耐火材料基本知識(shí)

1、.第一章 耐火材料基本知識(shí) 1什么是耐火材料? 耐火材料一般是指耐火度在1580以上的無機(jī)非金屬材料。它包括天然礦石及按照一定的目的要求經(jīng)過一定的工藝制成的各種產(chǎn)品。具有一定的高溫力學(xué)性能、良好的體積穩(wěn)定性，是各種高溫設(shè)備必需的材料。 2耐火材料是怎樣分類的? 耐火材料的分類方法有很多。但主要的有按化學(xué)成分劃分：可以分為酸性、堿性和中性；按耐火度劃分：可以分為普通耐火材料(15801770C)、高級(jí)耐火材料(17702000)、特級(jí)耐火材料(2000C以上)和超級(jí)耐火材料(大于3000C)四大類；按加工制造工藝劃分：可分為燒成制品、熔鑄制品、不燒制品；按用途劃分：可分為高爐用、平爐用、轉(zhuǎn)爐用、

2、連鑄用、玻璃窯用、水泥窯用耐火材料等；按外觀劃分：可分為耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料；按形狀和尺寸劃分可分為：標(biāo)型、普型、異型、特型和超特型制品；按成型工藝劃分：可分為天然巖石切鋸、泥漿澆注、可塑成型、半干成型和振動(dòng)、搗打、熔鑄成型等制品；按化學(xué)一礦物組成劃分：可分為硅酸鋁質(zhì)(粘土磚、高鋁磚、半硅磚)、硅質(zhì)(硅磚、熔融石英燒制品)、鎂質(zhì)(鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚)；碳質(zhì)(碳磚、石墨磚)、白云石質(zhì)、鋯英石質(zhì)、特殊耐火材料制品(高純氧化物制品、難熔化合物制品和高溫復(fù)合材料)。 5經(jīng)常使用的耐火材料有哪些? 耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、機(jī)械熱加工、石油化工、動(dòng)力和國防等工業(yè)部門。 經(jīng)常

3、使用的普通耐火材料有硅磚、半硅磚、粘土磚、高鋁磚、鎂磚等。 經(jīng)常使用的特殊耐火材料有AZS磚、剛玉磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚，氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹?shù)饶突鸩牧稀?經(jīng)常使用的隔熱耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、絕熱板等。 經(jīng)常使用的不定形耐火材料有補(bǔ)爐料、耐火搗打料、耐火澆注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火噴補(bǔ)料、耐火投射料、耐火涂料、輕質(zhì)耐火澆注料、炮泥等。 6制造普通耐火材料的工藝是什么? 制造普通耐火材料的生產(chǎn)工藝一般包括原料的煅燒、原料的揀選、破粉碎，配料、混合、困料、成型、干燥、燒成等工序。但目

4、前的耐火材料廠往往是購進(jìn)煅燒好的熟料，所以原料的煅燒已不再是普通耐火材料生產(chǎn)廠考慮的問題。 7耐火材料應(yīng)該具備什么條件? 耐火材料應(yīng)具有高的耐火度、良好的荷重軟化溫度、高溫體積穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性及良好的抗渣性。此外，還要求耐火材料具有一定的耐磨性。對(duì)于耐火制品，除上述要求外，還要求其外形規(guī)整，尺寸準(zhǔn)確。對(duì)某些特殊領(lǐng)域使用的耐火材料，還要求其具有一些特殊性能，如透氣性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和硬度等。 但到目前為止，還沒有能同時(shí)滿足上述所有性能要求的耐火材料，因此在使用耐火材料時(shí)，要根據(jù)使用條件來選擇。 8什么叫酸性耐火材料? 酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93的耐火材料，它的主要特點(diǎn)是在高溫下能抵

