钢铁冶金用耐火材料1
耐火材料有哪些种类
耐火材料有哪些种类
耐火材料是一种能够在高温环境下保持其结构和性能的材料，通常用于建筑、
冶金、化工等行业。
根据其材料组成和性能特点，耐火材料可以分为多种类型。
下面将介绍一些常见的耐火材料种类。
首先，常见的耐火材料之一是硅酸盐类耐火材料。
硅酸盐类耐火材料是指以硅
酸盐为主要原料，经过成型、干燥和烧结等工艺制成的耐火制品。
硅酸盐类耐火材料具有优良的耐高温性能和抗化学侵蚀能力，常用于炉窑、玻璃窑等高温设备的内衬和砌筑。
其次，铝酸盐类耐火材料也是常见的一类耐火材料。
铝酸盐类耐火材料主要由
氧化铝和硅酸盐等原料制成，具有良好的耐火性能和抗热震性能。
铝酸盐类耐火材料常用于冶金炉、电炉、钢铁炉等高温设备的内衬和砌筑，能够有效保护设备不受高温和化学侵蚀的影响。
另外，碳化硅类耐火材料也是一种重要的耐火材料种类。
碳化硅类耐火材料具
有高强度、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，常用于铸铁炉、铝电解槽、耐火陶瓷窑等设备的内衬和砌筑，能够有效延长设备的使用寿命。
此外，氮化硅类耐火材料也是耐火材料的重要组成部分。
氮化硅类耐火材料具
有优异的耐高温性能和抗热震性能，常用于铝电解槽、炉窑内衬等高温设备的制造，能够有效提高设备的使用温度和使用寿命。
最后，还有一些特种耐火材料，如氧化铝纤维、氧化铝板、氧化铝球等，它们
具有轻质、隔热、隔音等特点，常用于隔热保温、消声降噪等领域。
总的来说，耐火材料种类繁多，每种耐火材料都具有独特的性能特点和适用范围。
在实际应用中，应根据具体的工作条件和要求选择合适的耐火材料，以确保设备的正常运行和安全生产。
耐火材料简介
耐火材料一、基本概念耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
根据耐火度，有阻火级(1000～158 0℃)、普通级(1580～1770℃)、高级(1770～2000℃)、特级(2000℃以上)四个等级之分。
大部分耐火材料是以多种天然矿石粉料及粒料的混合物为原料生产的，某些耐火材料各种组分的结合要借助外加的结合剂(即大多数工业部门所称的黏结剂)。
结合剂的种类很多，高性能酚醛树脂就是一种性能优良、应用广泛的新型结合剂。
耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，也可用作高温容器和部件的材料。
所以在冶金、硅酸盐、化工、石油、动力、机械制造等工业部门都离不开耐火材料，其中冶金工业消耗耐火材料的比例最高，约占总消耗量的60%～70%，每吨产品消耗耐火材料量约18～25kg。
钢铁工业是冶金工业的主要部门，所以也就自然是耐火材料应用的主要领域。
在钢铁工业的各个工序的设备中都离不开耐火材料，从炼铁的高炉、炼钢的转炉到转运钢水的钢包、中间包等整体设备的内衬砖到各局部结构，如钢包、中间包的出口滑板、各种水口等都离不开耐火材料。
耐火材料的分类方法有许多，按化学矿物组成和按外观的分类概况分别参见表9-1及表9-2。
这些分类应遵从ISO1109。
表9-1 耐火材料的化学矿物组成分类不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状与结合剂共同混合组成的一类混合料，它无规定的外形和状态，通常根据使用需要而分别制成浆状、泥膏状或松散状，故称作散状耐火材料，其不经成型和烧成而直接使用，主要用于构筑成无接缝的整体构筑物、耐火砖成设备内衬的填缝及修补、高温炉出口堵塞用的泥料(炮泥)等。
不定形耐火材料多根据施工工艺类别而分类，由于施工工艺的差异，他们在组成、物料特性(状态、流动性、可塑性等)、应用领域等方面有所不同。
表9-4列出不定形耐火材料按施工工艺特点的分类及主要特征。
表9-4 不定形耐火材料的类别及主要特征。
《钢冶金学》_第3章 炼钢原材料
钢冶金学重庆科技学院：王宏丹气体：氧气、氩气、氮气金属料——铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%~100%；铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源。
对铁水温度的要求：●铁水温度是铁水含物理热多少的标志，铁水物理热占转炉热量收入的50％左右。
●铁水温度过低，会导致炉内热量不足，影响熔池升温和元素氧化进程，同时不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
●我国企业一般规定铁水入炉温度应大于1250℃，并且保持稳定。
高炉出铁温度在1350～1450℃。
金属料——铁水金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Si]：发热元素，是铁水化学热的主要提供者。
