使用高品质氧化铝原料优化耐火材料性能-Almatis

使用高品质氧化铝原料优化耐火材料性能-Almatis
使用高品质氧化铝原料优化耐火材料性能-Almatis

使用高品质氧化铝原料优化耐火材料性能

尽管如今用来生产耐火材料的原材料有许多种,然而合适的原材料组合能够极大地提升耐火材料的性能。安迈铝业的全套高性能氧化铝原料, 可以全面提升耐材性能,满足当今高性能耐火材料所面临的性能和使用要求。

每一种耐火材料配方通常含有天然及/或合成原料或其组合。这些原料包括粗颗粒,细颗粒,骨料细粉;煅烧和活性氧化铝;亚微米级氧化铝粉或硅微粉填料及结合剂。特种添加剂也常常被采用以达到分散基质,反絮凝, 减少加水量, 控制施工时间和提高强度的目的。

安迈的高品质产品的核心是合成原料及向客户提供产品的价值。我们的高纯度合成氧化铝产品被证实是可以降低成本的。因为我们的产品质量稳定,能在苛刻的应用环境中延长耐火材料的使用寿命。

制造高性能耐火制品

可供制造致密耐火材料的合成原料有板状刚玉、镁铝尖晶石、铝酸钙水泥、博耐特(CA6)、煅烧及活性氧化铝以及碳化硅等. 所需原料的种类是由使用环境温度、热循环频率、强度或荷载要求以及环境气氛(如腐蚀液体或汽体)等决定。这些合成原料有不同的粒度分布,可期优化配方:

?粗颗粒骨料像建筑用砖一样构成材料的基础。

?细颗粒骨料填充粗颗粒骨料间的空隙。

?基质细粉填充了微米级的空隙从而降低加水量。其加入量影响到流变性,从而决定了振动流动性、自流性能及浇注料的可泵送性。基质中细粉的粒度分布能导致振动流变性或胀性。

?结合剂使各种原料结合在一起直至陶瓷结合形成。

?添加剂用于减少加水量,常用添加剂包括分散剂、防絮凝剂及塑化剂。它们也被用作缓凝剂或促凝剂以控制耐火材料的凝结行为。

耐材配方中粒度分布的重要性

原料的粒度分布将对耐磨性、抗化学侵蚀性、抗热震性,施工加水量及最终产品的气孔率产生影响, 从而影响耐火材料的使用性能。

安迈铝业的高品质板状刚玉和尖晶石骨料凭借其致密结构,封闭气孔及稳定的粒度分布可助于获得最佳的抗化学侵蚀性及抗热震性。

安迈产品系列中的基质细粉,如骨料细粉及活性和煅烧氧化铝微粉,其粒度分布从0.4微米到75微米。它们对耐火浇注料的流变性、强度及凝结行为起到很大影响。优化耐材配方中的基质细粉组合能极大地填充合成原料结构间的空隙,从而减少加水量。单峰活性氧化铝为耐火材料基质粒度分布设计提供了充分的灵活性。而多峰活性氧化可优化超细成分的粒度分布且性能稳定,能进一步提升耐火材料性能。在使用温度超过1400o C的高性能耐火材料中,活性氧化铝、板状刚玉及尖晶石细粉常被用来替代普通的煅烧氧化铝及硅微粉,以达到所期待的性能。

安迈分散氧化铝是基于活性氧化铝的添加剂, 它既有减水剂的功效还有凝结控制的作用。分散介质覆盖于活性氧化铝的表面,可很容易的均匀分布于基质中。凝结控制功能在与安迈的70%水泥与水合氧化铝结合剂一起使用时可充分体现。它提供了灵活性以实现短、适中或较长的凝结时间。ADS-3/ADW-1分散氧化铝用于不含硅微粉的浇注料。M-ADS1/M-ADW1用于含硅微粉的不定型耐火材料.

改进现有配方

安迈高品质氧化铝被用于提升现有耐火材料性能以满足当今要求更高的钢铁及有色金属行业要求。合成原料要替代天然原料。

当需要提升基质的矿物组成与流变性时,可采用的方法很多。

精确控制的、需水量低的煅烧氧化铝能用来替代一般的商品氧化铝。完全研磨的活性氧化铝及骨料细粉可部分替代煅烧氧化铝,可极大地减少加水量,减少气孔率,减少金属溶液及炉渣渗透, 提高强度, 且容易施工即使是在困难的施工条件下。如您需要技术支持,安迈遍及全球的, 富有经验的技术人员可随时提供服务。

当预合成富铝尖晶石被应用于苛刻的应用环境如钢包,含有15%至30%富铝尖晶石的低或超低水泥浇注料,炉渣及金属渗透可得以消除, 由于低强度而带来的高磨损也会大大降低。

选择合适的原料与粒度

合成氧化铝产品对现代炼钢流程中的耐火材料起着越来越重要的作用。产品的稳定性及化学纯度对于耐材的性能至关重要。让安迈铝业深感骄傲的是,我们不仅能给我们的耐火材料客户提供高品质的氧化铝产品,还能提供技术解决方案。凭借着近100年的氧化铝专业技术经验以及全球战略分布的生产基地,安迈能迅速向我们的

