解析耐火材料的指标
耐火材料种类、性能及检测
耐火材料种类、性能及检测目前，工业上使用的耐火材料种类繁多，性能各异，涉及工业生产的各个领域。
生产水泥使用的耐火材料应满足水泥生产工艺的要求，本文针对水泥回转窑系统使用耐火材料的种类及性能，从耐火砖和耐火浇注料二个方面进行介绍。
第一节回转窑工艺特性对耐火材料的要求一、简介回转窑的工艺特性：1．窑温高，对耐火材料的损坏加剧，水泥熟料熔体中的C3A（铝酸三钙）、C4AF（铁铝酸四钙）等侵蚀程度加大，窑内过热导致热应力破坏加剧。
2．窑速快，单位产量加大，机械应力和疲劳破坏加大。
3．碱、氯、硫等组分侵蚀严重，硫酸盐和氯化物等挥发、凝聚、反复循环富集，加剧结构剥落损坏。
4．窑径大，窑皮的稳定性差。
5．窑系统结构复杂，机械电气设备故障增加，频繁开停窑导致热震破坏加剧。
二、预分解窑对耐火材料的要求1．常温力学强度和高温结构强度要高，窑内不管烧成状况的好坏，窑内温度在10000C以上，要求耐火砖荷重软化温度高。
2．热震稳定性要好，即抵抗窑温剧烈变化而不被破坏的能力好。
在停窑，开窑以及窑运转状态不稳定的情况下，窑内的温度变化较大，要求窑衬在温度剧烈变化的情况下，不能有龟裂或者剥落，要求在操作时尽量使窑温稳定。
3．抗化学侵蚀性要强，在窑内烧成时，所形成的灰分、熔渣、蒸气会对窑衬产生侵蚀。
4．耐磨及力学强度要高，窑内生料的滑动及气流中粉尘的磨擦，对窑衬造成磨损。
尤其是开窑的初期，窑内还没有窑皮保护时更是如此。
窑衬还要承受高温时的膨胀应力及窑筒体椭圆变形所造成的应力。
要求窑衬要有一定的力学强度。
5．窑衬具有良好的挂窑皮性能，窑皮挂在衬砖上，对衬砖有保护作用，如果衬砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长时间，可以使窑衬不受侵蚀与磨损。
6．气孔率要低，如果气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入衬砖中凝结，毁坏衬砖，特别是碱性气体。
7．热膨胀安定性能要好，窑筒体的热膨胀系数虽大于窑衬的热膨胀系数。
但是窑筒体温度一般都在280-450度左右，而窑衬砖的温度一般都在800度以上，在烧成带温度有1500度，窑衬的热膨胀比窑筒体要大，窑衬容易受压力造成剥落。
高强耐碱浇注料理化指标
高强耐碱浇注料理化指标
高强耐碱浇注料是一种特殊的耐火材料，其理化指标通常包括以下几个方面：
1、抗压强度：这是衡量材料抵抗压缩力的能力，高强耐碱浇注料的抗压强度通常在60~120MPa之间。
2、质量密度：表示材料的单位体积质量，高强耐碱浇注料的质量密度通常在2.6~2.9g/cm³之间。
3、热膨胀系数：描述材料在温度变化时体积变化的程度，高强耐碱浇注料的热膨胀系数通常在4~6×10^-6/℃之间。
4、耐火度：指材料在高温下能保持其结构和性能的能力，高强耐碱浇注料的耐火度通常为1650℃以上。
5、耐碱性能：这是指材料能够承受高浓度碱性介质的侵蚀而不会发生明显的分解或破损的能力，高强耐碱浇注料具有较好的耐碱腐蚀性能。
6、导热系数：描述材料传导热量的能力，高强耐碱浇注料的导热系数通常在0.8~1.5W/m·K之间。
7、抗热震性能：指材料在突然变化的温度或温度梯度下能够承受而不破裂或开裂的能力，高强耐碱浇注料具有较好的抗热震性能。
此外，高强耐碱浇注料还具有高致密性、高强耐磨性、优良的抗侵蚀性、良好的高温体积稳定性和抗冲刷性等特点。
这些理化指标和特性使得高强耐碱浇注料在大型和中型干法水泥窑的喷煤嘴和窑口、
预热器和管道等高温和碱性环境中具有良好的应用性能。
耐火材料的热学性质讲述
耐火材料的热学性质耐火材料的热学性质有热膨胀、热导率、热容、温度传导性，此外还有热辐射性。
3.1 耐火材料的热膨胀耐火材料的热膨胀是其体积或长度随温度升高而增大的物理性质。