通常铁水中的硅含量为0.50%-0.80%为宜。
现在的普遍观点：[Si]是有害的，应尽可能地降低铁水中的Si含量，原因如下：少渣冶炼，减少转炉冶炼过程的造渣量。
铁水预处理脱磷的需要！要脱磷，得先脱硅！金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Mn]：锰是弱发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。
同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可减少合金化时所需的锰铁合金，有利于提高钢水纯净度。
金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[P]：来源于矿石，100%还原进入铁水，是应该严格控制的元素，目前采取预处理、转炉脱磷等方式解决低P钢的冶炼问题。
高P 矿石的利用，是当今资源利用的主要研究方向，应予以密切关注！一般要求铁水 [P]≤0.20%。
●[S]：是高炉造渣操作应尽量降低的，脱硫率应高！高炉铁水炉外预处理脱硫是“解放高炉”的方向！我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。
金属料——铁水对铁水带渣量的要求：●高炉渣中含S 、SiO 2、Al 2O 3量较高；●过多的高炉渣进入转炉内会导致石灰消耗量增多，转炉渣量增大，容易造成喷溅，金属收得率降低，降低炉衬寿命；●兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%；●铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前应进行扒渣。
镁砖的比热容
镁砖的比热容
一、什么是比热容？
比热容是指物质单位质量在吸收或释放热量时所需要的能量，也就是单位质量物质温度升高（或降低）1摄氏度所需要的能量。
它通常用J/(kg·℃)来表示。
二、镁砖的基本介绍
镁砖是一种以镁为主要原料制成的耐火材料，具有耐高温、耐腐蚀等优点。
它广泛应用于钢铁冶金、化工、建筑等领域。
三、镁砖的比热容值
镁砖的比热容值大约在800-1200J/(kg·℃)之间，具体数值受到材料密度和温度变化等因素的影响。
四、影响镁砖比热容值的因素
1. 温度：随着温度升高，镁砖比热容值会逐渐减小，这是由于高温下分子振动增强导致能量传递更加快速。
2. 密度：密度越大，相同体积内分子数量越多，相互作用也会更加频繁，因此比热容值会相应增大。
3. 纯度：杂质的存在会影响分子间的相互作用，从而对比热容值产生影响。
五、镁砖比热容值的应用
1. 计算热传导：通过镁砖的比热容值，可以计算出它在吸收或释放热量时所需要的能量，从而进一步计算出它的热传导性能。
2. 设计耐火材料：了解镁砖比热容值可以帮助设计出更加耐高温、抗腐蚀性更强的耐火材料。
3. 工业生产：在钢铁冶金、化工等领域中，镁砖广泛应用于高温设备中，了解其比热容值可以帮助提高生产效率和产品质量。
六、总结
镁砖是一种重要的耐火材料，在工业领域中具有广泛应用。
了解其比热容值可以帮助我们更好地理解其物理特性，并在生产过程中进行合理设计和使用。
耐火材料用烧结镁橄榄石-概述说明以及解释
耐火材料用烧结镁橄榄石-概述说明以及解释1.引言1.1 概述耐火材料是一种具有耐高温、抗腐蚀和耐磨损等特性的材料，广泛应用于各种高温工业领域，如冶金、玻璃、水泥、陶瓷等。
烧结镁橄榄石作为一种常见的耐火材料，具有良好的物理和化学性质，被广泛应用于各种高温设备和工艺过程中。
烧结镁橄榄石具有高熔点、高热稳定性和优异的耐火性能。
其主要成分是镁和铁，具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，能够在高温下保持稳定的物理结构。
同时，烧结镁橄榄石还具有出色的抗侵蚀性能，能够在腐蚀性气体和液体环境中保持其稳定性。
烧结镁橄榄石在耐火材料中的应用前景广阔。
在冶金行业中，它可以作为高炉、转炉等设备的内衬材料，并能够承受高温和高压的工作环境。
在玻璃工业中，烧结镁橄榄石可以用作玻璃窑炉的衬里材料，能够承受玻璃液的高温冲击和腐蚀。
此外，在水泥和陶瓷行业中，烧结镁橄榄石也有广泛的应用，能够作为炉垫、炉衬等部件，保证设备的正常运行。
然而，烧结镁橄榄石也存在一些不足之处。
首先，其成本较高，制造和使用成本相对较高。
其次，烧结镁橄榄石在高温下易产生微裂纹和脆性断裂现象，降低了其寿命和耐久性。
此外，烧结镁橄榄石对环境的影响也需要关注，因为其生产过程中会产生大量的气体和固体废物。
综上所述，烧结镁橄榄石作为一种耐火材料，在高温工业领域具有广泛的应用前景。
