Chapter 5-硅酸铝质耐火材料
莫来砂的主要成份
莫来砂是中国山西省忻州市河曲县产出的一种硅酸铝质耐火材料
由高岭土经高温烧结而成，通常应用在不锈钢精细铸造技术中，它的耐火度1750度左右，莫来砂中的铝含量越高，铁含量越低，粉尘越小阐明莫来砂商品质量越好。
1、通常应用在不锈钢精细铸造技术中。
2、它的耐火度1750度左右，莫来砂中的铝含量越高，铁含量越低，粉尘越小阐明莫来砂商品质量越好。
3、莫来砂是高岭土经高温烧结而成，杂质含量低、体积密度高、耐火性好，为精细铸造首选。
4、通常山西地区河曲县万联的莫来砂它的化学成份有：46%≥Al2O3≥44%，53%≥SiO2≥51%，0.4≤Fe2O31≤0.8%，Na2O+K2O≤0.3%，CaO+MgO2≤0.3%，TiO2≤1.2%。
5、优质的莫来砂它的物理目标是：密度≥2.5g/cm3,真比重>2.6g/cm3，含水量< 0.03%，耐火度≥1750，灼减少数≤0.3-0.4%，含尘度≤0.01-0.03%，PH值7-9，型壳硬度>8.0Mpa。
以莫来砂为主要原材料进行生产的浇注铸件，易脱壳、不变形、不易缩尺、光洁度好、成品率高，所以它也成为了所以铸造业选用的原材料。
铝硅系理论基础和粘土质耐火材料
含Cr2O311.5wt.%莫来石
含Fe2O310.3wt.%莫来石
当过渡金属固溶量达到饱和(bǎohé)后或有一定数量的杂质 存在时，莫来石如何变化？
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
《耐火材料工艺学》
3 杂质(zázhì)氧化物对硅酸铝质制品组成及性能的影响
SiO2-A3S2 （1595℃） → SiO2-A3S2-KAS4（985 ℃） △T=610 ℃ 较大(jiào dà) Al2O3-A3S2（1840 ℃） →Al2O3-A3S2-KAS4（1315 ℃） △T=525 ℃ 较小
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料(nàihuǒcáiliào) 《耐火材料工艺学》
比较(bǐjiào)
《耐火材料工艺学》
还原(huán yuán)气氛
Al2O3 - A3S2 (1840℃)
↓
Al2O3 -A3S2-FeO·Al2O3
(1380℃)
氧化(yǎnghuà)气氛
Al2O3- A3S2 (1840℃)
↓
Al2O3 -A3S2-Fe2O3·Al2O3
(1460℃)
△T=460℃
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料(nàihuǒcáiliào) 《耐火材料工艺学》
通过(tōngguò)添加碱性物质的莫来石热膨胀率曲线
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料(nàihuǒcáiliào) 《耐火材料工艺学》 Al2O3—SiO2—MgO系统(xìtǒng)
Al2O3-SiO2系制品(zhìpǐn)的荷重软化变形温度
砖种
Ⅲ等 粘土砖 Ⅰ等 粘土砖 莫来石砖 刚玉砖
硅酸铝
生产方法
1、沉淀硅酸铝（P820）的制造方法沉淀硅酸铝是用硫酸铝与硅酸钠为原料，两者反应后，生成沉淀硅酸铝 料浆，经老化、过滤、干燥、气流粉碎得成品。选用无铁硫酸铝和硅酸钠为原料，配制成一定浓度的溶液；将两 种料液各以一定流量，加入带有搅拌，并事先加有水和某中添加剂的反应罐中，用蒸汽间接加热，保持反应温度 恒定，通过调节原料液的流量，使系统维持在一定PH值下进行反应，然后经老化后进行过滤、洗涤、烘干、气流 粉碎得到合格的沉淀硅酸铝产品。
3、硅酸铝的超细、格结构使乳胶漆体系稍增稠，具有很好的悬浮性，并防止固体份的沉底及表面分水现象的 出现。
4、超细硅酸铝使乳胶漆膜有很好的耐擦洗性、耐候性、另外能缩短表干时间。
