法是利用鋁熱反應(2Al+Fe2O3→2Fe+Al2O3+Q)放出的熱量將(jiāng)配合料熔化。電熔法是目前生産熔鑄耐火材料的主要方法。

熔鑄耐火制品的種(zhǒng)類很多，目前應用爲廣泛的是熔鑄锆剛玉磚。其他熔鑄制品有熔鑄莫來石磚、熔鑄锆莫來石磚;熔鑄剛玉磚、鎂質、尖晶石及橄榄石質等熔鑄制品。熔鑄制品與燒結法制品相比，有以下特點：制品很緻密，氣孔少，密度大;機械強度高;高溫結構強度大;導熱性高，抗渣性好(hǎo)。

4、含碳耐火材料

含碳耐火材料是指以碳化物爲主要組成(chéng)的耐火材料，屬中性耐火材料，分爲碳質制品、石墨黏土制品和碳化桂制品二類。

含碳耐火材料的耐火度高(純碳的熔融溫度爲3500℃，實際上在3000℃即開(kāi)始升華。碳化矽在2200℃以上分解)，導熱性和導電性均好(hǎo)，荷重變形溫度和高溫強度優異，抗渣性和抗熱震性都(dōu)比其他耐火材料好(hǎo)。但這(zhè)一類制品都(dōu)有易氧化的缺點。

碳質制品是以碳爲主要成(chéng)分，用焦炭、石墨或熱處理無煙煤爲原料，以含碳的有機材料爲結合劑制得的制品。這(zhè)類制品有以焦炭或無煙煤爲主要成(chéng)分的碳磚和經(jīng)石墨化的人造石墨質和半石墨質碳磚。碳質制品具有良好(hǎo)的耐熱性、抗侵蝕性、高溫強度和高溫導熱性，目前主要用于高爐。

石墨黏土制品是以天然石墨爲原料，以黏土作結合劑制得的耐火材料。它具有良好(hǎo)的導熱性，耐高溫，不與金屬熔體作用，熱膨脹小。這(zhè)類制品有石墨黏土坩埚、蒸餾罐、鑄鋼用塞頭磚、水口磚及盛鋼桶襯磚等。其中生産最多、應用最廣的是煉鋼和熔煉有色金屬的石墨黏土坩埚。

碳化矽制品是以碳化矽(SiC)爲原料生産的耐火材料。其耐磨性和耐蝕性好(hǎo)，高溫強度大，熱導率高，熱膨脹系數小，抗熱震性好(hǎo)，近年來其應用領域不斷擴大。碳化矽質制品目前鋼鐵冶煉中可用于盛鋼桶内襯、水口、塞頭、高爐爐底和爐腹、出鐵槽、轉爐和電爐出鋼口、加熱爐無水冷滑軌等方面(miàn)。在有色金屬(鋅、銅、鋁)冶煉中，大量用于蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側牆、熔融金屬管道(dào)、吸送泵和熔煉金屬坩埚等。

5、輕質耐火材料

輕質耐火材料是指氣孔率高、體積密度低、熱導率低的耐火材料。輕質耐火材料的特點是具有多孔結構(氣孔率一般爲40%〜85%)和高的隔熱性。在工業窯爐和其他熱工設備上用作隔熱材料。與一般耐火磚比較，抗渣蝕性、力學(xué)強度、耐磨損性較差，高溫下體積收縮較大。

按體積密度分，輕質耐火材料可分爲輕質磚、超輕質磚兩(liǎng)類。體積密度在0.3〜1.3g/cm3的爲輕質磚;低于0.3g/cm3的爲超輕質磚。

按使用溫度，輕質耐火材料可分爲低溫、中溫、高溫三類。使用溫度600〜900℃爲低溫隔熱材料;900〜1200℃爲中溫隔熱材料;超過(guò)1200℃的爲高溫隔熱材料。

按制品形狀分，輕質耐火材料可分爲定形和不定形兩(liǎng)類。定形的輕質耐火磚包括黏土質、高鋁質、矽質以及某些純氧化物輕質磚等;不定形輕質耐火材料，如輕質耐火混凝土等。

6、不定形耐火材料

不定形耐火材料是由合理級配的粒狀和粉狀料與結合劑共同組成(chéng)的不經(jīng)成(chéng)型和燒成(chéng)而直接使用的耐火材料。通常，把構成(chéng)此種(zhǒng)材料的粒狀材料稱爲骨料，把粉狀料稱爲摻合料，把結合劑稱爲膠結劑。這(zhè)類材料無固定外形，可制成(chéng)漿狀、泥膏狀和松散狀，因而也統稱爲散狀耐火材料。用此種(zhǒng)耐火材料可構成(chéng)無接縫的整體構築物，故也稱爲整體耐火材料。

不定形耐火材料種(zhǒng)類很多，分類方法也很多，一般按照化學(xué)成(chéng)分性質可以分爲堿性耐火材料、酸性耐火材料和中性耐火材料;按照化學(xué)成(chéng)分可以分爲矽質、矽酸鋁、鋁質、鎂質、碳化矽質、鋁碳等;按照結合方式可以分爲水泥結合、化學(xué)結合、凝聚結合等;按照安裝方式可以分爲澆注料、可塑料、搗打料、噴塗料、預制件等。

鋼鐵行業所用耐火材料占耐火材料總量的70%左右。耐火材料的主要作用是承受高溫、磨損、腐蝕等作用，保護熱工設備鋼結構完好(hǎo)，提供較好(hǎo)的工作條件。