凡是在高溫工業窯爐或設備上工作的企業都需要采用耐火材料作為内襯材料。耐火材料是一種耐火溫度在1580℃以上的無機非金屬材料。它是根據使用問的互及部位、施工方式等要求經過一定的工藝制程的産品。具有一定的高溫力學性能、良好的體積穩定性,是各種高溫設備的必備材料。
耐火材料的分類方法有很多。但主要的有按化學成分劃分: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(1580-1770℃)、高級耐火材料(1770-2000℃)特級耐火材料(2000℃以上)和超級耐火材料(大于3000℃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、轉爐用、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:标型、普型、異型、特型和超特型制品;按成型工藝劃分:可分為天然岩石切鋸、泥漿澆注、可塑成型、半幹成型和振動、搗打、熔鑄成型等制品;按化學一礦物組成劃分:可分為矽酸鋁質(粘土磚、高鋁磚、半矽磚)、矽質(矽磚、熔融石英燒制品)、鎂質(鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚);碳質(碳磚、石墨磚)、自雲石質、锆英石質、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複合材料)。
耐火材料根據性質不同分為酸性耐火材料、堿性耐火材料、矽酸鋁質耐火材料、熔鑄耐火材料、和中性耐火材料。
酸性耐火材料通常指SO2含量大于93%的耐火材料,它的主要特點是在高溫下能抵抗酸性渣的侵蝕,但易于與堿性熔渣起反應。酸性耐火材料主要有石英玻璃制品,熔融石英再結合制品,矽磚及不定形矽質耐火材料。半矽質耐火材料一般也歸于此類。至于粘土質耐火材料也有将其劃歸此類稱之為半酸性或弱酸性耐火材料的。還有将锆英石質耐火材料和碳化矽質耐火材料作特殊酸性耐火材料也劃歸此類的。
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。堿性耐火材料主要用于堿性煉鋼爐及有色金屬冶煉爐,水泥工業也常常使用該類材料。其主要産品有鎂質、鎂鉻質、鎂橄榄石質、鎂鋁質、白雲石質和石灰質等耐火材料。其中鎂質、白雲石質和石灰石質屬強堿性,鉻鎂質和鎂鉻質、鎂橄榄石質和尖晶石質屬弱堿性。
矽酸鋁質耐火材料是指以SO2AL2O3為主要成分的耐火材料,按其AL2O3含量的多少可以分為半矽質(A12O315~30%),粘土質(A2O30~48%),高鋁質(Al2O3大于48%)三類。這三類材料一般以葉蠟石、矽質粘土、耐火粘土和高鋁礬土為主要原料,其産品品種多,使用範圍廣,在耐火材料生産中占有較大的比重。
熔鑄耐火材料是指用一定方法将配合料高溫熔化後,澆注成的具有一定形狀的耐火制品。熔鑄耐火材料的生産方法一般有電熔和鋁熱法兩種,其中電熔法主要是用單相或三相電弧爐及電阻爐熔化配合料,鋁熱法是利用鋁放熱反應放出的熱量将配合料熔化。電熔法是目前生産熔鑄耐火材料的主要方法。
高溫下,與酸性或堿性熔渣都不易起明顯反應的耐火材料叫中性耐火材料,如炭質耐火材料和鉻質耐火材料。有的将高鋁質耐火材料也歸于此類,列為具有一些酸性傾向的中性耐火材料,而将鉻質耐火材料列為具有一些堿性傾向的中性耐火材料。
無論選擇哪種耐火材料作為内襯材料都應具備較高的耐火溫度、良好的荷重軟化溫度、高溫體積穩定型、熱震穩定性及良好的抗渣性和耐磨性。對于定型耐火材料還要求外形規整、尺寸精準。對于某些特殊領域用耐火材料還要求要具具有透氣性、導熱性、導電性、絕緣性等要求。如此多的分類卻沒有任何一種材料能滿足所有的工作環境需求。因此選擇耐火材料的标準就是根據使用環境、溫度、化學侵蝕介質、溫度變化、經濟性等方面考慮。
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