5、抗酸性渣的侵蝕，但易于與堿性熔渣起反應(yīng)。酸性耐火材料主要有石英玻璃制品，熔融石英再結(jié)合制品，硅磚及不定形硅質(zhì)耐火材料。半硅質(zhì)耐火材料一般也歸于此類。至于粘土質(zhì)耐火材料，也有將其劃歸此類，稱之為半酸性或弱酸性耐火材料的。還有將鋯英石質(zhì)耐火材料和碳化硅質(zhì)耐火材料作特殊酸性耐火材料也劃歸此類的。 9什么叫堿性耐火材料? 堿性耐火材料一般指以氧化鎂或氧化鎂和氧化鈣為主要成分的耐火材料。這類耐火材料的耐火度都較高，抵抗堿性渣的能力強(qiáng)。堿性耐火材料主要用于堿性煉鋼爐及有色金屬冶煉爐，水泥工業(yè)也常常使用該類材料。其主要產(chǎn)品有鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂橄欖石質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、白云石質(zhì)和石灰質(zhì)等耐火材料。其中鎂質(zhì)、白云石質(zhì)和石

6、灰石質(zhì)屬強(qiáng)堿性，鉻鎂質(zhì)和鎂鉻質(zhì)、鎂橄欖石質(zhì)和尖晶石質(zhì)屬弱堿性。 10什么叫硅酸鋁質(zhì)耐火材料? 硅酸鋁質(zhì)耐火材料是指以SiO2A12O3為主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分為半硅質(zhì)(A12O31530)，粘土質(zhì)(A12O33048)，高鋁質(zhì)(A1203大于48)三類。這三類材料一般以葉蠟石、硅質(zhì)粘土、耐火粘土和高鋁礬土為主要原料，其產(chǎn)品品種多，使用范圍廣，在耐火材料生產(chǎn)中占有較大的比重。 第三章 原料的加工及防塵第一節(jié) 原料加工的一般概念及加工用設(shè)備 124什么叫原料加2127原料加工包括哪些工序? 原料加工就是將進(jìn)到工廠的各種形狀和尺寸的原料(包括生礦石和熟料)加工成所需的粒度

7、，并剔除混入原料中的雜質(zhì)以供制備磚坯使用。 原料加工包括：原料揀選、破碎、粉碎、細(xì)磨和篩分。 125進(jìn)廠原料為什么要進(jìn)行揀選? 對(duì)進(jìn)廠原料進(jìn)行揀選的目的主要有兩個(gè)：(1)選出夾雜在原料中的雜物、欠燒料、未燒盡的燃料以及熔瘤塊等；(2)根據(jù)原料的外觀特征進(jìn)行分級(jí)堆放，以便于管理和使用。 126什么是破粉碎?其目的是什么? 用機(jī)械方法(或其他方法)對(duì)大塊原料施以外力，使之碎裂成小塊或細(xì)粉的過程叫原料的破粉碎。 通常采用二級(jí)或三級(jí)破粉碎。即破碎物料塊度從250300mm破碎到4050mm； 粉碎物料塊度從4050mm粉碎至45mm； 細(xì)磨物料粒度從45mm細(xì)磨至小于0088mm。 破粉碎的目的在于將

8、塊狀原料制備成具有一定顆粒組成的顆粒料和細(xì)粉，以便使不同組成的粉料配制及混合均勻；增加原料的比表面積，提高其物理化學(xué)反應(yīng)的速度。 127影響破粉碎的因素有哪些? 影響破粉碎的因素有兩方面：一方面與原料本身的結(jié)構(gòu)特性強(qiáng)度、硬度、組織均勻性、解理、可塑性等有關(guān)；另一方面與所用設(shè)備的特性、礦石原料的塊度和破粉碎產(chǎn)物的粒度要求有密切關(guān)系。通常破碎比值(物料粉碎前的平均直徑與粉碎后的物料平均直徑之比)越大，機(jī)械的生產(chǎn)能力越低。 128破粉碎流程有幾類?各有什么特點(diǎn)? 破粉碎流程通常有兩類，即開流式和閉流式。開流式的優(yōu)點(diǎn)是流程簡單，原料只通過粉碎機(jī)一次。缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大、生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)生細(xì)粉過多，不利于