5、超细硅酸铝有消光作用，所以在半光、无光漆中可以作为一种经济的消光剂，在有光漆中不宜使用。
形式
合成硅酸铝主要有两种形式，其一是硅铝凝胶，包括含分子筛的硅铝凝胶。而油柱成型的硅铝微球胶最早见 于1949年。硅铝凝胶及含分子筛硅铝凝胶主要用作石油炼制的催化裂化催化剂。催化裂化是一种主要深度加工方 法，是生产航空汽油基础组分和高级车用汽油的重要手段。
4.用作胶黏剂和密封剂的填充剂，能够提高硬度、白度、耐磨性、耐候性、贮存稳定性。
1、超细硅酸铝替代部分钛白粉，其干膜遮盖力不会改变，并能提高漆的白度。若钛白粉的用量不变，其干膜 遮盖力明显提高，白度大幅度提高。
2、超细硅酸铝PH值范围为9.7-10.8，其具有PH值缓冲作用。尤其在醋酸乙烯乳胶漆储存过程中能防止因醋 酸乙烯水解而使PH值下降的现象，增加了乳胶漆的分散稳定性，同时避免了金属容器内壁遭受腐蚀。
硅酸铝
用于玻璃陶器的填料
01 简介
03 组成矿物
目录
02 特性 04 应用
第三章 硅酸铝系耐火材料 学生用 2
二、杂质对S-A系统影响（三元系统）
杂质：Fe2O3、TiO2、CaO、MgO及R2O等种类、数量决定制品出 现液相温度、液相数量和粘度，起助熔作用，对耐火度影 响很大。
第三 组分
S-A3S2 分系TE A3S2-A 分系TE
无 1595 1840
FeO 1210 1380
Fe2O3 1380 1460
硅酸铝耐火材料不宜在还原气氛下烧成和使用 组成的高铝砖优于Al2O3／SiO2比较莫来石组成低的高铝 砖、粘土砖和半硅砖。 第三组分
S-A3S2分系TE A3S2-A分系TE
• 抵抗氧化铁侵蚀的能力，Al2O3／SiO2比大于2.55莫来石
无 1595 1840 FeO 1210 1380 Fe2O3 1380 1460
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三、粘土砖的生产工艺要点
定义：粘土—Al2O330～48% 分类： — 普通粘土砖 — 全生料粘土砖 — 多熟料粘土砖 — 高硅粘土砖 生产的工艺流程：
粘土熟料→破粉碎→筛分 结合粘土→破粉碎→筛分 →混合共磨→配料→混练→成型→干
燥→烧成→成品拣选
结合粘土的筛下料一部分与熟料混合共磨，一部分拿来直接配料。
体系
S-A3S2分系TE
无
MgO
1595 1440
A3S2-A分系TE
1840 1578
小结：杂质氧化物对A-S 二元系影响：R2O最强， 其次FeO、 Fe2O3、CaO、 MgO，TiO2最弱。
一、定义、分类：
粘土质耐火材料：Al203 30～48％，采用粘土为主 要原料的一类耐火材料。 根据原料和生产工艺的不同，粘土质耐火材料分为： 普通粘土砖； 全生料粘土砖； 多熟料粘土砖； 高硅粘土砖； 不定形耐火材料。 生产简便、价格低、生产最多（占全国60%以上）、应用 最广泛。广泛应用于炼铁高炉、熄焦炉、加热炉、铁水 包内衬、炼铝炉、玻璃窑等。
硅酸铝耐火陶瓷纤维板
硅酸铝耐火陶瓷纤维板产品介绍：硅酸铝耐火纤维板是由硅酸铝耐火纤维加入定量结合剂，真空成型而成。
产品外形平整，尺寸偏差小，安装使用方便，是各种工业窑炉理想的保温、隔热材料。
产品特性：1、耐高温，抗热震；2、低导热率和低热容；3、外观平整，安装使用方便；4、常温下具有一定强度。
理化指标：注：纤维板我厂可生产≤600m m×400mm×0.5mm～180mm规格≤1000m m×600mm×10mm～150mm规格≤1200m m×1200mm×10mm～150mm规格根据使用情况的不同可选用有机粘接剂或无机粘接剂。
我厂普通耐火纤维板根据市场要求份三个品种，档次1、使用温度低于1000℃，此产品采用电弧炉生产渣球含量大，平整度差，不符合国标，主要用于保温、隔热。
价格较低，目前我厂出厂价为2500元/吨。
2、使用温度标准1000℃，平整度好，渣球符合标准，此产品可广泛用于工业窑炉，工业设备的高温区域，价格较低，我厂出厂价为3500元/吨。