然而，为了进一步提高烧结镁橄榄石的性能和降低其成本，还需要进行更多的研究和创新。
通过改进制备工艺和材料结构，可以提高烧结镁橄榄石的耐火性能和稳定性，推动其在高温工业中的应用发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：2. 正文2.1 耐火材料的定义和应用2.2 烧结镁橄榄石的特性和性能在本文中，我们将探讨耐火材料的应用领域以及烧结镁橄榄石在其中的特性和性能。
首先，我们将介绍耐火材料的定义和广泛应用的背景知识。
随后，在2.2部分，我们将重点讨论烧结镁橄榄石这一种常用的耐火材料，包括其特性、性能以及应用范围。
冶金级氧化铝参数
冶金级氧化铝参数冶金级氧化铝（Industrial Grade Alumina）是一种广泛应用于冶金工业的重要材料，具有优异的耐火性和化学稳定性。
在冶金行业中，氧化铝被广泛用于耐火材料、铸造材料、炼钢、铸铁等领域。
本文将介绍冶金级氧化铝的参数，包括其物理性质、化学成分、应用领域及生产工艺等方面，以便更深入了解这一重要材料。
一、物理性质冶金级氧化铝通常具有以下物理性质：1. 密度：3.95-4.00 g/cm³，在常温下密度相对较高，具有一定的密度优势，适合用于制备高密度的耐火制品。
2. 熔点：约2050°C，氧化铝的高熔点使其能够耐高温，有利于在高温环境下稳定性能。
3. 比表面积：通常在50-110 m²/g之间，具有较大的比表面积，有利于增加氧化铝的活性，提高其在冶金流程中的反应性。
4. 晶相结构：主要有γ-Al2O3和α-Al2O3两种晶相，其晶相结构对氧化铝的性能和应用具有重要影响。
5. 颗粒度：粉末状氧化铝颗粒的粒径通常在0.1-1.0 μm之间，颗粒细小，有利于提高材料的充填性和表面活性。
二、化学成分冶金级氧化铝的主要化学成分为Al2O3，通常含有少量的杂质，如SiO2、Fe2O3、Na2O 等。
其化学成分对氧化铝的性能和用途起着重要作用，特别需要严格控制杂质元素含量，以确保氧化铝的纯度和稳定性。
三、应用领域冶金级氧化铝在冶金行业有着广泛的应用，主要包括以下领域：1. 耐火材料：氧化铝作为一种耐火材料的主要成分之一，广泛用于制备耐高温的耐火制品，如耐火砖、耐火浇注料、耐火涂料等。
2. 铸造材料：氧化铝可用作铸造辅料，用于提高铸造件的表面质量、减少缺陷、改善流动性等。
3. 炼钢、铸铁：在炼钢和铸铁生产过程中，氧化铝作为还原剂和温度稳定剂参与反应，有助于提高金属的成分和质量。
四、生产工艺冶金级氧化铝的生产工艺主要包括氢氧化铝制备、氧化铝晶相转化和精磨加工等步骤。
耐火材料名词(1)
附件：冶金学名词-05 钢铁冶金-05.02 耐火材料一.已确认的词汇237条001耐火材料refractory（n）；refractory product；refractory material指物理和化学性质适宜于在高温环境下使用的非金属材料，但不排除某些产品可含有一定量的金属材料。
002主晶相principal crystalline phase构成耐火制品结构的主体而熔点较高的一种晶体。
003次晶相secondary crystalline phase在高温下与主晶相和液相并存的第二晶相。
004基质matrix耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。
005直接结合direct bonding高熔点晶粒间直接接触所产生的一种结合。
006陶瓷结合ceramic bond在一定温度下，由于烧结或液相形成而产生的结合。
007硅酸盐结合silicate bonding耐火制品的主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合。
008化学结合chemical bond在室温或更高的温度下通过化学反应（不是水化反应）产生硬化形成的结合，包括无机结合或无机/有机复合结合。
009水化结合hydraulic bond在常温下，通过某种细粉与水发生化学反应而产生凝固和硬化而形成的结合。
010开口气孔open pores在规定的试验条件下, 耐火材料试样浸渍在液体中能被液体填充的气孔。
注:这些气孔原则上都直接或间接地与大气连通。
011闭气孔closed pores封闭在耐火材料内部, 按GB/T2997-2000规定条件浸渍液体时,不能被液体填充的气孔。
012显气孔率apparent porosity耐火材料中开口气孔的体积同其总体积之比。
013闭气孔率closed porosity耐火材料中闭气孔的体积与总体积之比, 以百分数表示。
014真气孔率true porosity耐火材料中的开口气孔和闭气孔的体积之和与总体积之比。
耐火钢材种类和型号
耐火钢材种类和型号
耐火钢材是一种具有耐高温和耐腐蚀性能的特殊钢材。
它在高温环境下仍能保持较高的强度和硬度，被广泛应用于炉窑、化工设备和航空航天等领域。