9、提高制品的質(zhì)量。閉流式雖沒有以上缺點(diǎn)，但流程復(fù)雜，需要較多的附屬設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是粉碎效率較高，易于達(dá)到顆料度的要求。通常原料的破碎采用開流式，而粉碎采用閉流式循環(huán)粉碎。 目前，各地耐火廠普遍采用的是單機(jī)閉流式或多機(jī)閉流式。前者適用于產(chǎn)品種類多的中、小型工廠，后者適用于大批量、穩(wěn)定的產(chǎn)品生產(chǎn)。 129選擇破粉碎設(shè)備的依據(jù)是什么? 原料的破粉碎設(shè)備種類很多，選用該設(shè)備時(shí)一般應(yīng)依據(jù)以下幾點(diǎn)來選擇。(1)生產(chǎn)率的大小，；即生產(chǎn)量的要求和設(shè)備的生產(chǎn)能力；(2)機(jī)械的能量消耗；(3)被破碎物料的物理性能，即物料的硬度、強(qiáng)度和塊度大?。?4)物料被粉碎后的要求，即顆粒度及顆粒形狀；(5)防塵條件。如顎式破碎機(jī)

10、適于破碎硬質(zhì)原料(粘土熟料、硅石或鎂石等)；而錘式破碎機(jī)和籠磨機(jī)只適于半硬質(zhì)物料(如可塑性差的結(jié)合粘土)及軟質(zhì)物料。 130破碎設(shè)備有幾種?其工作原理是什么?各有什么特點(diǎn)? 按其結(jié)構(gòu)特征或工作原理的不同，破碎設(shè)備可分為以下幾類： (1)顎式破碎機(jī) 其工作原理是靠活動(dòng)顎板對(duì)固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料產(chǎn)生擠壓、劈裂、折斷作用而破碎的。 該設(shè)備構(gòu)造較簡單，堅(jiān)固耐用，生產(chǎn)能力大，操作維修方便，處理的物料塊度范圍較大；但動(dòng)力消耗大。是耐火廠常用的粗碎設(shè)備。 ； (2)圓錐破碎機(jī) 其破碎部件是由兩個(gè)不同心的圓錐體，即不動(dòng)的外圓錐和可動(dòng)的內(nèi)圓錐組成，內(nèi)圓錐以一定的偏心半徑繞外圓錐中心線作偏心運(yùn)動(dòng)。物

11、料在兩個(gè)錐體之間受到擠壓和折斷作用而被破碎。 該設(shè)備生產(chǎn)率大，電能消耗少，物料粒度較均勻。 (3)輥式破碎機(jī) 物料在兩個(gè)互相平行的圓柱形且相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)又g受到擠壓(光輥)或受擠壓和劈碎(齒輥)作用而破碎。當(dāng)兩個(gè)輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)數(shù)不同時(shí)，還有磨碎作用。 其優(yōu)點(diǎn)是粉碎產(chǎn)物中細(xì)粉含量極少，主要是棱角狀的顆粒料，對(duì)于提高制品密度和質(zhì)量有利。缺點(diǎn)是產(chǎn)量低，粉碎比小，。滾筒易磨損、噪音大。 (4)反擊式破碎機(jī) 由高速回轉(zhuǎn)的打擊板和固定不動(dòng)的反擊板組成。當(dāng)物料受到打擊板打擊后，高速飛向反擊板，再次受到撞擊，物料在兩板之間反復(fù)受到?jīng)_擊作用而破碎。 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，破碎比大(一般為3040，最大可達(dá)150以上)，產(chǎn)