原因是材料中的原子受热激发的非谐性振动使原子的间距增大而产生的长度或体积膨胀。
衡量耐火材料的热膨胀性能的技术指标有热膨胀率、热膨胀系数。
3.1.1 热膨胀率热膨胀率也称线膨胀率，物理意义：是试样在一定的温度区间的长度相对变化率。
测定出热膨胀率，才能计算出热膨胀系数。
线膨胀率=[（L T-L0）/L0]×100%式中：L T、L0—分别为试样在温度T、T0时的长度，（mm）。
3.1.2 热膨胀系数热膨胀系数有平均线膨胀系数α、真实线膨胀系数αT，体膨胀系数β。
以后除特别说明外，热膨胀系数一般指的是平均线膨胀系数。
线膨胀系数物理意义：在一定温度区间，温度升高1℃，试样长度的相对变化率。
热膨胀系数α=（L T－L0）/ L0（T－T0）=ΔL/ L0ΔT式中：T、T0—分别为测试终了温度、测试初始温度，（℃）。
体热膨胀系数β=ΔV/V0ΔT式中：V0—为试样在初始温度T0时的体积，（mm3）。
真实热膨胀系数αT=dL/LdT式中；L—为试样在某温度时的长度，（mm）。
如线膨胀系数数值很小，则体膨胀系数约等于线膨胀系数的3倍。
对于各向同性晶体，体膨胀系数β≈3α；对于各向异性晶体，体膨胀系数等于各晶轴方向的线膨胀系数只和，即β≌αa+αb+αc。
影响材料热膨胀系数的因素有：化学矿物组成、晶体结构类型和键强等。
①化学矿物组成的影响：含有多晶转变的制品，热膨胀系数的变化不均匀，在相变点会发生突变，例如硅质制品和氧化锆制品；材料中含有较多低熔液相或挥发性成分时，热膨胀系数α在相应的温度区域也发生较大的变化。
②晶体结构类型的影响：结构紧密的晶体热膨胀系数较大、无定型的玻璃热膨胀系数较小，如多晶石英的热膨胀系数α=12×10-6/℃，而石英玻璃的α=0.5×10-6/℃，前者比后者大的多；氧离子紧密堆积结构的氧化物一般线膨胀系数较大，如MgO、Al2O3等；在非同向性晶体（非等轴晶体）中，各晶轴方向的热膨胀系数不等，如石墨：垂直于C轴的层间热膨胀系数为α=1×10-6/℃，而平行于C轴垂直层间热膨胀系数为α=27×10-6/℃；等轴晶体的热膨胀系数比非等轴晶体大的多，如等轴晶体的MgO方镁石的α=13.8×10-6/℃,而晶体非等轴程度较高的石墨、堇青石、钛酸铝等的α＜3×10-6/℃，特别是钛酸铝的α＜1×10-6/℃，采用恰当的工艺方法甚至可以使α＜0/℃。
jm轻质莫来石耐火砖理化指标
jm轻质莫来石耐火砖理化指标JM轻质莫来石耐火砖是一种新型的高品质耐火材料，具备较好的化学稳定性、高温稳定性、耐腐蚀性和优良的绝热性能。
该耐火砖引用了莫来石作为主要原料，经过高温烧制后形成，是一种优良的耐火材料，适用于各种高温环境下的熔融金属熔炼、电解、煅烧及其他耐火工程。
理化指标是衡量耐火砖质量的关键因素，可以对该耐火砖进行评估和比较。
以下是对JM轻质莫来石耐火砖的主要理化指标进行详细说明：1. 粒度分布：粒度分布是指耐火砖中的原料在不同粒径下的分布情况。
该耐火砖粒度分布主要为100目以下（包括100目）、200目以下、325目以下、及更细的细粉。
粒度分布的合理性可以影响耐火砖的综合性能。
2. 显气孔率 (%): 显气孔率是指在耐火砖表面可直接看到的孔隙率，是评估耐火砖绝热性能的重要指标。
JM轻质莫来石耐火砖显气孔率较低，一般为7%以下，这种极低的表面气孔率可以有效提高该耐火砖的绝热性能。
3. 燃烧失重 (%): 燃烧失重是指产生可燃物质在高温下的热分解，因而桥耐火材料的重量减轻所产生的重量比。
JM轻质莫来石耐火砖燃烧失重率比较低，一般为5%以下，可以有效提高该耐火砖的化学稳定性。
4. 抗压强度 (MPa): 抗压强度是指耐火砖在一定大小的压力下承受力的能力，是评估耐火砖机械强度的重要指标。
JM轻质莫来石耐火砖抗压强度较高，一般为0.8-2.5 MPa，可以有效提高该耐火砖的耐用年限。
5. 耐火度（℃）：耐火度是指耐火材料可承受的最高工作温度。