客户提供一系列品质稳定的高纯度,高性能氧化铝产品及技术支持,帮助客户应对现今的挑战。

作者:Leslie Power,安迈全球耐火材料市场经理与Andus Buhr博士,全球技术总监-耐火材料、陶瓷与抛光材料

安迈版权所有 2007

耐火材料重点

第一章: 1耐火材料的定义;耐火度不小于1580℃的无机非金属 材料分类:按化学成份、矿物组成分类1)氧化硅质2)硅酸铝质3)氧化镁质4)刚玉质5)白云石质MgCa(CO3)2 6)尖晶石质Fe2MgO4 7)橄榄石质Mg2SiO4 8)碳质9)含锆质10)特殊耐火材料 按化学性质分类;1)酸性耐火材料2)中性耐火材料3)碱性耐火材料 3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。 4、按耐火度分类普通耐火材料(1580~1770℃);高级耐火材料(1770~2000℃);特级耐火材料(大于2000℃)。 按密度分:轻质(气孔率45%-85%)、重质 生产过程中的基本知识,如一般生产工艺流程:原料加工→配料→混练→(成型)→干燥→烧成(熔制)→(成型)→检验→成品, 配料(颗粒级配又称(粒度)级配,由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量,用百分数表示。)混料使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。等内容; 耐火材料行业存在的问题1)钢铁行业竞争激烈,面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求,除了要求长寿还要对钢水无污染3)研发有待加强,4)应注意可持续发展战略。 存在的差距: 1、通常用耐火材料综合消耗指标来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平,我国吨钢消耗水还较高。(见下表) 2、耐火材料生产装备落后,新技术推广慢 3、原料不精,高纯原料的生产有困难。, 发展趋势:当今耐火材料的发展,一极是不定形化,而另一极则是定形耐火材料的高级化,概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。等。 问题:1合计可用作耐火原料总数为4000余种,其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。why? 除了考虑熔点外,还要看它在自然界中存在的数量及分布情况,即作为耐火原料还应该具有来源广,成本低廉。在地球岩石层中,硅酸盐+铝酸盐数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃,可以用作耐火原料,但是太昂贵了 2留意“烧成”与“烧结”的区别! 烧成是陶瓷、耐火材料制品烧成过程中最重要的物理、化学过程。所谓“烧结”,就是指坯体经过高温作用逐渐排出气孔而致密的过程。 第二章: 耐火材料的宏观结构、微观结构方面的知识, 如显微结构的类型;基质连续结构,主晶相连续结构;基质连续结构:液相数量较多或主晶相润湿性良好,主晶相被玻璃相包围起来,形成基质连续,主晶相不连续结构,如粘土砖。主晶相连续结构:液相数量较少或主晶相润湿不良,形成主晶相连续,基质不连续结构,如硅砖。 力学性能中抗折强度:材料单位面积所承受的极限弯曲应力,高温抗折强度:材料在高温下单位截面所能承受的极限弯曲应力、蠕变:材料在恒定的高温、恒定

耐火材料的六大使用性能

耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 (一般)耐火度 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质,用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同,熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料,无一定熔点,其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内,固液相并存,固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征,只能以耐火度来度量。因此,耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质,用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。 国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。耐火度的意义与熔点不同,不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 (二)荷重软化温度

荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度,是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标,它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度,是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标,它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标,因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成,同时也与制品的生产工艺直接相关 (三)重烧线变化(高温体积稳定性) 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时,制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品,一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形,重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性,保证砌体的稳定性,减少砌体的缝隙,提高其密封性和耐侵蚀性,避免砌体整体结构的破坏,都具有重要意义。 耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时,制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品,一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形,重烧线变化也称残余线变形。耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性,保证砌体的稳定性,减少砌体的缝隙,提高其密封性和耐侵蚀性,避免砌体整体结构的破坏,都具有重要意义。

耐火材料结合剂的性质

结合剂 把由耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质,又称“胶结剂”。用作耐火材料的结合剂,不但要求具有较好的冷态和热态结合强度,而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。 分类耐火材料,尤其是不定形耐火材料所用的结合剂,随被结合材料的性能及用途不同而不同,品种繁多,一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。 按结合剂的化学性质分有无机结合剂和有机结合剂。 (1)无机结合剂。按其化合物性质可分为6类。第1类为硅酸盐类。包括硅酸钙水泥、水玻璃(包括硅酸钠、硅酸钾水玻璃)和结合粘土。第2类为铝酸盐类。包括普通铝酸钙水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)、纯铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、含尖晶石铝酸钙水泥等。第3类为磷酸盐类。包括磷酸、磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸铵、铝铬磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。第4类为硫酸盐类。包括硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等。第5类为氯化物类。包括氯化镁(卤水)、氯化铁、聚合氯化铝(又称碱式氯化铝)等。第6类为溶胶类。包括硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶等。 (2)有机结合剂。按制取方法分为两类。第l类为天然有机物,即从天然有机物中分离出的,包括淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠、纸浆废液、焦油和沥青等。第2类为合成有机物,即通过化学反应或缩聚反应而合成的,包括甲阶酚醛树脂、线性酚醛树脂(又称酚醛清漆)、环氧树脂、t聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、硅酸己酯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等。 按结合剂硬化条件分有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。