根据不同的应用需求，耐火钢材分为多种种类和型号。
一种常见的耐火钢材是高铬耐火钢。
它含有较高的铬含量，通常在12%以上。
高铬耐火钢具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，适用于炉窑内壁、管道和燃烧器等高温部件的制造。
常见的型号有1Cr13、2Cr13等。
这些钢材具有较高的硬度和耐磨性，能够在高温下长时间使用而不失效。
另一种常见的耐火钢材是高镍耐火钢。
高镍耐火钢中镍的含量通常在20%以上。
高镍耐火钢具有出色的耐高温和耐腐蚀性能，特别适用于化工设备和石油炼制等领域。
常见的型号有Hastelloy、Inconel 等。
这些钢材具有优异的耐蚀性和耐氧化性，能够在极端腐蚀和高温环境下长时间稳定运行。
除了高铬和高镍耐火钢，还有一种常见的耐火钢材是高硅耐火钢。
高硅耐火钢中硅的含量通常在1%以上。
高硅耐火钢具有良好的耐高温和耐氧化性能，适用于炉窑内壁和耐火砖等高温部件的制造。
常见的型号有1Cr18Si2、3Cr13Si等。
这些钢材具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，能够在高温高压下长时间使用。
总的来说，耐火钢材种类繁多，根据不同的应用需求选择合适的种类和型号非常重要。
无论是在炉窑、化工设备还是航空航天领域，耐火钢材都扮演着重要的角色，保障设备的安全稳定运行。
通过合理选择和使用耐火钢材，可以有效延长设备的使用寿命，提高生产效率，降低维修成本。
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辽
固相区（块状带） ：固体料软融前所分布的区
宁 科
域。
技
软融区（软融带） ：炉料从开始软化到融化所
大 学
占的区域。
材 料 学
滴落区（滴下带）：渣、铁全部融化滴落，穿 过焦炭层下到炉缸的区域。
院
回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。
炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。
6
耐火材料在钢铁冶金中的应用
耐火材料在钢铁冶金中的应用
主要内容
辽 宁
一、钢铁冶炼过程
科
技
二、炼铁用耐火材料
大
学 材
三、转炉炼钢用耐火材料
料
学
四、电炉炼钢用耐火材料
院
五、炉外精炼用耐火材料
六、连铸用耐火材料
1
辽 宁
采 矿
科
技
大
学
材
料
学
院
耐火材料在钢铁冶金中的应用
一、钢铁冶炼过程
选矿
烧结
炼焦
炼铁
三脱
炉外精炼
LF精炼炉 ANS-OB
Sialon系统材料，但非常重视水冷技术。高炉寿命很长—超过20年。
9
耐火材料在钢铁冶金中的应用
我国高炉长寿发展历程
辽 • 宝钢高炉本体用耐火材料历程对中国大型高炉用耐火材
宁
料发展具有重要意义
科 技
• 宝钢初期耐火材料全部是日本体系。我们通过引进—消
大
化—吸收—国产化的历程、实现一次跨越。
学 材
• 从日本模式转变到欧洲模式、材质也出现重大变化、走
喂丝 VD真空脱气 RH真空处理
转炉炼钢
连铸
轧钢
2
耐火材料在钢铁冶金中的应用
• 1 焦炉使用寿命40年的目标可以实现（只是从技术角度而
言）。 辽
宁
科 • 2 一座高炉一般要配备3～4座热风炉、热风炉的寿命应该
技 是高炉寿命的两倍、高炉长寿预期20年、热风炉寿命预期
大 应该是40年。
学
材 料
• 3 热风炉预期的寿命40年、高炉寿命是20年。目前差距很
辽 压煤气的磨损以及温度变化引起的热冲击，又受高FeO高
宁 科
碱度初渣的化学侵蚀，更为严重的是碱金属和锌蒸气造成
技 的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化，失去强度。
大
学
炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：
材 料
侵蚀原因
对耐火材料的性能要求
学
院
1.初成渣的化学侵蚀
2.下降炉料的磨损
3.金属铁的侵蚀破坏
7
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3 高炉炉衬用耐火材料的使用条件：
辽
高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和
宁
化学上的稳定，应达到以下要求：
科
技 大
（1）在高温下，不熔化、不软化、不挥发；
学 材 料
（2）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整 的强度；
学 院
（3）耐热冲击，耐磨损；
（4）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；
