耐火材料碱性耐火材料
碱性耐火材料的最新进展
在 其 中 的剩 余 氧 化 铁 。 充分 煅 烧 的情 况 下 ． 种 材 在 这
料 在 气 巾不容 易水化 ， 日易 于烧结 。如今碱 性 耐 并 ． 火 材料 的 丰蛰原料 在我 国的辽宁被 发 现 。 储量 ｔ 界 且 日 ＝
第 一 。另外 巾于海 水或 所谓 的“ 合成” 砂 的 发展 ， 镁 也
７ 中 国 水 泥 ２ ０ ． ０ ０ ６３
维普资讯
Ｃ ｒ允许 含量 为００ ｘ ０ ｋ／ ．１ ｌ ｇ 。镁铬 残砖 对环 境 的污染 ｌ 十 分严ｌ 亘。随 环保法规 的建立 和无 铬材料 的发展 ． 镁
前 瞻性 研究 ，研 制 的材料 也获 得 了 良好 的试 用效 果 。
要 的贡献 。
ＳＯ ） １０ ｉ 。 ０ 多年 来 ， 化镁 制 品生 产 的原 料 主要 是 使 氧
用 住奥 地利 发现 的铁 菱 镁矿 ， ￣Ｍｇ Ｏ 与Ｆ 固 它 Ｃ， ｅ 的 ０ 熔 体 ， 过煅烧 产生 结 晶 的氧 化镁 （ 经 方镁 石 ） 和细 分 散
虽然 直接 结 合镁铬 砖有 众 多优 点 ，使 用 量 大 ． 但
量 的８ ％左 右 ， 于部 分 则 用 于 其 它 冶 金 丁业 ， ５ 剩 以及 水 泥 回转 窑 和玻璃 窑 蓄热室 。所 以 ， 碱 耐火 材料 对 的研 究 和发展 ， 推动 力是 巨大 的 。 ９ １ ， 其 １６ 年 一种 通称 为直接结 合镁 锵砖 的新 型碱性 砖 出现 于工业 舞 台 ． 并
加 速 了镁 质材 料 的发展
的经 济效 益 ， 但产 生铬公 害 。 高 温 、 和 氧化性 气 氛 在 碱
存在时 ， 部分 Ｃ ｒ 会转 化成 Ｃ ， 发 并 凝 结 在 耐 火材 一 挥
耐火材料的分类
耐火材料的分类耐火材料是一种能够在高温下保持结构完整性和稳定性的材料，通常用于建筑、冶金、化工等领域。
根据其化学成分和物理性质的不同，耐火材料可以被分为不同的分类。
在本文中，我们将对耐火材料的分类进行详细介绍。
一、按化学成分分类。
1. 氧化物耐火材料。
氧化物耐火材料是指以氧化物为主要成分的耐火材料，如氧化铝、氧化镁、氧化硅等。
这类耐火材料具有优异的耐高温性能和化学稳定性，常用于高温炉窑的内衬和隔热材料。
2. 酸性耐火材料。
酸性耐火材料主要由硅酸盐、石英等酸性物质组成，具有良好的耐酸性和耐高温性能，常用于化工设备和冶金炉的内衬。
3. 碱性耐火材料。
碱性耐火材料主要由氧化钙、氧化镁等碱性物质组成，具有良好的耐碱性和耐高温性能，常用于玻璃窑和水泥窑的内衬。
二、按物理性质分类。
1. 质地密实耐火材料。
质地密实耐火材料具有较高的密度和强度，能够抵抗高温下的热应力和侵蚀，常用于高温炉窑的内衬和隔热材料。
2. 多孔质耐火材料。
多孔质耐火材料具有较高的孔隙率和吸水性能，能够有效隔热和保温，常用于炉窑的隔热层和吸声材料。
3. 纤维耐火材料。
纤维耐火材料由耐火纤维组成，具有优异的耐高温性能和隔热性能，常用于高温设备的隔热和保温。
三、按用途分类。
1. 冶金耐火材料。
冶金耐火材料主要用于冶金炉的内衬和隔热材料，能够承受高温下的侵蚀和热应力。
2. 建筑耐火材料。
建筑耐火材料主要用于建筑物的防火隔离和防火保护，能够有效延缓火灾蔓延。
3. 化工耐火材料。
化工耐火材料主要用于化工设备的内衬和耐腐蚀材料，能够抵抗化学腐蚀和高温侵蚀。
综上所述，耐火材料根据化学成分、物理性质和用途的不同可以被分为多个分类。