(1)水硬性结合剂。加入散状耐火材料集料中、加水混合均匀并成型后,在潮湿条件下养护才能发生正常的凝结与硬化的结合剂,如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥。 (2)气硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后,在自然干燥条件(常温)下养护即可发生凝结与硬化的结合剂,这类结合剂使用时一般要加硬化剂,如水玻璃加氟硅酸钠,磷酸或磷酸二氢铝加铝酸钙水泥或氧化镁,氧化硅微粉加铝酸钙水泥或氧化镁等。 (3)热硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后,在加热烘烤时才能发生硬化的结合剂,如磷酸、磷酸二氢铝、甲阶酚醛树脂等。 结合机理耐火材料用的结合剂,随结合剂的化学性质不同,其结合机理也不同。 (1)水化结合。借助于常温下结合剂与水发生水化反应生成水化产物而产生结合作用。如铝酸钙水泥加水后,发生水解和水化反应生成六方片状或针状CaO?A12O3? 10H2O(CAHl0)、2Ca0?AL2O3?8H2O(C2AH8)和立方粒状3Ca0?AL2O3?6H2O(C3AH6)晶体和氧化铝凝胶体(AL2O3gel),形成凝聚一结晶网而产生结合,反应如下: 又如p—AL2O3加水混合时,会发生水化反应而生成单斜板状、纤维状或粒状三羟铝石(Bayerite)和斜方板状勃姆石(Boehmite)而产生结合作用。反应如下:

耐火材料概论知识点总结

硅砖的应用:是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。 粘土质耐火材料的原料 软质粘土 生产过程中通常以细粉的形式加入,起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。 硬质粘土 通常以颗粒和细粉的形式加入,前者起到配料骨架的作用,后者参与基体中高温反应,形成莫来石等高温形矿物。 结合剂 水和纸浆废液 粘土质耐火材料制品原料来源丰富,制造工艺简单,产量很大,广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑,加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体,排烟系统内衬用耐火材料,其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户,用于盛钢桶,热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。 铝矾土的加热变化 a. 分解阶段(400~1200℃) b 二次莫来石化阶段(1200~1400℃或1500℃) 二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀 c. 重结晶烧结阶段(1400~1500℃)。 ? 高铝质耐材的应用 ? 由于高铝质耐火材料制品的优良性能,因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉 渣侵蚀,温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。 ? 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良, 因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业,如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上,为确保内衬结构的稳定性、密封性,避免碱性物的侵入和析出,或风口漏风,在出铁口、风口部位,选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料,延长了使用寿命。 ? 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通 高铝砖 ,广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包,建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室,机械工业的加热炉,石化工业的炭黑反应炉,耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。 刚玉耐材的原料 氧化铝 所有熔点在2000℃以上的氧化物中,氧化铝是一种最普通、最容易获 得且较为便宜的氧化物。氧化铝在自然界中的储量丰富。天然结晶的 Al 2O 3被称为刚玉,如红宝石、蓝宝石即为含Cr 2O 3或TiO 2杂质的刚玉。大 232232400~600()H O Al O H O Al O αα-?????→-℃刚玉假象+23222322400~600222H O Al O SiO H O Al O SiO ?????? →?℃+23223229503(2)324SiO Al O SiO Al O SiO ????→?℃+232232 12003232Al O SiO Al O SiO ≥+????→?℃

耐火材料各性质

耐火材料的力学性质 耐火材料的力学性质是指材料在不同温度下的强度、弹性、和塑性性质。耐火材料在常温或高温的使用条件下,都要受到各种应力的作用而变形或损坏,各应力有压应力、拉应力、弯曲应力、剪应力、摩擦力、和撞击力等。 此外,耐火材料的力学性质,可间接反映其它的性质情况。 检验耐火材料的力学性质,研究其损毁机理和提高力学性能的途径,是耐火材料生产和使用中的一项重要工作内容。 4.1 常温力学性质 4.1.1 常温耐压强度σ压 定义;是指常温下耐火材料在单位面积上所能承受的最大压力,也即材料在压应力作用下被破坏的压力。 常温耐压强度σ压=P/A ,(pa) 式中;P—试验受压破坏时的极限压力,(N); A—试样的受压面积,(m2)。 一般情况下,国家标准对耐火材料制品性能指标的要求,视品种而定。其中,对常温耐压强度σ压的数值要求为50Mpa左右(相当于500kg/cm2);而耐火材料的体积密度一般为2.5g/cm3左右。据此计算,因受上方砌筑体的重力作用,导致耐火材料砌筑体底部受重压破坏的砌筑高度,应高达2000m以上。 可见,对耐火材料常温耐压强度的要求,并不是针对其使用中的受压损坏。而是通过该性质指标的大小,在一定程度上反映材料中的粒度级配、成型致密度、制品烧结程度、矿物组成和显微结构,以及其它性能指标的优劣。 体现材料性能质量优劣的性能指标的大小,不仅反映出来源于各种生产工艺因素与过程控制,而且反映过程产物气、固两相的组成和相结构状态以及相关性质指标间的一致性。一般而言,这是一条普遍规律。 4.1.2 抗拉、抗折、和扭转强度 与耐压强度类似,抗拉、抗折、和扭转强度是材料在拉应力、弯曲应力、剪应力的作用下,材料被破坏时单位面积所承受的最大外力。与耐压强度不同,抗拉、抗折、和扭转强度,既反映了材料的制备工艺情况和相关性质指标间的一致性,也体现了材料在使用条件下的必须具备的强度性能。抗折强度σ折按下式计算。

耐火材料的基本知识

第一节耐火材料的基本知识 1、耐火材料的定义? 耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。 2、耐火材料必须具备的基本性能? (1)耐火度(2)高温体积稳定性(3)耐急冷急热性 3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用? (1)电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。 (2)精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。 (3)连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。(4)模铸用漏斗砖,中注管,中心砖,汤道砖,尾砖,模底砖。 4、按耐火度不同,耐火材料可分几类? (1)普通耐火材料,耐火度1580~1770℃; (2)高级耐火材料,耐火度1770~2000℃; (3)特级耐火材料,耐火度> 2000℃; 5、按化学矿物组成的性质不同,耐火度可分为几类?

