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耐火材料成分分類有哪些?

文章出處:正耐實(shí)業(yè)耐火磚廠家 /?發(fā)表時(shí)間:2019-07-05

耐火材料的定義和分類
1、傳統(tǒng)定義:耐火度不低于1580℃的無機(jī)非金屬材料。
      ISO定義:耐火度不低于1580℃的非金屬材料及制品。
2、根據(jù)形狀和尺寸分類:
      A、標(biāo)準(zhǔn)型  230×114×65mm
      B、普通型  不多于4個(gè)量尺,(尺寸比) Max:Min<4。
      C、異形  不多于2個(gè)凹角,(尺寸比) Max:Min<6:1;
            或有一個(gè) 50 ~ 70°的銳角。
      D、特異型。(尺寸比)  Max:Min<8:1 ;或不多于4個(gè)凹角;或有一個(gè) 30 ~ 50°銳角。
3、從外觀分類:
     A、磚制品:燒成磚、不燒磚;
     B、散狀材料。
4、按化學(xué)屬性分類
     大致可分為酸性耐火材料、中性耐火材料、堿性耐火材料。
化學(xué)屬性對(duì)于了解耐火材料的化學(xué)性質(zhì),判斷耐火材料在實(shí)際使用過程中與接觸物之間的化學(xué)作用情況具有重要意義。
耐火材料在使用過程中除承受高溫作用外,往往伴隨著熔渣(液態(tài))及氣體等化學(xué)侵蝕。為了保證耐火材料在使用中有足夠的抵抗侵蝕介質(zhì)侵蝕能力,選用的耐火材料的化學(xué)屬性應(yīng)與侵蝕介質(zhì)的化學(xué)屬性相同或接近。
 
1、酸性耐火材料
     通常是指其中含有相當(dāng)數(shù)量二氧化硅的耐火材料。
特點(diǎn):游離二氧化硅含量很高(大于94%),是酸性最強(qiáng)的耐火材料;
粘土質(zhì) 耐火材料中游離二氧化硅含量較少,是弱酸性的;
半硅質(zhì) 耐火材料居于期間。也有將鋯英石質(zhì)耐火材料和碳化硅質(zhì)耐火材料歸入酸性耐火材料的,因?yàn)榇祟惒牧现泻休^高的SiO2或在高溫狀態(tài)下能形成SiO2。
2、中性耐火材料
     中性耐火材料按嚴(yán)格意義講是指碳質(zhì)耐火材料。但通常也將以三價(jià)氧化物為主體的高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、鋯剛玉質(zhì)、鉻質(zhì)耐火材料歸入中性耐火材料(兩性氧化物如Al2O3、Cr2O3等)。
此類耐火材料在高溫狀況下對(duì)酸、堿性介質(zhì)的化學(xué)侵蝕都具有一定的穩(wěn)定性,尤其對(duì)弱酸、弱堿的侵蝕具有較好的抵抗能力。
3、堿性耐火材料
     一般是指以MgO 、CaO或以MgO·CaO為主要成分的耐火材料(鎂、石灰、鎂鉻質(zhì)、鎂硅質(zhì)、白云石質(zhì)耐火制品及其不定形材料)。這類耐火材料耐火度都比較高,對(duì)堿性介質(zhì)的化學(xué)侵蝕具有較強(qiáng)的抵抗能力。