3、使用温度1000℃，符合国标：GB/T16400-2003标准，此类产品颜色洁白，渣球含量少，纤维分布均匀，导热系数低，但价格成本高，我厂目前出厂价为：4500元/吨。
硅酸铝耐火陶瓷纤维折叠块产品介绍：硅酸铝耐火纤维模块，是用硅酸铝耐火纤维针刺毯，通过折叠、加装锚固件和其它附件捆扎而成。
纤维毯直接折叠后捆扎而成的折叠块，它也是模块的一种形式。
由于纤维块处于压缩状态，在是用安装完毕后，模块因纤维的回弹而膨胀。
炉衬无缝隙，抵消了纤维的热收缩，提高炉衬的绝热性能。
根据锚固件方式不同，本厂有多种结构形式的模块，也可按客户的要求设计制作模块。
根据使用环境的不同，可在模块表面喷上表面处理剂，提高模块的高温使用性能。
陶瓷纤维锚固件产品介绍：锚固件它能够硅酸铝纤维制品牢固的固定在窑炉及相关设备上，并有安装简便、快捷可靠的性能。
硅酸铝耐火纤维 国标
硅酸铝耐火纤维国标
硅酸铝耐火纤维是一种重要的耐火材料，它具有优异的耐高温性能和化学稳定性。
根据中国的国家标准，硅酸铝耐火纤维的国家标准是GB/T 17911-2016《硅酸铝纤维及制品》。
该标准规定了硅酸铝耐火纤维的分类、技术要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存等内容。
在这个国家标准中，对硅酸铝耐火纤维的主要技术指标进行了详细的规定，包括纤维的化学成分、氧化铝含量、纤维直径、纤维长度、体积密度、导热系数、热线收缩率、热稳定性等。
这些指标的规定旨在保证硅酸铝耐火纤维的质量稳定和可靠性，以满足不同工业领域的需求。
此外，国家标准还对硅酸铝耐火纤维制品的生产、质量控制和检验方法进行了规定，以确保产品符合标准要求。
这些规定对于生产厂家和产品用户都具有指导意义，有助于推动硅酸铝耐火纤维制品的质量提升和应用推广。
总的来说，通过遵循国家标准GB/T 17911-2016，可以保证硅
酸铝耐火纤维及其制品在生产、质量控制和使用过程中能够达到统一的技术要求，促进行业的健康发展和产品质量的提升。
髙炉常用的耐火材料分类及耐材基础知识
髙炉常用的耐火材料陶瓷质耐火材料：黏土砖、高铝砖、刚玉砖和刚玉莫来石砖碳质耐火材料：炭砖、石墨炭砖、半石墨炭砖、微孔炭砖、氮结合碳化硅砖等。
A黏土砖：高铝砖B碳质耐火材料碳质耐火材料主要包括炭砖、石墨砖和碳化硅砖。
a炭砖半石墨炭砖。
微孔炭砖。
b石墨砖c碳化硅砖C不定形耐火材料不定形耐火材料主要有捣打料、喷涂料、浇注料、泥浆和填料等。
按成分可分碳质不定形耐火材料和陶瓷质不定形耐火材料。
耐火泥浆的作用是填充砖缝，将砖黏结成整体。
填料是两层炉衬之间的隔热物质或是黏结物质。
1、炉喉:钢砖或水冷钢砖。
主要承受人炉料的冲击和磨损，（一种圆弧形的低合金类钢铸件）2、炉身上部。
高致密度粘土砖、高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的粘土砖。
吸碳反应2CO2→CO+C易发生的地区，而且碱金属、锌蒸汽的侵蚀也在这个地区发生，再加上下降炉料和上升煤气流的冲刷和磨损。
因此应选用抗化学侵蚀和耐磨性好的耐火材料，.3、炉身中下部和炉腰。
大高炉选用性能良好但价格昂贵的碳化硅砖（氮化硅结合、自结合、塞隆结合），1000m3及其以下高炉都采用铝碳砖等。
破损的主要机理是热震剥落，高温煤气冲刷，碱金属、锌和析碳的作用，以及初渣的化学侵蚀。
砖衬应选用抗热震、耐初渣侵蚀和防冲刷的耐火材料。
｛热震：材料在温度急剧变化下抵抗损伤｝.4、炉腹。
例如高铝砖、铝碳砖等。
高温煤气的冲刷和渣铁的冲刷，这部位的热流强度很大，任何耐火材料都不能长时间的抵御，在生产中主要靠渣皮工作，所以这部分不必选用太昂贵的耐火材料。
5、炉底、炉缸结构A大块炭砖砌筑，炉底设陶瓷垫｛陶瓷垫：一般采用合成莫来石、刚玉砖等耐火材料，均在耐火材料生产厂进行预组装。