12、品粒度均勻，適應(yīng)性強(qiáng)，可破碎脆性及中硬以下物料。缺點(diǎn)是打擊板和反擊板極易磨損，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音較大。適用于破碎中等可碎性物料，如硅石、燒結(jié)白云石、粘土熟料、燒結(jié)鎂砂和石灰石等。 13L磨碎設(shè)備有哪些?各有什么特點(diǎn)? 磨碎設(shè)備有球磨機(jī)、管磨機(jī)、懸輥式粉磨機(jī)和振動(dòng)磨機(jī)等。 (1)球磨機(jī) 其磨碎部件由簡體內(nèi)襯板和破碎介質(zhì)(研磨體)組成。當(dāng)簡體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，筒內(nèi)的破碎介質(zhì)在摩擦力和離心力的作用下隨著簡體回轉(zhuǎn)，破碎介質(zhì)在被提升到定高度后自由地下落，物料受沖擊和研磨作用而被粉碎。 球磨機(jī)的種類很多，按研磨體不同可分為球磨機(jī)(以鋼球或鋼球與鋼段為研磨體)、棒磨機(jī)(以鋼棒為研磨體)、礫磨機(jī)(以礫石、卵石及瓷球等為研磨體)

13、。按簡體形狀不同可分為短頭形球磨機(jī)(簡體長度小于簡體直徑的2倍)、圓錐形球磨機(jī)(簡體長度等于02510簡體直徑)、管磨機(jī)(簡體長度為37倍簡體直徑)。按排料方式不同可分為溢流型球磨機(jī)、格子型球磨機(jī)和周邊卸料球磨機(jī)。按工藝和操作又可分為干法粉磨和濕法粉磨；間歇粉磨和連續(xù)粉磨。 球磨機(jī)的給料粒度一般不得大于65mm，最適宜的給料粒度是6mm以下，產(chǎn)品粒度在150075mm之間。 (2)管磨機(jī) 由于管磨機(jī)的簡體較長，被粉磨的物料在簡體內(nèi)停留的時(shí)間較長，因而可獲得極細(xì)的粉料，產(chǎn)品粒度可達(dá)007mm以下。 (3)懸輥式粉磨機(jī) 適宜細(xì)磨各種中等硬度、水分在6以下的物料。當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品的品種較多而數(shù)量較少的情況

14、下，宜采用此設(shè)備，因換料時(shí)清理工作較簡便。可獲得產(chǎn)品粒度為o044mm的干物料。 (4)振動(dòng)式球磨機(jī) 振動(dòng)磨機(jī)是一種超細(xì)磨球磨機(jī)，可用于干磨、也可用于濕磨，其工作效果都較好。主要用來粉磨純氧化物制品所需的超細(xì)粉料。它的主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，可粉磨各種軟的及硬的物料，而且可獲得極細(xì)產(chǎn)品；研磨體裝載量多，通常占磨筒容積的?o一85；消耗的電能較少；磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占地面積小；各零部件較小，便于更換檢修。 (5)氣流磨 是一種利用超聲速氣流使物料發(fā)生對(duì)撞而達(dá)到粉碎目的的新型設(shè)備。用它可以獲得足夠細(xì)度(400mm的坯體，干燥時(shí)間由2d延長至6d，燒成溫度由13202：iOC提高到133015，保溫時(shí)間

15、由32h延長至36h。由于制品干燥充分，燒結(jié)良好，制品合格率可提高到80以上。 354怎樣制造低氣孔率粘土磚? 用特級(jí)焦寶石、蘇州高嶺土和軟質(zhì)粘土為原料，用共磨細(xì)粉、泥漿配料方法可以制造顯氣孔率為136的低氣孔率粘土磚。 焦寶石熟料經(jīng)破碎至3216mm、1605mm和0，5mm三種粒級(jí)。細(xì)粉經(jīng)球磨機(jī)共磨后，粒度0088mm的大于?5。采用多熟料配比，熟料8085，復(fù)合粘土1520。配料顆粒組成如下：32一16mm25，1605mm25，細(xì)粉和添加物，混練時(shí)間1545min。為了使混練均勻，通常將酚醛樹脂預(yù)熱至3545再進(jìn)行混練。成型是在800t摩擦壓磚機(jī)上進(jìn)行的。按照先輕后重，多次加壓的原則，