JM轻质莫来石耐火砖耐火温度较高，可以在1000℃-1400℃的高温下工作，适用于各种高温环境下的熔融金属熔炼、电解、煅烧及其他耐火工程。
6. 导热系数(W/m·K): 导热系数是指材料传导热量的能力，是评估耐火砖绝热性能的重要指标。
JM轻质莫来石耐火砖具有较低的导热系数，一般为0.16-0.32 W/m·K，这种低导热系数可以有效增强该耐火砖的绝热性能。
耐火材料行业清洁生产评价指标体系
耐火材料行业清洁生产评价指标体系
1. 生产过程环保指标：包括废气、废水和固体废物的排放标准、处理方法和设施，如废气排放浓度、废水处理率、固体废物处理量等。
2. 能源利用效率指标：包括单位产值能耗、物料能量利用率等。
3. 原料及产品质量指标：包括原料选择、加工工艺、产品质量标准等。
4. 安全生产指标：包括生产安全措施、安全生产教育和培训、应急预案等。
5. 节约资源指标：包括节约水、电、油、煤等资源的措施和效果。
6. 社会责任指标：包括企业社会责任、员工福利、环保宣传等。
7. 持续改善指标：包括环保技术创新、生产工艺升级、生产能力提升等。
耐火材料基础知识
1.6 硅藻土：海水或淡水中的微生物——硅藻类的遗体骨 骼（硅壳）堆积而成，本质上是含水的非晶质二氧化硅。
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
2. SiO2变体的种类及性质
α-石英、β-石英
SiO2的种类
α-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英 α-方石英、β-方石英 石英玻璃
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
★ 耐火材料在烧制过程当中的物理化学变化一般都 未达到烧成温度下的平衡状态，当制品在长期使 用中，受高温和时间的作用，会进一步产生物理 化学变化，从而进一步烧结和物相再结晶和玻璃 化，从而初始制品进一步密实，产生重烧收缩。 但是有的如硅质在高温下产生膨胀。
★ 重烧线变化的大小表明制品高温体积稳定性的好 坏，为了降低耐火制品的重烧收缩或膨胀，在工 艺上一般提高砖坯的成型密度，适当提高烧成温 度或延长保温时间，但不宜过高，以免制品变形 或者进一步玻璃化，从而降低了热震稳定性。
热容
★ 热容（又称比热容）是指常压下加热1公 斤样品使之升温一度所需的热量。
★ 影响热容的因素
耐火材料的热容是随它的化学矿物组成和所处的 温度条件而变化的，通常很少测定热容，检验标 准中也没有规定方法。
重烧线变化
★ 重烧线变化是指将耐火材料试样加热到规定温度， 并恒定一定时间，冷却至室温以后，其线性尺寸 的不可逆变化。
火电厂耐火材料技术指标
一、耐火浇注料：适用于炉内中、低温和烟道炉顶等部位的内衬。
1、密度：≥2000Kg/ M32、耐压强度：≥25Mpa3、抗折强度：≥5Mpa4、热震稳定性：≥15次(900℃*3H,水冷)5、耐火度：：≥1650℃二、高强度耐火浇注料：适用于炉内中、高温部位、抗渣侵蚀性能要求较高的区域。
1、密度：≥2200Kg/ M32、耐压强度：≥30Mpa3、抗折强度：≥6Mpa4、热震稳定性：≥20次(900℃*3H,水冷)5、耐火度：：≥1710℃三、钢纤维增强耐火浇注料：适用于需要抗拉强度大和抗热震性能高的如折烟角、炉烘等部位。
1、密度：≥2350Kg/ M32、耐压强度：≥60Mpa 110℃*24h≥35Mpa 1000℃*3h3、抗折强度：≥9Mpa 110℃*24h≥5Mpa 1000℃*3h4、1100℃室温水急冷急热循环5次后抗折强度：≥4Mpa5、耐火度：：≥1710℃6、烧后线变化率：±0.4%四、耐磨耐火浇注料：适用于旋风炉、燃煤炉卫燃带等煤灰冲击和磨蚀严重、高温部位的内衬。
