耐火材料工藝及检验相关知识.doc

耐火材料检验的有关知识 重点掌握：气孔率、体积密度、吸水率、真密度的概念，计算公式及定义；热膨胀、热导率、热容等热学性能检测意义；耐火材料的概念；耐火材料的常温及高温力学性能的检测方法及检测意义。 一般掌握：耐火材料的主要原料；耐火材料的种类；化学组成的分类及各类成分的作用；矿物组成的分类及各类的作用；耐火材料性能检验的特点及作用；高温使用性能的分类、检测意义及检测方法。 了 解：耐火材料的用途与发展。 耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。尽管各国规定的定义不同，例如，国际标准化组织（ISO）正式出版的国际标准中规定，“耐火材料四耐火度至少为1500℃的非金属材料或制品（但不排除那些含有一定比例的金属）”，但耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。 大部分耐火材料是以天然矿石（如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制造的。现在，采用某些工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）也日益增多。 根据耐火度，可分为普通耐火制品（1580-1770℃）、高级耐火制品（1770-2000℃）和特级耐火制品（2000℃以上）。 按照形状和尺寸，可分为标准型砖、异型砖、特异型砖、大异型砖，以及实验室和工业用坩锅、皿、管等特殊制品。 按制造工艺方法可分为泥浆浇注制品、可塑成型制品、半干压型制品、由粉状非可塑泥料捣固成型制品，由熔融料浇注的制品以及由岩石锯成的制品。 表1 耐火材料的化学矿物组成分类 分 类 类 别 主要化学成分 主要矿物成分 硅质制品 硅砖 SiO2 磷石英、方石英 石英玻璃 SiO2 石英玻璃 硅酸铝质制品 半硅砖 SiO2、Al2O3 莫来石、方石英 粘土砖 SiO2、Al2O3 莫来石、方石英 高铝砖 SiO2、Al2O3 莫来石、刚玉 镁质制品 镁砖（方镁石砖） MgO 方镁石、 镁铝砖 MgO、Al2O3 方镁石、镁铝尖晶石 镁铬砖 MgO、Cr2O3 方镁石、铬尖晶石 镁橄榄石砖 MgO、SiO2 镁橄榄石、方镁石 镁硅砖 MgO、SiO2 方镁石、镁橄榄石 镁钙砖 MgO、CaO 方镁石、硅酸二钙 镁白云石砖 MgO、CaO 方镁石、氧化钙 镁碳砖 MgO、C 方镁石、无定形碳（或石墨） 白云石质制品 白云石砖 CaO、MgO 氧化钙、方镁石 铬质制品 铬砖 Cr2O3、FeO 铬铁矿 铬镁砖 Cr2O3、MgO 铬尖晶石、方镁石 碳质制品 炭砖 C 无定形碳（石墨） 石墨制品 C 石墨 碳化硅制品 Si C 碳化硅 锆质制品 锆英石砖 ZrO2、SiO2 锆英石 特殊制品 纯氧化物制品 Al2O3、ZrO2 刚玉、高温型ZrO2 CaO、MgO 氧化钙、方镁石 其它：碳化物 氮化物 硅化物 硼化物 金属陶瓷等 表2 耐火材料的外观分类 分 类 种 类 耐火砖（具有一定形状） 烧成砖、不烧砖、电熔砖（熔铸砖）、耐火隔热砖 不定形耐火材料（简称散装料，无一定形状，按所要求形状施工用材料） 浇注料、捣打料、投射料、喷射料、可塑料、耐火泥 耐火材料的分类方法有多种，其中有按耐火材料的化学矿物组成进行的分类法，它能表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用和科学研究上均有实际意义（见表1）。 此外，耐火材料又按下列指标分类（见表2）。 今后，我国耐火材料工业要由数量型向品种质量型转变，立足于我国的资源条件和使用需要，研究发展优质高效高铝质和碱性制品，发展优质不定形耐火材料和绝热耐火材料。 耐火材料的组成和性质 耐火材料的一般性质，包括化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质，例如气孔率、体积密度、真密度和耐压强度等。根据这些性质，可以预知耐火材料在高温下的使用情况；另一些是在高温下测定的性质，例如耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定温度下耐火材料所处的状态，或者反映在该温度下它与外界作用的关系。 耐火材料的化学矿物组成 耐火材料的若干性质，取决于其中的物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学矿物组成。对于既定的原料，即化学矿物组成一定时，可以采用适当的工艺方法，获得具有某种特性的物相组成（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶体和玻璃相等），在一定限度内提高制品的工作性质。 1.1.1化学组成 化学组成是耐火材料制品的基本特性。通常将耐火材料的化学组成按各成分含量和其作用分为两部分，即占绝对多量的