不同类型的耐火材料在不同领域具有各自独特的应用特点和优势，为高温工业提供了重要的支撑和保障。
在未来的发展中，随着科技的进步和工艺的改进，耐火材料将会得到更广泛的应用和发展。
耐火材料第五章
→C4AF、C3A、C2F使CaO-MgO（2370 ℃）系统的始熔温度降低
900~1000℃。 C3S本身熔点高，但易与SiO2、MgO反应生成低熔物。所
以，提高白云石材料的高温性能，必须尽量降低Al2O3、氧化铁以及SiO2
等杂质。
二、化学组成对镁质制品性能的影响
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
Al2O3的影响 铝铁比A/F = 0.64 铝铁比A/F ＜0.64 铝铁比A/F >0.64 CaO-MgO-C3S-C4AF CaO-MgO-C3S-C4AF-C2F CaO-MgO-C3S-C4AF-C3A 1295℃ 1290 ℃ ＜1300 ℃
→C3A、C2F的影响相似。
2.0
C/S质量比
相组合
0
MgO M2 S 镁硅砖 1860
0-0.93
MgO M2 S CMS 1502
0.93
MgO CMS 1490
0.93-1.4
MgO CMS C3MS2 1490
1.4
MgO C3MS2 1575
1.4-1.87
1.87
MgO MgO C3MS2 C2S C2S 镁钙砖 1575 1890
矿物 M MK 2400 MA 2130 MF 1750 不一致 C3S 1900 分解 M2S 1890 C2S 2130 CMS 1498 不一致 C3MS2 1575
5
C2F 1435
熔点 2800 ℃
1、 MgO-C的氧化还原反应
1、MgO的稳定性随T↑， △G↑, 稳定性↓
CO稳定性随T↑，△G↓， 稳定性↑ 2、MgO的稳定性随P'Mg↑， △G↓，稳定性↑ CO稳定性随P'CO ↑, △G↑，稳定性↓
不烧的无铬碱性耐火材料
说 ，由于 在 高 温下 Ｓ Ｏ 容 易挥 发 ，在 烧 成 耐 火 材 ｎ
料 中其 预 期 的 数 量 受 到 限 制 。对 于不 烧 耐火 材 料
均 匀 的混 合 物 以振 动 浇 注 法 进 行 成 型 的 。该 混 合 物 由 骨 料 、 粉 料 、水 （ ％一 ％１及 强 化 用 纤 维 ５ ６
一
镁 铬 砖 （ ｒ 量 １ ％一 ５ Ｃ２ 含 ０ ８ ３ ％）来 砌 筑 。但 是 其 缺 点是 。此 种 耐 火 材 料 在 使 用 后 与 致 癌 的毒 性 化 合 物 Ｃ ６ 度 集 中在 一 起 。 由于 含 铬 废 料 在 多 年 内 ｒ高 ＋ 存 在 潜 在 的危 险 性 ，因 此 目前 的趋 势 是 选 用 无 铬 的 耐 火 材 料 。 为 消 除 耐 火 材 料 中 的 氧化 铬 ，科 研 工作 者 们做 了大量 的研 究工 作 。
第３卷 第６ ６ 期
２１ ０ １年 １ ２月
耐 火 与 石 灰
・ ９・ ３
不 烧 的无铬碱 性 耐火材 料
摘 要 ：为适应环保的要求 ，开发了不烧的无铬碱性耐火材料 ，主要用于低温冶金炉中。所开发的铝镁尖晶
石 一 石 质 浇 注 料 具 有 良好 的性 能 ，在 炼 铜 生产 中 可 以 合 理 地 选 用 。 锡
点 、热膨胀率及 抗侵蚀 性 。在测定抗 侵蚀 性时 ，
耐火材料与燃烧概论4
耐火材料与燃料燃烧讲义
15
2400 2350 Al2O3 2000
温度，℃
1995
1600
Cr2O3
1720
