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        棕剛玉、白剛玉、碳化硅、澆注料、耐火材料新知識

        作者:豐泰耐材 發布時間:2010-05-01 14:01:31

        瀏覽:2103次

        不定型耐火材料由合理級配的粒狀和粉狀料與結合劑共同組成的不經成型和燒成而直接供使用的耐火材料。他們無固定的外形,可制成漿狀、泥膏狀和松散狀,因而也通稱為散狀耐火材料。用這類材料可構成無接縫的整體構筑物,這樣的制備還稱為整體性耐火材料。

        它的顆粒及細粉可由任何材質的耐火物料組成,并可按原料材質分為:硅質耐火材料、黏土質耐火材料、高鋁質耐火材料、鎂質耐火材料、白云石質耐火材料、鉻質耐火材料等。結合劑的種類很多,如各種水泥,無機鹽類(水玻璃、硫酸鹽、磷酸鹽等)和有機物(焦油瀝青、酚醛樹脂等),也可以按此進行分類和命名。

        棕剛玉耐火材料

        棕剛玉耐火材料

        按工藝特性可分為澆注料、可塑料、搗打料、噴射料、投射料、耐火泥、耐火涂料等。

        通常只經過粒狀、粉狀料的制備和混合料的混練過程便可制得。過程簡便、生產周期短、熱能消耗較低、使用時整體性好、適應性強、綜合使用效果好。

        制造不定形耐火材料的方法。有搗打成型、振動成型和噴投成型等。當耐火磚的砌體或整體構筑物局部損壞時,可用此種材料更換或利用噴射、投射設備進行冷、熱態修補,既迅速又經濟。還可按其材質特性,用作窯爐各個部位的內襯以及砌體的保護層和接縫材料。

        澆注料又稱耐火澆注料

        一種由耐火物料加入一定量結合劑制成的粒狀和粉狀材料。具有較高流動性,適用于以澆注方式成型的不定形耐火材料。

        同其他不定形耐火材料相比,結合劑和水分含量較高,故流動性較好。它們的應用范圍較廣,可根據使用條件對所用材質和結合劑加以選擇。既可直接澆注成襯體使用,又可用澆注或震實方法制成預制塊使用。

        澆注料耐火材料

        澆注料耐火材料

        板狀剛玉是一種純凈的、不添加如MgO、B2O3等任何添加劑而燒成收縮徹底的燒結剛玉,具有結晶粗大、發育良好的α- Al2O3晶體結構。板片狀晶體結構,氣孔小且閉氣孔較多而氣孔率與電熔剛玉大體相當,純度高,體積穩定性好,極小的重燒收縮,用以生產的耐材或澆注料高溫處理后具有良好的熱震穩定性和抗彎強度<ALCOA公司>,但價格較其它氧化鋁高。

        性能:板狀剛玉具有良好的加熱體積溫度性和良好的抗熱震能力。

        應用:板狀剛玉是一種理想的耐火原料,既可以作為骨料應用在各種鋁質耐火材料中,也可以添加到其他鋁質不定形耐火材料中。凡是電熔剛玉或白剛玉應用的部位都可以用板狀剛玉替代,并使耐火材料的性能得到改進。

        碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。

        碳化硅又稱碳硅石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種??梢苑Q為金鋼砂或耐火砂。

        碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。

        碳化硅耐火材料

        碳化硅耐火材料

        包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優質硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優質硅石為主要原料,添加食鹽作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。 常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬質含金工具。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC 95%以上,強度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。

        分子式為SiC,其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,可作為磨料和其他某些工業材料使用。工業用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。

        純碳化硅是無色透明的晶體。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結構分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。α-SiC由于其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體,已發現70余種。β-SiC于2100℃以上時轉變為α-SiC。

        碳化硅的工業制法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊,經破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產品。

        碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98.5%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的磨具適于軸承的超精加工,可使表面粗糙度從Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。

        碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學成分,提高鋼的質量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。

        莫來石耐火材料

        莫來石耐火材料

        碳化硅的硬度很大,具有優良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能抗氧化。

        (1)作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。

        (2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。

        碳化硅主要有四大應用領域,即: 功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應, 不能算高新技術產品,而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。

        (3)高純度的單晶,可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。

        耐火磚簡稱火磚。具有一定形狀和尺寸的耐火材料。

        按制備工藝方法來劃分可分為燒成磚、不燒磚、電熔磚(熔鑄磚)、耐火隔熱磚;按形狀和尺寸可分為標準型磚、普通磚、特異型轉等??捎米鹘ㄖG爐和各種熱工設備的高溫建筑材料和結構材料,并在高溫下能經受各種物理化學變化和機械作用。例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等

        鎂鉻磚以氧化鎂(MgO)和三氧化二鉻 (Cr2O3)為主要成分,方鎂石和尖晶石為主要礦物組分的耐火材料制品。這類磚耐火度高,高溫強度大,抗堿性渣侵蝕性強,熱穩定性優良,對酸性渣也有一定的適應性。制造鎂鉻磚的主要原料是燒結鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的純度要盡可能高,鉻鐵礦化學成分的要求為:Cr2O330~45%,CaO不大于1.0~1.5%。

        燒制鎂鉻磚的生產工藝與鎂質磚大體相仿。為了消除磚在燒成過程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或鐵的氧化物反應生成尖晶石時的膨脹而引起的松散效應,也可采用合成的共同燒結料制成鎂鉻磚。此外,還有不燒鎂鉻磚,例如,用無機鎂鹽溶液結合的不燒鎂鉻磚。不燒鎂鉻磚生產工藝簡單,成本低,熱穩定性也好,但高溫強度遠不及燒成磚。50年代末,發展出一種所謂“直接結合”鎂鉻磚。這種磚的特點是原料純,燒成溫度高,方鎂石、尖晶石等高溫相之間直接結合,硅酸鹽等低熔相為孤島狀分布,因此,顯著地提高了磚的高溫強度和抗渣性。