1、密度：≥2500Kg/ M32、耐压强度：≥90Mpa 110℃*24h≥110Mpa 1000℃*3h3、抗折强度：≥13Mpa 110℃*24h≥15Mpa 1000℃*3h4、热震稳定性：≥25次(900℃*3H,水冷)5、耐火度：：≥1780℃6、耐磨性：≤8cm3(GB/T18301-2001)五、碳化硅耐磨耐火浇注料：碳化硅耐磨浇注料是以优质耐磨耐高温材料棕刚玉和耐磨、高导热材料碳化硅为基料，按严格的配方复合而成，具有高温强度好、耐磨抗冲刷、高导热、抗热震、耐腐蚀、密封性好速凝早强等诸多特点，是近年来对耐磨、高导性能要求高的部位最为理想的换代产品。
1、密度：≥2800Kg/ M32、耐压强度：≥90Mpa 110℃干燥后≥140Mpa 1350℃烧后3、抗折强度：≥12Mpa 110℃干燥后≥25Mpa 1350℃烧后4、热震稳定性：≥45次(850℃，水冷)5、耐火度：≥1790℃6、耐磨性：≤6cm3(GB/T18301-2001)7、SiC ：≥50%一、微膨胀耐火可塑料：适用于锅炉敷管炉墙内层、烟道和炉顶等部位的内衬。
耐火
1、耐火材料的力学性能、热学性能与高温使用性能的基本概念与应用。
力学性质：表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。
耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、扭转强度、耐磨性、弹性模量及高温蠕变等耐火材料的高温使用性能：其在高温条件下抵抗来自外部的作用而不易损坏的性质。
主要包括：耐火度。
荷重软化温度。
重烧线变化率。
抗热震性。
抗渣性。
抗酸性。
抗氧化性。
抗水化性和一氧化碳侵蚀性。
耐火材料的热学性主要包括比热容、热膨胀性、导热性，是衡量耐火制品能否适应具体热过程和进行工业窑炉设计的重要依据。
2耐火度与熔点的区别：1、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度；2、熔点是一个物理常数；3、耐火材料为多相混合体，其熔融是在一定的温度范围内进行的，是一个工艺指标3）耐火材料的体积密度、热导率、热震稳定性、抗渣蚀性等的定义与物理意义。
1）耐火制品单位表观体积的质量称为体积密度，通常用kg/m3或g/cm3表示。
对于同一种耐火制品而言，其体积密度与显气孔率呈负相关关系，即制品的体积密度大则显气孔率就低。
2）耐火材料的热导率是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。
表示材料传递热量的能力。
3）耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热震稳定性或抗热冲击性能。
高温窑炉等热工设备在运行过程中，其运行温度常常发生变化甚至剧烈的波动。
这种温度的急剧变化常常会导致耐火材料产生裂纹、剥落、崩裂等结构性的破坏，而影响热工设备操作的稳定性、安全性和生产的连续性。
4）耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的性能称为抗渣蚀性能，简称抗渣性。
高温环境下，熔渣物质与耐火材料相接触，并与之发生复杂的物理化学反应，导致耐火材料的侵蚀损毁。
占耐火材料被损坏原因的50％以上。
4）耐火材料低温绝缘、高温导电的原因与工业安全防范。
（硅质、镁质耐火材料的导电性）导电性通常用电阻率表示。
电阻率与热力学温度间的关系为TeBA=ρ式中：（ρ—材料的电阻率，T—热力学温度，A,B—与材料性质有关的常数。
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解析耐火材料的指标
耐火材料的检验项目分为化学和物理两大方面，H前已山现的物理检验项目至少有31种，属于基础性质的22种，纳入到标准中的项目又称常规项日。