Fe2O3 1200
0
20
40 R2O3,mass%
60
80
图4-5 MgO-R2O3系相图
耐火材料与燃料燃烧讲义 16
R2O3 固溶于方镁石中，形成阳离子空穴，因此能够促进烧结。其促进 烧结的影响顺序可排列如下：Fe3+>Cr3+>Al3+。 以MgO-MgO· R2O3体系中固溶同量R2O3而论，由于MgO· Cr2O3的熔点最高， 同方镁石的共熔温度最高，溶解量也较高。溶于方镁石形成固溶体后开始 出现液相温度最高，故在镁质耐火材料中，除高纯镁石材料外，含铬尖晶 石的镁质耐火材料是最优秀的。
方镁石是氧化镁唯一的结晶形态，属等轴晶系， NaCl 型晶体结构。 晶格常数和真密度分别随煅烧温度的升高而增大和减小。充分烧结的方 镁石晶格常数可达4.20Å，真密度为3.61g/cm3。 方镁石的化学活性很大，极易与水或大气中的水分进行水化反应。
耐火材料与燃料燃烧讲义
4
方镁石属离子晶体，离子间静电引力大，晶格能高达 3935kJ/mol，故 熔点很高，达2800℃。但是，当温度达1800℃以上，便可产生升华现象而 且其稳定性随温度提高和压力减小而降低。 方 镁 石 构 成 的 耐 火 材 料 在 1600℃ 以 上 的 还 原 气 氛 中 极 易 被 还 原 。 MgO+C=Mg(g)+CO(g)最低反应温度如下表所示。
耐火材料与燃料燃烧讲义
2
(2) 直接结合镁砖：以高纯烧结镁砂为原料，经烧结制成的，MgO含 量95%以上，是方镁石晶粒间直接结合的镁质耐火制品。
耐火材料技术标准
耐火材料技术标准耐火材料是一类能够在高温环境下保持稳定性和耐久性的材料。
它们被广泛应用于高温工业领域，如冶金、玻璃、电力、化工等。
为了确保耐火材料的品质和性能，各国都制定了相应的技术标准。
耐火材料的技术标准主要包括产品分类、化学成分、物理性能、耐火度、热稳定性、耐磨性、抗渣性、导热性、耐化学侵蚀性等方面的要求和测试方法。
首先，耐火材料的产品分类根据其化学成分和配方可分为多种不同类别，如碱性耐火材料、中性耐火材料、酸性耐火材料等。
每种类别的耐火材料都有其特定的技术要求和适用范围。
其次，对于耐火材料的化学成分要求，通常要求其主要成分的含量符合标准要求，并且不得含有对性能有害的杂质。
同时，还会对一些特定元素的含量进行限制，以确保耐火材料的使用安全性和稳定性。
物理性能是衡量耐火材料品质的重要指标之一，它包括常温物理性能和高温物理性能。
常温物理性能主要包括体积密度、吸水率、开孔率、抗压强度等指标。
高温物理性能主要包括耐火度、热膨胀系数、导热系数等指标。
耐火度是耐火材料最重要的性能之一，它表示耐火材料能够承受的最高温度。
耐火度一般通过熔融温度、软化开始温度、软化结束温度等指标来评判。
热稳定性是指耐火材料在高温条件下能够保持稳定的性能。
它主要与耐火材料的晶体结构、化学成分和微观结构有关。
热稳定性主要通过热膨胀系数、热震稳定性等指标来衡量。
耐磨性是耐火材料在使用中所受到的磨损程度。
耐磨性取决于耐火材料的硬度、抗压强度、摩擦系数等因素。
同时，耐磨性还与耐火材料的微观结构、孔隙度等因素有关。
抗渣性是指耐火材料在高温炉渣侵蚀下的稳定性能。
耐火材料在高温下会与炉渣发生物理和化学反应，从而引起耐火材料的破坏。
评估耐火材料的抗渣性主要通过渣侵蚀试验来进行。
导热性是指耐火材料传导热量的能力。
导热性能直接影响到耐火材料的热传导效率和热工性能。
导热性能通常通过热导率指标来评估。