(1)酸性耐火材料,如硅砖;(2)碱性耐火材料,如镁砖、白云石砖、镁碳砖;(3)中性耐火材料,如高铝砖、碳砖。 6、按外形尺寸的多少,耐火材料可分为几类? (1)标准型耐火砖,外形尺寸≤4个;(2)普通型耐火砖,外形尺寸≤6个;(3)异型耐火砖,外形尺寸<10个,带孔、槽、角;(4)特异型耐火砖,外形尺寸>10,带多个孔、槽、角。 7、按外形耐火材料可分类为几类? (1)耐火砖——具有一定的形状。(2)不定形耐火材料——散状实,需按所要形状进行施工用耐火材料。(3)耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。 8、学习耐火基本知识的目的? (1)掌握基本技能,科学合理使用耐火材料。 (2)掌握使用特性,防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。 (3)掌握使用规律,不断提高炉衬,包衬使用寿命,降低炼钢生产成本,减轻劳动强度,提高经济效益。 第二节耐火材料的基本性能 9、什么叫气孔率?

玻璃配方计算和配合料制备

实验三玻璃配方计算和配合料制备 1 目的意义 1.1 意义 配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。配合料制备就是按照配方配制并加工原料,使之符合材料高温烧制要求。 配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测,配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。 1.2 目的 (1)进一步掌握配方计算的方法; (2)初步掌握配合料的制备方法和步骤; (3)了解影响配合料均一性的因素。 2 实验原理 2.1 玻璃成分的设计 首先,要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能,并依此选择能形成玻璃的氧化物系统,确定决定玻璃主要性质的氧化物,然后确定各氧化物的含量。玻璃系统一般为三组分或四组分,其主要氧化物的总量往往要达到90%(质量)。此外,为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。因此,大部分工业玻璃都是五六个组分以上。 相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。在应用相图时,如果查阅三元相图,为使玻璃有较小的析晶倾向,或使玻璃的熔制温度降低,成分上就应当趋向于取多组分,应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。在应用玻璃形成区域图时,应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点,使成分具有较低的析晶倾向。 为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施,即能进行熔制、成型等工序,必须要加入一定量的促进熔制,调整料性的氧化物。这些氧化物用量不多,但工艺上却不可少。同时还要考虑选用适当的澄清剂。在制造有色玻璃时,还须考虑基础玻璃对着色的影响。 以上各点是相互联系的,设计时要综合考虑。当然,要确定一种优良配方不是一件简单的工作,实际上,为成功地设计一种具有实用意义,符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分,必须经过多次熔制实践和性能测定,对成分进行多次校正。 表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方,可根据自己的要求进行修改。 表3-1易熔玻璃的成分示例 配方编号SiO CaO MgO A12O3Na2O 备注 2 l 71.5 5.5 1 3 19 氧化物质量百

耐火材料性能测定实验

耐火材料性能测定实验 一、实验目的 1、 2、 3、 : : 二、耐火材料的定义〔参考:耐火材料(教科书)〕 三、耐火材料的分类和用途〔:耐火材料(教科书)〕 四、耐火材料的生产流程和工艺〔参考:耐火材料(教科书)〕 五、耐火材料性能测定的意义〔参考:耐火材料的性能测定与评价(到图书馆借阅)〕 六、耐火材料有哪些性能测定〔参考:耐火材料的性能测定与评价(到图书馆借阅)〕 我们选做其中二个性能测定实验 (一)耐火材料高温导热系数测定(实验资料见下面) (二)耐火材料抗热震性能测定,而且选用电炉加热实验的方法〔参考:耐火材料的性能测定与评价(到图书馆借阅)〕 (一)耐火材料高温导热系数测定 一、实验目的 1、巩固和深化稳定导热过程的基本理论,学会材料高温导热系数的测定方法及测量装置的工作原理。 2、测定试件的导热系数,确定试件导热系数与温度的关系。 二、基本原理 导热系数是耐火、绝热、保温材料的重要热物理参数之一,是材料绝热与保温性能优劣的主要指标。测定这些材料的导热系数,特别是高温条件下的导热系数,对于研究材料性质的现代理论,及深入了解热传导过程的机理,是十分必要 的。 导热系数测定装置,是根据付立叶单向度平壁稳定导热过程的基本原理,来测定耐火、绝热和保温材料的高温导热系数。实践证明,当长度与宽度为厚度的8 ~10倍以上时,平壁边缘的影响可以忽略不计。这样的平壁导热可简化为一维导 热,这时的导热可认为只沿厚度(X轴)方向进 行。见图1一1所示。