不同的品种，用于不同窑炉的产品，要求做的常规项目不尽相同。
我国水泥窑用直接结合镁铬砖常规物理检验项目只有5种，它们是显气孔率(％)、体积密度(g/cm^3)、常温耐压强度(MPa／cm^2)、荷重O.2MPa／cm^2软化0．6％开始变形温度(标准中规定变形0．5％)、热震(1100℃x水，次)，根据使用要求，还应补充导热系数、热膨胀率、重烧线变化、高温抗折，补充这4项指标能更全面地反映火材料性质，减少使用风险。
为使读者能全面了解和理解耐火材料的基础性质，本章将解析17种物理检验项目。
随着耐火材料技术的发展，物理检验项目数量会有所增多，传统检验项目本身定义虽然不变，但它的指导作用会在发展中有所变化，如气孔率的重要性、对荷重软化点的认识、重烧线变化对高温体积稳定性的预报问题等等，今天的认识要比20年前更深刻。
本章从5个方面介绍耐火材料的基本检验项目，它们是：
(1)化学成分；
(2)表示组织结构方面的检验项日：6项；
(3)表示力学性质的检验项目：3项；
(4)表示热学性质的检验项目：4项；
(5)表示作业性质的检验项目：4项。
常规耐火材料产品我们不关心它的电学性质，故不做介绍；对显微结构方面的性质结合品种做适当说明。
3．1 化学成分
耐火材料是人造矿物，各元素并非以氧化物形式共存，我们见到的分析报告，是分析时人为分解氧化而成，这使耐火材料的矿物组成很不直观。
不过，科学工作者总结出了铝硅系、镁硅系、镁铬系、镁钙系氧化物和矿物组成之间的关系，依据这些关系可以确认生成的B、物，计算组成，这方面的知识在有关章节中介绍。
无论原料还是成品，化学成分都分为主要成分和次要成分，所谓的第一‘相即为主要成分形成的矿物，次要成分形成结合相(又称基质相)。
耐火材料的基础性质，尤其是热性质、力学性质和作业性质都与化学组成有关，因此化学组成十分重要，需强调两点：
其一，主要成分固然重要，次要成分也不可忽视，企业中存在忽视次要成分的现象。
次要成分在砖中可能有三种行为：一是和主要成分形成固熔体，如方镁石为第一相的镁质材料中Fe2O3、FeO,因和MgO形成同熔体危害性大为减小，二是与主要成分形成高温相，如矾土中的Siq和A12O3生成莫来石(3A12O3·2SiO2)，这种情形下SiO2是有益的；三是生成低熔物，降低主晶相耐火性能，如矾土中的K20、Na20、CaO、MgO，镁砂中的SiO2，硅砖中的Al2O3等。
3．2 表示组织结构的物理项目
组织结构是耐火材料的基本状态性质，表示这种状态的参数是显气孔率、真气孔率、透气度、体积密
度、真密度。
显气孔率是基础，显气孔率对抗渣性能、导热性能、热震性能都有显著影响，显气孔率是非常重要的物理指标，影响显气孔率的因素可能归纳为三个方面：
其一，原料欠烧，或是成品烧成膨胀大日不均，显气孔率偏高。
其二，配料不合理，或是成型压力不够，坏体中孔隙过大，显气孔率偏高。
其三，烧成温度偏低，液相量不足，或烧成温度够，保温时间不足，烧结进程不充分，显气孔率偏高。
3．1．1 显气孔率
耐火材料原料或成品中气孔有三种形式(图3—1)，即贯通气孔、开口气孔和封闭气孔。
显气孔率是指贯通气孔和开门气孔体积占产品体积的百分量，计算式为
人们早就知道渣相是通过气孔侵入砖体的，然而体积密度和气孔率相比，人们还是偏重认为密度对使用寿命影响大，但在1975年作者对首都钢铁公司30tLD转炉炉龄与诸影响因素关系统计分析后发现，当焦油白云石大砖体积密度大于2．8z／cm^3时，炉龄与体积密度无关，但与碳化后气孔率有关，是三十几种因素中最显著的4个因子之一，说明气孔率对使用性质的影响大于体积密度。
炼钢用耐火材料追求低气孔率(小于15％)，低气孔率可以减轻吸渣作用，气孔率过小会提高弹性模量、降低热震，热震是水泥窑用耐火材料的重要指标，故水泥窑用耐火材料不追求低气孔率，以17％—18％为宜。
3．2．2 吸水率
吸水率表示开口气孔、贯通气孔吸收检验液体重量占试样重量的百分量。