耐化学侵蚀性是指耐火材料在化学环境中的稳定性和耐久性。
电炉(矿热炉、电弧炉)耐火材料基础知识、分类、特性与选择方法
电炉（矿热炉、电弧炉）耐火材料基础知识、分类、特性与选择方法一、分类1、耐火材料按化学矿物组成可以分为8类：硅质材料。
硅酸铝质材料。
镁质材料。
白云石质材料。
鉻质材料。
炭质材料。
锆质材料。
特种耐火材料。
2、耐火材料按化学特性可以分为3类：酸性耐火材料。
中性耐火材料。
碱性耐火材料。
3、耐火材料按耐火度可以分为3类：普通耐火材料，耐火度为1580-1770度。
高级耐火材料，耐火度为1770-2000度。
特级耐火材料，耐火度高于2000度。
4、耐火材料按成型工艺分类可以分为7类：天然岩石加工成型。
压制成型耐火材料。
浇注成型耐火材料。
可塑成型耐火材料。
捣打成型耐火材料。
喷射成型耐火材料。
挤出成型耐火材料。
5、耐火材料按热处理方式可以分为4类：烧成砖。
不烧砖。
不定型耐火材料。
熔融（铸）制品。
6、耐火材料按形状和尺寸可以分为5类：标型制品。
普型制品。
异性制品。
特型制品。
其他，如坩埚、皿、管等。
7、耐火材料按用途可以分为：钢铁行业用耐火材料。
有色金属行业用耐火材料。
石化行业耐火材料。
硅酸盐行业（玻璃窑、水泥窑、陶瓷窑等）用耐火材料。
电力行业（发电锅炉）用耐火材料。
废物焚烧熔融炉用耐火材料。
其他行业用耐火材料。
二、耐火材料理化特性1、荷重软化点是表征材料在高温和荷重共同作用下的抵抗能力，也表征材料呈现明显塑性变形的软化温度；该点是指试样在连续升温条件下承受恒定荷载而产生变形的温度。
耐火砖在常温下耐压强度很高，但在高温时再受压就会产生变形，其耐压强度显著降低。
将耐火材料制品每平方厘米的面积上加2千克静负荷，然后加热，逐渐升温，当耐火材料制品发生一定的变形时的温度成为荷重软化点。
因此，荷重软化点也是用来评价耐火材料制品高温结构强度的重要指标。
2、抗热震性，在温度急剧变化的情况下耐火材料能够不开裂、不剥落的性能称为抗热震性，又称为耐急冷急热性、或抗温度急变性、或耐热崩裂性、或耐热冲击性、或热震稳定性等。
可根据标准规定测出各种耐火材料的抗热震性能。
耐火材料是什么
耐火材料是什么
耐火材料是一种可以在高温条件下保持稳定性和耐磨性的材料。
它通常用于防火墙、耐火砖、火炉衬板、熔炉和锅炉等高温设备中。
耐火材料的主要作用是保护设备免受高温和火焰的侵害，并延长设备的使用寿命。
耐火材料按照其化学成分和物理性质的不同可以分为不同的种类。
常见的耐火材料包括耐火砖、耐火纤维、耐火水泥和耐火涂料等。
耐火砖是最常见的耐火材料之一。
它主要由高铝质或硅质材料制成，具有高耐热性和抗磨性。
耐火砖被广泛用于高温设备的内衬，如炉膛、熔炉和锅炉等。
耐火砖根据其化学成分的不同分为酸性耐火砖、碱性耐火砖和中性耐火砖等。
耐火纤维是一种由高温无机纤维制成的轻质、柔软和耐高温的材料。
它具有优异的隔热性能和耐磨性，常用于高温设备的保温层和隔热层，如炉膛衬里、管道隔热和石棉板等。
耐火水泥是一种专用的水泥，具有较高的耐高温性能。
它常用于耐火材料的粘合和修补，以增强耐火材料的耐热性能。
耐火水泥在高温下能保持稳定，并且具有较好的抗裂性和耐火性。
耐火涂料是一种特殊的涂料，具有耐热性和耐磨性。
它常用于高温设备的表面保护和防火涂层，以防止高温和火焰对设备的损害。
耐火涂料能够在高温下保持稳定，并且能够耐强酸、强碱和腐蚀性气体的侵蚀。
总之，耐火材料是一种能够在高温条件下保持稳定性和耐磨性的材料。