根据付立叶导热方程式写成: dx dT q λ= [W/m 2] (8—1) 将(1)式积分得:)T T (q 21-=δ λ [W/m 2] (8—2) 通过面积A 的热流量Q 为: )T T (A Q 21-?= δλ [W] 所以: )T A(T Q 21-?=δ λ [W/(m ·k )] (8—3) 式中:λ——高温导热系数 [W/(m ·k )] q ——热流密度 [W/m 2] A ——试件测试区面积 [m 2] δ——试件厚度 [m ] T 1——试件高温面温度 [K] T 2——试件低温面温度 [K] 因此,只要在实验过程中测定了T 1,T 2和Q ,并已知试件的厚度δ和测量面积A ,就可以通过式(3)计算出被测材料在平均温度[(T 1+T 2)/2]下的导热系数。 三、测定装置 测定装置主要由单方向加热炉、控温系统和蒸汽量热装置等三部分组成。见照片8-1。 1、单方向加热炉的结构示意图见图8-2所示。加热炉由经过处理的硅碳棒作发热体;炉衬用耐火、耐热的保温材料砌成;在炉腔底部放置碳化硅板作为均热板。均热板的中心处,从下面伸出一热电偶,用来测量试件高温面的温度,均热板上面放置被测试件,试件上面中心处放置另一个热电偶,用来测量试件低温面的温度。试件四周设有耐火耐热保温材料的衬环。 照片8-1 2、加热炉由数字温度控制器和可控硅等组成的控温系统来进行加热和控温。 3、量热装置主要由量热筒、恒温筒、保温筒、设有隔热环及汽体浮化膜的底盘和汽水分离器等组成(其结构示意图见图8-3)。量热装置中心的量热筒是整个装置的核心,它吸取来自单方向加热炉通过试件的热量,使其内部的纯蒸馏水变成一个大气压下100℃的水蒸汽。水蒸汽经过多级汽水分离器分离后,进入冷凝器冷凝成水。根据冷凝水的重量,便可求得通过试件的热流量Q 。汽水分离器的作用是把由于水的激烈沸腾而混入蒸汽的微小水滴与纯蒸汽分离开来,使测量数据更加准确。 图1—1 单向平壁的一维 导热过程示意图

钢包用耐火材料

钢包用耐火材料 1 镁碳砖 2 镁碳砖 3 镁铝碳砖 4 镁钙碳砖 5 铝镁无碳砖 6 自流浇注料 7 永久层整体浇注料 8 工作层浇注料 9 上下水口 10 水口座砖 11 高温烧成滑板 12 耐火泥浆 镁碳砖系列 我公司的镁碳砖系列产品采用高纯、高致密镁砂或大结晶电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料,添加适量的抗氧化剂,以酚醛树脂为结合剂,经高压成型和低温热处理制成。该系列产品具有耐火度高、强度高、抗渣性好、热震稳定性好等优点,主要用于钢包包壁、包 底、渣线部位,并可根据具体生产情况选择不同牌号的产品。 镁碳砖主要理化指标 牌号Hger-MT-10A/B/C Hger-MT-12A/B/C Hger-MT-14A/B/C A B C A B C A B C MgO%80 78 76 78 76 74 76 74 72

≥ C% ≥ 10 10 10 12 12 12 14 14 14 显气孔率% ≤ 4 5 6 4 5 6 4 5 6 体积密度 /g.cm-3 ≥ 3.0 2.95 2.95 2.98 2.96 2.95 2.95 2.93 2.90 耐压强度 /MPa≥ 40 35 30 40 35 30 40 35 30 高温抗折强度/MPa≥8 7 6 8 7 6 12 10 8 1450℃,30min 应用钢包包壁、包底、渣线 镁铝碳砖系列 我公司的镁铝碳砖系列产品采用电熔镁 砂、电熔刚玉和大鳞片石墨为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,经高压成型制 成,具有强度高、抗侵蚀、抗冲刷等优点,主要 用于钢包包壁、包底部位。 镁铝碳砖主要理化指标 牌号Hger-MLT 50Hger-MLT 60 Hger-MLT 65 Hger-MLT 70 Hger-MLT 75 Hger-MLT 80 MgO% ≥ 50 60 65 70 75 80 AL 2O 3% ≥ 30 20 15 10 8 4 C% ≥ 8 8 8 8 8 8 显气孔 率%≤ 8 8 8 8 8 8 体积密度 /g.cm-3 ≥ 2.85 2.90 2.90 2.90 2.90 2.95 耐压强度 /MPa≥ 35 40 40 40 40 45 应用钢包包壁、包底

耐火材料的六大使用性能图文稿

耐火材料的六大使用性 能 文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 (一般)耐火度 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质,用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同,熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料,无一定熔点,其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内,固液相并存,固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征,只能以耐火度来度量。因此,耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质,用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。 国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。 耐火度的意义与熔点不同,不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 (二)荷重软化温度

荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度,是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标,它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度,是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标,它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标,因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成,同时也与制品的生产工艺直接相关 (三)重烧线变化(高温体积稳定性) 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时,制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品,一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形,重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性,保证砌体的稳定性,减少砌体的缝隙,提高其密封性和耐侵蚀性,避免砌体整体结构的破坏,都具有重要意义。

《材料结构与性能》课程论文

《材料结构与性能》课程论文 刚玉-尖晶石浇注料微结构参数控制及其强度、热震稳定性和抗渣性能研究 学生姓名:周文英 学生学号:201502703043 撰写日期:2015年11月

摘要 本文通过使用环境对耐火材料的要求,耐火材料与结构参数的分析,耐火材 料结构控制措施进展分析等方面总结了耐火材料的使用现状,并提出了下一步耐 火材料的改进措施。分别是:在基质中加入一定量的硅微粉,改变液相的粘度, 提高抗渣性;控制铝镁浇注料基质的粒径分布,使大颗粒含量一定保证其高温强度;使用球形轻骨料代替原来的致密骨料,提高气孔率,降低体积密度,提高能 源利用率,降低能耗。 关键词:铝镁浇注料;高温强度;抗渣性;热震稳定性 Abstract Requirements of the apply for fire resistance, analysis of refractory materials and structure parameters, current application and the promotion about the refractory are introduced in this paper. It included that: add some sillicon power into matrix in order to improve the viscosity of the liquid for abtaining better slag resistance; control the distribution of the particle in the matrix to ensure the high temperature strength; use spherical light aggregate instead of the original density aggregate to improve porosity and the rate of energy. Keywords:Alumina-Magnesia castable; high temperature strength; slag resistance; themal shock resistance.