按化學(xué)礦物組成分類
     此種分類法能夠很直接地表征各種耐火材料的基本組成和特性,在生產(chǎn)、使用、科研上是常見的分類法,具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。
(1)硅質(zhì)耐火材料
    含SiO2在90%以上的材料通常稱為硅質(zhì)耐火材料,主要包括硅磚及熔融石英制品。硅磚以硅石為主要原料生產(chǎn),其SiO2含量一般不低于93% ,主要礦物組成為鱗石英和方石英 。
(2)硅酸鋁質(zhì)
     硅酸鋁質(zhì)耐火材料是由Al2O3和SiO2及少量雜質(zhì)所組成,根據(jù)其Al2O3含量不同可分為:1、半硅質(zhì)耐火材料(含A12O3  15-30%)2、粘土質(zhì)耐火材料(含Al2O3  30-48%)3、高鋁質(zhì)耐火材料 (含A12O3>48%)
(3)鎂質(zhì)耐火材料
鎂質(zhì)耐火材料是指以鎂砂為主要原料,以方鎂石為主晶相,MgO 含量大于80% 的堿性耐火材料。 鎂質(zhì)制品: MgO 含量 ≥87% ,主要礦物為方鎂石; 鎂鋁質(zhì)制品:含MgO >75% ,Al2O3含量一般為7-8% ,主要礦物成分為方鎂石和鎂鋁尖晶石(MgAl2O4); 鎂鉻質(zhì)制品:含MgO>60%,Cr2O3含量一般在20%以下,主要礦物成分為方鎂石和鉻尖晶石;鎂橄欖石質(zhì)及鎂硅質(zhì)制品:主成分:MgO,第二化學(xué)成分為SiO2。鎂橄欖石磚比鎂硅磚含有更多的SiO2,前者的主要礦物成分為鎂橄欖石,其次為方鎂石;后者的主要礦物為方鎂石,其次鎂橄欖石 ; 鎂鈣質(zhì)制品:此種鎂質(zhì)材料中含有一定量的CaO,主要礦物成分除方鎂石外還含有一定量的硅酸二鈣(2CaO•SiO2)。
(4)白云石質(zhì)耐火材料
以天然白云石為主要原料生產(chǎn)的堿性耐火材料稱為白云石質(zhì)耐火材料。主要化學(xué)成分為:30-42% 的MgO和40-60% 的CaO ,二者之和一般應(yīng)大于90% 。其主要礦物成分為方鎂石和方鈣石(氧化鈣)。
(5)碳復(fù)合耐火材料
碳復(fù)合耐火材料是指以不同形態(tài)的碳素材料與相應(yīng)的耐火氧化物復(fù)合生產(chǎn)的耐火材料。
(6)含鋯耐火材料
含鋯耐火材料是指以氧化鋯(ZrO2)、鋯英石等含鋯材料為原料生產(chǎn)的耐火材料。含鋯耐火材料制品通常包括鋯英石制品、鋯莫來石制品、鋯剛玉制品等。
(7)特種耐火材料
特種耐火材料分為如下品種:碳質(zhì)制品:包括碳磚和石墨制品;
純氧化物制品:包括氧化鋁制品、氧化鋯制品、氧化鈣制品等;
非氧化物制品:包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化鋯、硼化鈦、塞隆(Sialon)、阿隆(Alon)制品等;
(8)其他分類方法
按生產(chǎn)工藝,可分為燒成制品、熔鑄制品和不燒制品。