它在保护设备免受高温和火焰侵害方面起到至关重要的作用。
随着科技的不断进步，耐火材料的种类也在不断增加和改进，以满足不同场合的需求。
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一、镁橄榄砂性能优点： 镁橄榄石砂耐火度最高可达1750℃，热稳定性好，高温体积膨胀
小，抗热震性好，并且高温强度大，耐磨性好。 二、镁橄榄砂产品规格：
镁橄榄石型砂和镁橄榄石颗粒砂两种。 镁橄榄石型砂主要有5＃砂，6＃号砂和7＃砂。5＃砂主粒度在 20-40目，6＃砂主粒度在40-70目，7＃砂主粒度在70-120目。 镁橄榄石颗粒砂主要规格：1-3mm，1-4mm，2-5mm，3-6mm，46mm和2mm等等。 三、镁橄榄砂理化指标： MgO SiO2 Fe2O3 Al2O3 Cr2O3 其它 酌减 耐火度
(1)强度。压制成型时易呈层状结构，且石墨间、石墨与方镁石间 结合性差，较疏松，故常温强度较低。但是碳结合能提供很高的耐高温 性能。
(2)耐热震性。石墨多晶体具有较低的热膨胀性和很高的导热性， ∴镁碳砖具有良好的耐热震性。
(3)抗渣性很强。∵石墨不受熔渣浸润，化学稳定性好。
(4)氧化稳定性。氧化性气氛中，≥450℃开始氧化。 ---抗氧化措施--
2、硅酸盐相 性
M2S CMS C3MS2 C2S
第一节பைடு நூலகம்镁质耐火材料
三、各种镁质耐材的性质和应用
各种镁质耐火材料的耐火度，一般皆高于1920℃， 抗碱性渣侵蚀的能力也强，但依结合相的种类、性质、数
量和分布的不同，制品的性质也有一定差别。 1、普通镁砖/镁钙砖/镁硅砖 2、镁铝砖和镁铬砖 3、镁碳砖 4、直接结合镁砖
(5)应用：用于受渣蚀严重和温度急变之处，是氧气炼钢转炉炉衬 和电炉炉壁的主要材料。在盛钢桶中也广泛应用。但是不宜直接在强氧 化气氛下使用。
镁碳砖
4、直接结合镁砖
以高纯烧结镁砂为原料烧结制成，氧化镁含量大于95%， 是方镁石晶粒间直接结合的镁质耐火制品。
具有较高的高温强度和优良的抗蚀性，用于遭受高温、 重荷和渣蚀严重之处，使用效果优于前述各种普通镁质耐 火制品
直接结合镁砖
第二节 白云石质耐火材料
一、含游离氧化钙的白云石耐材
1．矿物组成
主晶相是方镁石和石灰，熔点≥2370℃
含有SiO2,Al2O3和Fe2O3起强烈的助熔作用，是有害杂质 加入碳素提高抗渣性和高温强度
2. 品种
冶金白云石
焦油沥青白云石制品
沥青结合捣打料
轻烧油浸白云石制品
烧成油浸白云石和镁白云石制品
镁钙碳制品
半稳定性白云石制品
第二节 白云石质耐火材料
二、稳定性白云石耐材 稳定性白云石是指大气下稳定性很高的人工合成的无游离
CaO的白云石熟料。 生产：熟料破粉碎、筛分、合理级配——加入4%-6%的水混
合——成型即得不烧制品。 稳定性白云石熟料的细粉可作为结合材料——白云石水泥。 可代替镁砖使用，主要用于炼钢炉的副炉底和炉衬的安全
镁铬砖 宜于在高温、渣蚀和温度急剧变化的条件下服役。用
在同镁铝砖相似的工作条件之处，如在平炉炉顶、有色金属冶 炼炉、水泥窑的高温带和玻璃窑蓄热室中，效果更佳。但含铁 较高的不宜使用在气氛频繁变动的条件下。
第一节 镁质耐火材料
3、镁碳砖
由烧结镁石或电熔镁砂和碳素材料石墨为原料，以含碳树脂作结合 剂，经混练、成型和220℃左右热处理，由碳素形成连续网络相将方镁 石晶粒包裹而构成的制品。
层、加热炉均热床和高温段炉底，以及水泥窑高温带、化 铁炉和盛钢桶的内衬.