耐火陶瓷纤维基础知识

耐火陶瓷纤维基础知识一、耐火陶瓷纤维定义 以SiO 2、AL 2 O 3 为主要成分且耐火度高于1580℃纤维状隔热材料的总称。 二、耐火陶瓷纤维的特点 1、耐高温:使用温度可达950-1450℃。 2、导热能力低:常温下为0.03w/m.k,在1000℃时仅为粘土砖的1/5。 3、体积密度小:耐火陶瓷纤维制品一般在64-500kg/m3之间。 4、化学稳定性好:除强碱、氟、磷酸盐外,几乎不受化学药品的侵蚀。 5、耐热震性能好:具有优良的耐热震性。 6、热容量低:仅为耐火砖的1/72,轻质转的1/42。 7、可加工性能好:纤维柔软易切割,连续性强,便于缠绕。 8、良好的吸音性能:耐火陶瓷纤维有高的吸音性能,可作为高温消音材料。 9、良好的绝缘性能:耐火陶瓷纤维是绝缘性材料,常温下体积电阻率为 1×1013Ω.cm,800℃下体积电阻率为6×108Ω.cm。 10、光学性能:耐火陶瓷纤维对波长1.8-6.0um的光波有很高的反射性。 三、耐火陶瓷纤维的分类 1、按结构可分为晶质纤维和非晶质纤维两大类。 2、按使用温度可分为: 普通型耐火陶瓷纤维使用温度950℃ 标准型耐火陶瓷纤维使用温度1000℃ 高纯型耐火陶瓷纤维使用温度1100℃ 高铝型耐火陶瓷纤维使用温度1200℃ 锆铝型耐火陶瓷纤维使用温度1280℃ 含锆型耐火陶瓷纤维使用温度1350℃ 莫来石晶体耐火纤维(72晶体)使用温度1400℃ 氧化铝晶体耐火纤维(80、95晶体)使用温度1450℃ 3、生产方法 (1)非晶质纤维 原材料经电阻炉熔融,在熔融状态下,在骤冷(0.1S)条件下,在高速旋转甩丝辊离心力的作用下或在高速气流的作用下被甩丝而成或被吹制而成的玻璃态纤维。 (2)晶体纤维 生产方法主要有胶体法和先驱体法两种。 胶体法:将可融性的铝盐、硅盐,制成一定粘度的胶体溶液,按常规生产方法成纤后经热处理转变成铝硅氧化物晶体纤维。 先驱体法:将可溶性的铝盐、硅盐,制成一定粘度的胶体溶液,随后被先驱体(一种膨化了的有机纤维)吸收,再进行热处理,转变成铝硅氧化物晶体纤维。

配料计算方法

配料计算的方法 烧结过程是一个非常复杂的氧化还原过程,氧的得失很难确定,原料成分的波动和水分的大小均会对最终结果产生影响,而要精确进行烧结配料的理论计算,在烧结生产中显得尤为麻烦,并且要占用大量的时间,所以,现场配料计算一般多采用简易计算方法,即:反推算法。所谓反推算法是先假定一个配料比,并根据各种原料的水分、烧损、化学成分等原始数据,计算出烧结矿的化学成分,当计算结果符合生产要求,即可按此料比进行组织生产,如果不否,再重新进行调整计算,直至满足生产要求为止。如果在实际生产中,所计算的配比和实际有误差,可分析其产生误差的原因,并再次进行调整计算。生产中如何确定配料比,也是大家所关心的一个问题,实际上配料比的确定常常是根据炼铁生产对烧结矿的质量指标的要求和原料供应状况以及原料成分等,并结合生产成本进行合理的搭配,反复计算,得出最终使用的配料比。 在进行反推算法计算时,首先要了解有关配料方面需要掌握的一些术语。 烧损:物料的烧损是指(干料)在烧结状态的高温下(1200—14000C)灼烧后失去重量对于物料试样重量的百分比。 烧残:物料的残存量即物料经过烧结,排出水分和烧损后的残存物量。 水分:烧结原料的水分含量是指原料中物理水含量的百分数,即一定的原料(100g—200g)加热至1500C,恒温1h,已蒸发的水分重量占试样重量的百分比。 化学成分:原料的化学成分是指某元素或化合物含量占该种干原料试样重量的百分比。 具体计算公式 烧残量=干料配比×(1—烧损) 进入配合料中的TFe=该种原料含TFe 量×该种原料配比 进入配合料中的SiO2=该种原料含SiO2量×该种原料配比 进入配合料中的CaO=该种原料含CaO量×该种原料配比 进入配合料中的MgO=该种原料含MgO量×该种原料配比 进入配合料中的Mn=该种原料含Mn量×该种原料配比 烧结矿的化学成分 烧结矿TFe=各种原料带入的TFe之和÷总的烧残量 烧结矿SiO2=各种原料带入的SiO2之和÷总的烧残量 烧结矿CaO=各种原料带入的CaO之和÷总的烧残量 烧结矿MgO=各种原料带入的MgO之和÷总的烧残量 烧结矿Mn=各种原料带入的Mn之和÷总的烧残量 如果还有其他指标要求,其计算公式同上。 配料计算 配料计算是以干料来进行计算的,目前有两种方法,一种是使用干配比配料,一种是使用湿配比配料,但其目的都是一样的,现在各个单位大部分都是用湿配比进行配料,故在此用湿配比计算法进行举例说明, 如果还有其他成分需要计算,可参照上述计算公式进行计算,直至符合本公司对烧结生产的要求为止,以上配料计算的大致步骤,仅供参考。