1、磚制品:燒成磚、不燒磚
1.1燒成磚
通過高溫?zé)Y(jié)得來的制品。
結(jié)合方式有:陶瓷結(jié)合、直接結(jié)合、半再結(jié)合和再結(jié)合
     陶瓷結(jié)合:通過耐火原料或耐火原料與加入的燒結(jié)助劑在高溫下形成的液相而產(chǎn)生結(jié)合。陶瓷結(jié)合實(shí)際上是一種由液相燒結(jié)而產(chǎn)生的結(jié)合。在耐火材料坯體中,耐火度較低的原料或耐火原料    與助燒劑發(fā)生反應(yīng)首先產(chǎn)生粘性液相使散狀原料粘結(jié)在一起,隨溫度的提高,依靠液-固相反應(yīng)生成具有更高熔融溫度的新物相而產(chǎn)生堅(jiān)固的結(jié)合。
代表產(chǎn)品:粘土磚、高鋁磚、燒結(jié)硅磚以及復(fù)合硅酸鋁質(zhì)制品等。
    直接結(jié)合:直接結(jié)合是指固相晶粒間直接接觸產(chǎn)生的一種結(jié)合。 代表產(chǎn)品:直接結(jié)合鎂鉻磚等。
    再結(jié)合:再結(jié)合又稱復(fù)合。由兩個(gè)增長游離基結(jié)合形成一飽和大分子而終止反應(yīng),稱為再結(jié)合。代表產(chǎn)品:燒結(jié)剛玉磚、高鉻磚、高純尖晶石磚、再結(jié)合鎂鉻磚等。
    半再結(jié)合:代表產(chǎn)品:半再結(jié)合鎂鉻磚,半再結(jié)合鎂鉻磚是指以部分電熔鎂鉻砂為原料燒成的耐火制品。半再結(jié)合鎂鉻磚的主要礦物組成為方鎂石、尖晶石和少量硅酸鹽。顆粒為乳濁結(jié)構(gòu),方鎂石晶內(nèi)尖晶石發(fā)育完全,基質(zhì)部分為交代溶濁結(jié)構(gòu)。晶體間為方鎂石-方鎂石或方鎂石-尖晶石的直接結(jié)合,硅酸鹽相呈孤立狀態(tài)存在于晶粒間,半再結(jié)合鎂鉻磚的抗熱震生優(yōu)于直接結(jié)合鎂鉻磚。

1.2不燒磚
通過低溫?zé)崽幚淼脕淼闹破贰?br />    結(jié)合方式有:水合結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、粘附結(jié)合、聚合結(jié)合和凝聚結(jié)合。
   水合結(jié)合:鋁酸鈣水泥、純鋁酸鈣水泥、ρ-Al2O3等。
   水合結(jié)合是靠結(jié)合劑(如水泥)與水在一定的溫度和濕度條件下發(fā)生水化反應(yīng), 生成的水化產(chǎn)物產(chǎn)生膠凝作用而產(chǎn)生的。水化反應(yīng)和膠凝作用而產(chǎn)生強(qiáng)度需要時(shí)間、溫度和濕度條件,因而需要養(yǎng)護(hù)。代表產(chǎn)品:水泥結(jié)合預(yù)制件等。
   化學(xué)結(jié)合:磷酸鹽、硅酸鈉等化學(xué)結(jié)合是由結(jié)合劑和原料中的氧化物或/和加入的促凝劑在常溫或加熱狀態(tài)下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),靠反應(yīng)產(chǎn)物的交鏈或聚合作用而產(chǎn)生的。代表產(chǎn)品:磷酸鹽結(jié)合耐火磚、鋁鎂不燒磚等。
   聚合結(jié)合:樹脂聚合結(jié)合是由高聚物的有機(jī)結(jié)合劑在一定條件下與加入的特定的促媒劑或交鏈劑產(chǎn)生的縮合-聚合反應(yīng),生成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生結(jié)合作用。代表產(chǎn)品:鎂碳磚、鋁鎂碳磚、鋁碳磚等。

   凝聚結(jié)合:氧化鋁超細(xì)粉、氧化硅超細(xì)粉、溶膠結(jié)合劑等 凝聚結(jié)合是靠相互靠近到納米尺度或接觸的某些材料的膠團(tuán)粒子或某些具有亞微米尺度超細(xì)粉之間的范德華力(分子間引力)包括氫鍵架橋作用而產(chǎn)生的結(jié)合。由結(jié)合劑引入的雜質(zhì)下降甚至無雜質(zhì),導(dǎo)致高溫性能改善;不生成大量含結(jié)構(gòu)水的水化產(chǎn)物, 揮發(fā)和分解成份少,有利于受熱后結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的保持;超細(xì)粉的表面活性高,有利于提高低、中和高溫的結(jié)合強(qiáng)度,降低燒結(jié)溫度;超細(xì)粉分散后可填充更細(xì)小的空間,有利于減水、改善流動(dòng)性、提高致密度。代表產(chǎn)品:預(yù)制件
 

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