陶瓷底垫有两层竖砌砖层（层高有345mm、 400mm、和500mm等多种），每层既有与粘土（高铝）砖炉底一样，砌成十字形.也有砌成环形同心圆的，陶瓷底垫耐火砖单体重量一般在30~45kg之间，B热压小块炭砖，炉底设陶瓷垫一一散热型C大块或小块炭砖砌筑，炉底和炉缸设陶瓷杯——隔热保温型炉底炉缸砌筑A满铺炭砖炉底砌筑B环砌炭砖砌筑C综合炉底砌筑综合炉底砌筑集合了满铺炭砖砌筑，环砌炭砖砌筑和中心部位高铝砖砌筑6、铁口区工作条件恶劣，现在采用与炉缸耐火材质相匹配的铁口组合砖砌筑，生产中使用的有碳质、半石墨C-SiC质、莫来石、SiC质等。
浅议我国硅酸铝质耐火材料发展情况
高纯化、 品种不定形化发展。 国以来， 国制造 了不少具 建 我了丰 富的 生产 硅 酸 铝质 取
耐火材料 的经验 。耐火材料主要还是硅酸铝质 ， 占耐火材
料总量的 ８ ５％以上 ，高铝 质 和 不定 形 耐 火 材料 也 逐 年上
系列 为人工合成的碳化物， 硅化物 ， 硼化物 ， 氮化物这类难 熔化合物 以及金属． 陶瓷复合材料制成 的特殊耐火材料。 纯 氧化物制品不但具有很高的耐火度和致密度， 而且还有很 高的高温 结构强度， 良好的热震稳定性和化学稳定性。因
近 ２ 年来，硅酸盐铝质耐火材料 向优质高效方向迈 ０ 进， 粘土硅在逐年下 降， 高铝制 品逐年上升 ， 普通粘土砖总 量虽有下降趋势 ， 但在工业窑炉及热工设备上 的作用并没
金属光泽 、 随温度升高导电性减少、 相当高的导电性等 。 此
外， 这些化合物带有很高的硬度 ， 能用于切 削技术， 有很高
有半硅质 、 粘土质 、 高铝质及莫来石质砖等。 为适应近代技术的发展 ， 耐火材料也面临着一个新发
展， 这就要求耐火材料应用化学纯度高的原料， 使制品具有
致密度大， 耐温度急变 ， 在真空和各种气氛中能耐熔融金属
的侵 蚀 作 用 ， 以及 高温 机 械 强 度 高 ， 抵抗 蠕 变 等性 能 。 能
高铝砖 的， 使用达 １０次以上 。我国一级烧 高铝砖寿命达 ０ ３—７ 。焦炉用粘土砖 与 日本同类产 品质量相似 。我 国 １ 次 ４ 自 的莫来石板 ， 制 耐侵蚀、 无裂纹 、 光滑度 ， 不粘渣 等， 均优 于不烧 高铝砖， 国研制的鱼雷包用 的莫来石砖超过了 日 我
本标 准 指 标 。莫 来 石质 塞 头 砖 ， 厂 使 用 稳 定在 四 小 时 以 钢
提高硅酸铝耐火材料在含碳气氛中的抗损毁性和使用寿命
系为气态还原性 含碳气氛 ，即为 Ｃ Ｏ、Ｈ 等 Ｈ 、Ｃ ：
气体 的混合物 。在 对 由钢合金制造的零 部件进行
碳 气氛中抵抗性 能较好 的为耐热粘合料和用水玻
璃调制的浇注料 。在 萨马尔斯科耶轴承厂热处理 车间使用三年后 的考察结果表 明 ，由水玻璃调制 的整体性 陶粒复合浇 注料制成 的保 温层 中未发现 碳黑沉积痕迹 ，而采用 粘土质耐火材料时 由于在
车间使用三年后的考察结果表明由水玻璃调制但是无论是致密的或多孔的轻质的及超轻质的整体性陶粒复合浇注料制成的保温层中未发现的块状粘土质耐火材料在较短的时间4一一6个碳黑沉积痕迹而采用粘土质耐火材料时由于在月内可因其气孔中积蓄了碳黑而报废
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提高硅酸铝耐火材料 在含碳气氛中的抗损毁性和使用寿命
摘 要 ：为了提高硅酸铝耐火材料在含碳气氛中的抗损毁性和使用寿命 ，研究成功保护性涂料 ，它是由一定
粒度的各种耐火材料组成的粉料混合物，其中引入了可使各组份与被保护的材料粘结起来的加人剂。
司的硅 酸钙。大孔的耐热浇注料混合物浇注到炉
子 的保 温炉膛 内呈整体状混合物 。在制备地Байду номын сангаас点利
工作的钢铁零部件及制 品（ 如轴承圈等 ） 进行化 学
热处理 （ 淬火 、渗碳 ） 的过程系在竖式 电炉中于保 护性 气氛下 于 ９０—１０ Ｔ 时进 行 。保 护性气 氛 ０ ０： １