耐火材料复习资料

耐火材料:是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 主晶相:是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。 基质:是指耐火材料中大品体或骨料间隙中存在的物质。 直接结合:指耐火制品中,高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合,而不是靠低熔点的硅酸盐相产生结合。 成型:借助外力和模型将坯料加工成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。 主晶相陶瓷结合:又称为硅酸盐结合,其结构特征是耐火制品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结合。 酸性耐火材料:含有相当数量的游离二氧化硅(Si02)。酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料,几乎由94?97%的游离硅氧(Si02)构成。粘土质耐火材料与硅质相比,游离硅氧(Si02)的量较少,是弱酸性的。 碱性耐火材料:含有相当数量的MgO 和CaO 等,镁质和白云石质耐火材料是强碱性的, 格镁系和镁橄榄右质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱诚性耐火材料。 热震稳定性:耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能。 抗渣性:耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀怍用而不破坏的能力。 粘土质耐火材料:是用天然产的各种粘土作原料,将一部分粘土预先煅烧成熟料,并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30%-46%的硅酸盐铝质耐火材料。 耐火泥:是由粉状物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。 矿化剂:泛指内生成矿作用中对成矿物质的运移和集中起重要媒介作用的物质。 防氧化剂:含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化, 被称为防氧化剂 减水剂:是指在能在保持耐火浇注料的流动值基本不变的条件下,显著降低拌和用水量的物质。 镁碳砖:是由高熔点碱性氧化镁(2800℃)和难以被炉渣浸润的高熔点碳素材料为原料,添加各种非氧化物添加剂,用碳质结合剂结合而成的不烧碳复合材料。 电熔镁砂是以优质镁砂为原料经过熔化而制成。 低水泥浇注料:由耐火细粉和结合剂组成的基质中,用超细粉(指粒度小于10μm )来取代部分或大部分铝酸钙水泥,在加入少量分散剂使超细粉均匀地分散于骨料颗粒之间,填充在亚微米级的空隙中,从而形成均匀致密的组织结构。 液相烧结:凡有液相参加的烧结过程;液相起到促进烧结和降低烧结 温度的作用。 ,式子中的系数m 是SiO2/Na2O 的摩尔比。 显微结构:在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类 及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的 关系,称为显微结构。 气硬性结合剂:气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化 而具有相当高强度的结合剂 热硬性结合剂:热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低,而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 问答题: 1.耐火材料的组织结构有那两个类型? 答:宏观组织结构和微观组织结构。 2.耐火材料的高温蠕变可划分为哪三个特征阶段? 答:一次蠕变初期蠕变或减速蠕变;第2次蠕变或粘性蠕变,又可称为均速锘变或稳态蟠变;第3次蠕变又称加速緩变。 3. 莫来石、菱镁矿、白云石、镁铝尖晶石和镁橄榄石的分子式。 答:,,, ,。 4、杂质成分与主成分共熔产生液相对耐火材料性能有何影响。 222??水玻璃的模数:是在水玻璃(Na O mSiO nH O )2323:3Al 2O Si O 莫来石22MgO SiO ?镁橄榄石:33 白云石:CaCO MgCO 3Mg CO 菱镁矿:23MgO Al O 镁铝尖晶石:

耐火材料试题及答案

理工大学2007耐材A标答 一、填空题(20分,每题2分) 1、耐火材料的物理性能主要包括烧结性能、力学性能、热学性能、和高温使用性能。 2、材料的化学组成越复杂,添加成分形成的固溶体越多,其热导率越小;晶体结构愈简单, 热导率越大。 3、硅砖生产中矿化剂的选择原则为系统能形成二液区,并且系统形成液相的温度低或不大 于1470℃。 4、相同气孔率的条件下,气孔大而集中的耐火材料热导率比气孔小而均匀的耐火材料大。 5、“三石”指蓝晶石、红柱石、硅线石,其中体积膨胀居中的是硅线石。 6、赛隆(Sialon)是指Si3N4与Al2O3在高温下形成的一类固溶体。 7、连铸系统的“三大件”,通常指整体塞棒、长水口和浸入式水口,其化学组成主要为Al2O3、 SiC、C、SiO2等。 8、高温瓷涂层的施涂方法主要有烧结法或火焰喷涂、等离子喷涂、低温烘烤补强法和气 相沉积法等。 9、不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、热硬性结合剂、气硬性结合 剂和火硬性结合剂。 10、镁铝尖晶石的合成属固相反应烧结,影响其合成质量的因素主要为原料纯度或细度、外加剂、 烧成温度。 二、选择题(10分,每题5分) 1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征1个0.83分 ①方镁石;②CaO;③K2O,Na2O;④刚玉;⑤Al2O3;⑥鳞石英。 2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序:③>①>②,在⑤条件下更是如此。 1个1.25分①理论白云石;②高钙白云石;③富镁白云石;④氧化;⑤还原。 三、判断简答题(28分,每题7分)