第二节 白云石质耐火材料
第三节 镁橄榄石质耐火材料
主晶相镁橄榄石（M2S）占65%-75%；
弱碱性耐火材料，可用于高温下受重负荷较大的情况；
用作有色冶金炉的炉衬材料，炼钢转炉和电炉的安全衬， 炼钢平炉的蓄热室和玻璃熔窑蓄热室的格子砖，锻造加热 炉和水泥窑的内衬材料。
镁方铁矿 [(Mg, Fe)O]
Mg2＋与Fe2＋离子互相置换形成的连续固溶体。 出现液相温度1850℃，完全液化温度超过2000℃，能够抵抗含铁
熔渣的优质耐火材料。
第一节 镁质耐火材料
二、结合相 1、MgO•R203 (镁铁、镁铝、镁铬尖晶石)
熔点和分解温度较高（铬>铝>铁） R203固溶于方镁石，有助于烧结（铁>铬>铝）
第一节 镁质耐火材料
1、普通镁砖/镁钙砖/镁硅砖
由M2S、CMS、C3MS2和C2S等硅酸盐相将方镁石联结为 整体而构成的制品，性质主要依硅酸盐相而异。
(1)强度和荷重软化温度。
普通镁砖/镁钙砖/镁硅砖
(2)耐热震性较低 方镁石的热膨胀性较高（14×10－6／℃）。 铁酸镁等矿物反复固溶于方镁石中和脱溶，产生结构 应力。 结合相不同。
普通镁砖/镁钙砖/镁硅砖
2、镁铝砖/镁铬砖
各项性能均优于普通镁砖，性质随所含尖晶石种类、数量和分 布而不同
镁铝砖可代替普通镁砖。耐热震性优良，荷重软化温度也较高，
故也可用于遭受周期性温度波动之处，如用于平炉炉顶、水泥 窑高温带和玻璃熔窑蓄热室等处，使用效果明显优于普通镁砖。 也可用于其他高温炉窑如高温隧道窑等的炉顶之上。
（3）抗渣性 以M2S为结合相的，具有一定抵抗含铁介质侵蚀的性能。 由CMS和C3MS2结合的，由于在服役过程中较易形成连续 液相，抗渣蚀能力较差。
普通镁砖/镁钙砖/镁硅砖
（4）应用 普通镁砖能经受钢液、溶渣的高温热负荷、流体的流动冲击和钢液与强碱性
渣的化学侵蚀，因此凡遭受上述作用的冶炼炉的内衬，如平炉、转炉、电炉、 混铁炉、有色金属冶炼炉、均热炉和加热炉的炉床，以及水泥窑和玻璃窑蓄 热室等处都可使用此种耐火制品。但因其耐热震性较差，不宜使用于温度急 剧变化之处。另外，由于其热膨胀性较大、荷重软化温度较低，用于高温窑 炉炉顶时必须用吊挂方式。 镁钙砖和镁硅砖可用于同普通镁砖使用条件相同之处。但由于这些制品荷重 软化温度较高，而且镁钙砖抗碱性渣的性能更良好，镁硅砖也具有抗各种渣 的能力，故适用范围更为广泛。如镁钙砖用于受碱性渣侵蚀处效果更好。但 此种制品耐热震性较差，易崩裂。镁硅砖还可用作平炉和玻璃熔窑蓄热室上 部温度变化较少的格子砖。
碱性耐火材料
第一节 镁质耐火材料
主晶相 结合相 性质 应用
第二节 白云石质耐火材料
含游离钙的白云石耐材 稳定性的白云石耐材
第三节 镁橄榄石质耐火材料
第一节 镁质耐火材料
一、主晶相 1．方镁石(MgO)
由煅烧碳酸镁或由海水提取。 极易与水或大气中的水分反应，并伴随很大的体积膨胀效应。 易于与碳反应被还原。 热膨胀性很高（14×10－6/℃），耐热震性较差。 熔点为2800℃ ，≥1800℃升华