学
3、 2000年以后：Sialon系列产品全面实现工业化生产
材 料
• 中国高炉用耐火材料技术路线：
学
1、 二十世纪八十年代随着宝钢全面建设开展。所有材料均来自日本
院。
2、 二十世纪九十年代宝钢高炉大修时逐步采用欧洲的技术路线：即
强调耐火材料也非常重视水冷技术。
3、 日本高炉用耐火材料也在改进，但步伐不大，至今仍很少用
2.1.2 炉料在炉内分布
辽
区域
相对运动
热交换
反应
宁 科 技
固相区 （块状带）
固体炉料下降煤气 上升
上升煤气对固体炉料 进行加热和干燥
间接还原、气化反应 ，碳酸盐分解、部分
直接还原
大
学 材
软融区 （软融带）
煤气通过焦炭夹层
矿石软化、半熔、煤 气对半熔层进行传热
直接还原、渗碳
料
学 院
滴落区 （滴下带）
料
向赛隆结合碳化硅和赛隆结合刚玉体系。
学
院
10
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.1 炉身上部和中部用耐火材料
辽
在炉身上部，其破损机理主要是由于布料和炉料下降带来的机械
宁 冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所破坏，其次是机械冲刷。
技
大
炉身上部和中部侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：
（5）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。
8
耐火材料在钢铁冶金中的应用
我国高炉用耐火材料的发展
辽 • 中国高炉用耐火材料的发展：
宁
1、二十世纪八十年代以前：Al2O3-SiO2系统天然矾土为主； Si3N4-
科
SiC开始试用。
技 大
2、二十世纪九十年代：Al2O3-C Al2O3-SiC Si3N4-SiC开始使用
固体焦炭下降，向 回旋区供给焦炭，
熔铁下流
上升的煤气与滴下的 溶渣、铁水及焦炭进
行交换
合金元素还原、脱硫 、渗碳、直接还原
回旋区
鼓风使焦炭回旋运 焦炭燃烧放热，产生 燃烧反应、部分再氧
（燃烧带）
动
高温煤气
化
炉缸区（渣 铁带）
铁水和溶渣的储存
上部的热辐射、渣铁 最终的精炼、渣铁间
与焦炭的换热
的还原、脱硫、渗碳
4.煤气流冲刷磨损
5.热震引起的剥落
1.抗渣侵蚀性好 2.抗碱金属侵蚀性好 3.高温强度高 4.导热性好 5.气孔率低 6.热震稳定性好
选用耐火材料：铝炭砖、碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭-碳化硅砖等。
12
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.3 炉腹用耐火材料
辽 炉腹带侵蚀原因及对耐材的基本性能要求： 宁
学 大（只是从技术角度而言）。
院
为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件，必须 选用合适的耐火材料，才能达到高产长寿之目的。
3
耐火材料在钢铁冶金中的应用
炼铁过程工艺示意图
辽
宁
科
技
焦炉coke battery
大
学
材 料 学 院
铁水
Hot metal
高炉
Blast furnace
热风炉 Hot stove
学
材 料
侵蚀原因
对耐火材料的性能要求
学
1.炉料下降过程的磨损
1.耐压强度高
院
2.上升煤气流的冲刷磨损
2.抗碱金属侵蚀性好
3.碱金属侵蚀破坏
3.气孔率低
4.CO的破坏作用
4.氧化铁含量低
选用耐火材料：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。
11
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.3.2炉身下部、炉腰
从炉身下部到炉腰的砖衬，既受下降炉料和上升高温高
其他设备 Other equipment
4
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.1 高 炉
辽
宁
科 技
高炉炉体由上而下依次为：
大 学
炉喉
＜400℃
材
炉身
400～1100 ℃
料
学
炉腰
1100～1200 ℃
院
炉腹
1200～1450 ℃
炉缸`炉底 1450～1600 ℃
5
耐火材料在钢铁冶金中的应用
2.1.2 炉料在炉内分布（状态）
科
技
侵蚀原因
对耐火材料的性能要求
大 学
1.高温煤气流的冲刷磨损 1.高温耐磨性好
材
2.热态渣铁的冲刷侵蚀
2.抗渣铁侵蚀性好
料 学
3.高温破坏作用
3.导热性好
院
炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。