1、耐火度愈高砖愈好。 答:错。(2.5分) 耐火度是指耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。而耐火材料在使用过程中不可能无荷重,因此,耐火度只能作为一个相对指标。(4.5分) 2、水泥因含有一定数量CaO,所以,为提高高温性能,浇注料应该采用超低水泥或无水泥结合。答:错。(2.5分) 浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2O3-SiO2系耐火材料,Al2O3、SiO2、CaO等高温下易形成低熔物影响高温性能,而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合,问题不大。(4.5分) 3、二次莫来石化因伴随体积膨胀,所以,在生产中应尽可能地避免。 答:错。(2.5分) 二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的Al2O3反应生成莫来石,并伴随体积膨胀,因此,在生产高铝砖过程中应尽可能地避免。但是,在生产高荷软耐火材料或低蠕变砖时,其原理正是利用这种反应产生的一定体积膨胀效应。(4.5分) 4、石墨能在钢铁熔体中溶解,对其有一定污染,因此,碳复合耐火材料前途黯淡。 答:错。(2.5分) 石墨尽管高温下对钢水有一定污染,但石墨熔点高、热膨胀系数小、热导率高、不易被渣润湿,因此,碳复合耐火材料具有优异的热震稳定性、抗渣渗透性。所以,在冶炼条件苛刻的关键部位仍然需要碳复合耐火材料。(4.5分) 四、论述题(42分,每题14分) 1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因,并说明提高这些性能的主要措施。答:热剥落:热震稳定性;结构剥落:渣渗透;机械剥落:机械冲击。2.5分 主要措施: 热剥落:1)热膨胀系数小;2)导热率高;3)弹性模量小;4)微裂纹;5)少量液相; 6)晶须;7)合适强度。(至少3种) 4.5分

耐火材料结构和性能数模仿真技术

第31卷 第22期 2009年11月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.31 No.22 Nov.2009DOI :10.3963/j.issn.167124431.2009.22.034 耐火材料结构和性能数模仿真技术 毛利民 (中国建筑材料科学研究总院瑞泰科技股份有限公司,北京100024) 摘 要: 论述了耐火材料结构性能数模仿真的基本原理、方法和步骤,并介绍了材料显微结构图像转换和材料有效性质的有限元模型的模拟计算。说明数模仿真是耐火材料研究和开发应用中的一种重要方法。 关键词: 数模仿真; 显微结构; 有限元模型; 耐火材料 中图分类号: TQ 171.6文献标识码: A 文章编号:167124431(2009)2220120204 Methods of Numerical Simulation for Microstructure and Behavior of R efractory M A O L i 2m i n (Ruitai Materials Technology Co ,Ltd ,China Building Materials Academy ,Beijing 100024,China ) Abstract : The basic theory ,method and procedure of numerical simulation for microstructure and behavior of refractory are considered.Both microstructure image conversion as well as FEA model driven to analog and calculate effective material proper 2ties are introduced.It is shown that numerical simulation can be applied as an important tool in research and development of re 2fractory. K ey w ords : numerical simulation ; microstructure ; FEA model ; refractory 收稿日期:2009206216. 基金项目:“十一五”科技支撑计划项目(2006BAF02A26). 作者简介:毛利民(19652),男,教授级高级工程师.E 2mail :maolimin263@https://www.360docs.net/doc/bc17256226.html, 耐火材料和隔热材料支持高温窑炉工业的发展,可以减少高温工艺过程对环境的有害影响。耐火材料在使用中往往经受以下苛刻役使条件:1)温度变化和热震作用;2)气体、液体、熔液和熔渣的化学侵蚀;3)压力、张力、摩擦以及冲击的机械作用。上述这些复杂的物理、化学作用的变化与组合,既构成制约耐火材料合理选材的役使条件,也是耐火材料新品种开发,促进耐火材料产品升级换代所必须认真对待的环境要素。 在玻璃工业中,耐火材料是影响玻璃熔窑工程投资回报的主要因素之一,也是玻璃熔窑性能和运行稳定保证的关键。尽管耐火材料在玻璃熔窑设计、建造成本中的比例可能小于3%,但是97%以上的熔窑窑衬的工作性能和运行稳定有赖于耐火材料。优质耐火材料的耐久性、可靠性是高温工业窑炉炉衬效能及其结构稳定的保障[1]。 耐火材料产品开发一直依靠实验室物理、化学综合分析测试,工业性模拟试验,上窑实测以及耐火材料实际应用经验,以开发适合各种用途的不同品种的耐火材料。近年来,借助数模仿真对耐火材料显微结构和性能进行精细研究,达到材料结构和性能合理匹配的目的,正成为开发设计优质耐火材料新品种的重要方法之一。耐火材料数模仿真技术在材料研发过程中具有3大好处:1)降低耐火材料研发和试验成本;2)提升高

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。 8.低铬或无铬,减少铬公害。 9.抗水化性能要好。 第二节预分解窑用耐火砖的种类 一、非碱性砖 非碱性砖为氧化铝含量在48%以上的硅酸铝耐火制品。矿物组成为刚玉(α-AI2O3)、莫来石(3 AI2O32SiO2)和玻璃相,其

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