16、先輕壓46次，再重壓8次，磚坯體積密度控制 在29gcm。左右。鎂碳磚經(jīng)150200熱處理，時(shí)間不少于32h，即為成品。有特殊要求的制品可經(jīng)輕燒及瀝青浸漬處理。 393制造鎂碳磚為什么要加人抗氧化劑?通常選用的抗氧化劑有哪些? 鎂碳磚在使用過程中，由于碳受到FeO、CO：的作用而被氧化，從而形成脫碳層。此外，氧化鎂與石墨的熱膨脹率相差很大，在加熱過程中，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度下降。當(dāng)加入添加劑后，碳的氧化速度減慢，而且加入的添加劑生成相應(yīng)的金屬氧化物、碳化物、氮化物等新物相。這些新物相堵塞了氣孔，阻止了氧的滲透，從而抑制、延緩了碳的氧化，延長了磚的使用壽命。 常用的抗氧化劑：A1粉、Si粉、Al+Si

17、粉、Mg、Mg-A1合金、BC、BN、SiC等。當(dāng)采用比例為1：1的Al粉和Si粉復(fù)合加入劑時(shí)，加入量以46為宜。 394制造鎂碳磚時(shí)，成型壓力多大為宜? ； 生產(chǎn)實(shí)踐表明，成型壓力為210MPa時(shí)，制品的氣孔率最低，體積密度和耐壓強(qiáng)度最高。當(dāng)成型壓力增加到350MPa時(shí)，制品的耐壓強(qiáng)度反而降低。因此，成型壓力并不是越高越好。當(dāng)成型壓力超過某一值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過壓現(xiàn)象。過壓率與石墨加入量有關(guān)，當(dāng)石墨加入量由10增加到15時(shí)，過壓率顯著增加。過壓使制品內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，從而使制品的耐壓強(qiáng)度降低。 395混料時(shí)怎樣加人結(jié)合劑? 按照傳統(tǒng)的操作程序，混料時(shí)結(jié)合劑一次加入。這樣作制品氣孔率較高，體積密度和耐壓

18、強(qiáng)度較低。如果將液態(tài)結(jié)合劑分兩次加入，制品性能有明顯提高。例如，一次加入結(jié)合劑耐壓強(qiáng)度為194MPa，體積密度282gcm，氣孔率7，結(jié)合劑分兩次加入，制品的耐壓強(qiáng)度為234MPa，體積密度285gcm，氣孔率50。 第九章 不定形耐火材料 514什么是不定形耐火材料?其特點(diǎn)是什么? 不定形耐火材料是由合理級(jí)配的粒狀和粉狀料與結(jié)合劑共同組成的不經(jīng)成型和燒成而直接供使用的耐火材料。這類材料無固定的外形，可制成漿狀、泥膏狀和松散狀，因而也通稱為散狀耐火材料。用此種耐火材料可構(gòu)成無接縫的整體構(gòu)筑物，故還稱為整體性耐火材料。 不定形耐火材料的化學(xué)和礦物組成主要取決于所用的粒狀和粉狀耐火物料。它與結(jié)合劑的品種和數(shù)量也有密切關(guān)系。由不定形耐火材料構(gòu)成的構(gòu)筑物或制品的密度主要與組成材料及其配比有關(guān)。同時(shí)，在很大程度上取決于施工的方法和技術(shù)。一般而論，與相同材質(zhì)的燒結(jié)耐火制品相比，多數(shù)不定形耐火材料在燒結(jié)前甚至燒結(jié)后的氣孔率較高；在燒結(jié)前構(gòu)筑物或制品的某些性能可能因產(chǎn)生某些化學(xué)反應(yīng)而有所