        高嶺土耐火材料

        高嶺土耐火材料

        用鉻礦-鎂砂共磨壓坯煅燒后制作的細粉,與鎂砂粗顆粒配合制磚的方法,是消除松散效應的有效措施。用這種方法制成的鎂鉻磚,同普通鎂鉻磚相比,磚的氣孔率低,耐壓強度、荷重軟化溫度和抗折強度均較高。用鉻礦-菱鎂礦粉壓坯,經高溫煅燒的合成鎂鉻砂制成的鎂鉻磚,抗渣性和高溫強度均比其他鎂鉻磚好。

        此外,還有用電孤爐熔融鎂鉻料直接澆鑄而得的熔鑄鎂鉻磚,用電熔鎂鉻料按制磚工藝生產的熔粒再結合鎂鉻磚等。

        鎂鉻磚主要用于冶金工業,如構筑平爐爐頂、電爐爐頂、爐外精煉爐以及各種有色金屬冶煉爐。超高功率電爐爐壁的高溫部位采用熔鑄鎂鉻磚,爐外精煉爐高侵蝕區采用合成料制成的鎂鉻磚,有色金屬閃速熔煉爐高侵蝕區采用熔鑄鎂鉻磚、合成料制成的鎂鉻磚。此外,鎂鉻磚還用在水泥回轉窯燒成帶和玻璃窯的蓄熱室等部位。

        高鋁磚氧化鋁含量在48%以上的一種中性耐火材料。由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經成型和煅燒而成。熱穩定性高,耐火度在1770℃以上??乖暂^好。用于砌筑煉鋼電爐、玻璃熔爐、水泥回轉爐等的襯里。

        高荷軟.低蠕變高鋁磚是以特級礬土.電熔剛玉、電熔莫來石為主要原料制成的高級耐火材料。該產品具有高溫蠕變?。骨治g性強.熱震穩定性好等優點,適用于大、中型熱風爐,它為我國新型熱風爐所需高質量、高檔次進口耐火材料國產化開辟下一條成功之路,已被列入國家級“星火計劃”項目。

        a、耐火度:高鋁磚的耐火度比粘土磚和半硅磚的耐火度都要高,達1750~1790℃,屬于高級耐火材料。

        b、荷重軟化溫度:因為高鋁制品中Al2O3高,雜質量少,形成易熔的玻璃體少,所以荷重軟化溫度比粘土磚高,但因莫來石結晶未形成網狀組織,故荷重軟化溫度仍沒有硅磚高。

        c、抗渣性:高鋁磚中Al2O3較多,接近于中性耐火材料,能抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕,由于其中含有SiO2,所以抗堿性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。

        鋁礬土耐火材料

        鋁礬土耐火材料

        高鋁磚的用途

        主要用于砌筑高爐、熱風爐、電爐爐頂、鼓風爐、反射爐、回轉窯內襯。此外,高鋁磚還廣泛地用做平爐蓄熱式格子磚、澆注系統用的塞頭、水口磚等。但高鋁磚價格要比粘土磚高,故用粘土磚能夠滿足要求的地方就不必使用高鋁磚。

        鎂鋁磚用鎂砂和少量工業氧化鋁或礬土為原料燒制而成的一種堿性耐火材料。熱穩定性比鎂磚好,耐火度在1580℃以上。能耐堿性熔渣的侵蝕。

        制品中氧化鎂含量為85%左右。氧化鋁含量為5%~10%,以方鎂石為主晶相、鎂鋁尖晶石為次晶相(作為主要結合相)的堿性耐火材料。顯氣孔率一般為15~18%。熱膨脹系數為10.6×10-6/℃??篃嵴鹦员认鄳逆V磚好。由于基質中分布有熔點較高的鎂鋁尖晶石,其高溫強度較高,荷重軟化開始溫度在1580℃以上??乖砸草^好。一般以優質燒結鎂砂為粒狀料,加入按一定比例配合的鎂砂同生礬土或輕燒礬土熟料或工業氧化鋁組成的細粉,經混煉、成型和燒成而制得。主要用于煉鋼平爐和電爐的爐頂、高溫隧道窯、大型水泥回轉窯和有色金屬冶煉爐等。

        蓄熱球耐火材料

        蓄熱球耐火材料

        硅莫紅磚采用特級礬土骨料、碳化硅、電熔白剛玉粉、精選紅柱石粉、結合粘土外加黃糊精、甲基纖維素、水配伍,高壓成型,高溫隧道窯天然氣燒制,打磨加工而成。具高強度、高荷軟、高耐火度、抗侵蝕、低導熱、熱震穩定性好等特點,使用周期長,利于設備的正常運行,節能降耗,易倉儲。被廣泛應用于2500T/D、5000T/D及以上旋窯的前后窯口、前后過渡帶及預熱帶,運行周期長,可達1年以上,運行期間胴體表面溫度下降了60-80℃, 隔熱效果非常明顯,有效地保護了胴體,改善了水泥生產機械設備的工作環境,對提高大型水泥回轉窯的運轉率起了十分積極的作用。達到了全窯耐火材料同步使用的效果。

        特點:

        1、荷軟高,抗高溫性能優良;

        2、強度大,不易剝落侵蝕;

        3、導熱率低,隔熱效果良好;

        4、柔韌性強,抗熱震性能優良;

        5、密度適中,減輕筒體負荷。

        隔熱材料:硅酸硅板和陶瓷纖維板以及輕質隔熱澆注料、隔熱磚、珍珠巖填充料等等

         

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