高铝质耐火材料
氧化铝耐火材料是以氧化铝为主要成分,加入少量其他物质的一种工程陶瓷。氧化铝是最稳定的氧化物之一,具有高硬度、高强度和抗剥落性,不溶于水和过热蒸汽,也不溶于大多数无机酸和碱。氧化铝耐火材料不仅具有耐火粘土砖的特性,而且在较高的温度范围内仍保持稳定,适用于温度高达3350°F的炉衬。在氧化和还原气氛中具有很高的抗侵蚀性,在热加工工业中得到广泛应用。
高铝耐火材料的耐火性随氧化铝含量的增加而提高。50%、60%、70%和80%氧化铝等级分别含有相应比例的氧化铝,允许误差为正负2.5%。
根据美国材料与试验协会(ASTM)标准,高铝砖按其氧化铝含量分为以下几类:
1.莫来石耐火材料:莫来石耐火砖约含72%氧化铝,含28%二氧化硅,在高温下具有极好的体积稳定性和强度,非常适合做电炉、高炉和鼓风炉炉顶,玻璃坩埚炉的上部结构。
2.刚玉耐火材料:刚玉耐火材料是指含氧化铝99%以上的耐火材料,这类耐火材料有单晶、多晶和α-氧化铝等。高铝砖常用于水泥、石灰、陶瓷窑炉、玻璃储罐、熔炼各种金属的坩埚、高炉的熔炉和竖炉、铅渣炉等。
3、这些材料在钢铁工业中用于浸渍槽下部是非常经济的,主要是因为它们对铁渣的侵蚀有抵抗力。高铝耐火材料的生产成本和价格随氧化铝含量的增加而增加,因此必须通过实验或试验来确定每次使用最合适的氧化铝含量。
镁砖
镁质耐火材料是以氧化镁为主要成分,含氧化镁85%以上的碱性耐火材料,由天然菱镁矿(MgCO3)和二氧化硅(SiO2)制成。优质镁砖通常由低CaO-SiO2比的铁素体和极少量的铁素体组成,特别是在炉衬在氧化和还原条件下工作时。
此类砖的物理性能一般较差,但对碱性渣,特别是对石灰渣和富铁渣具有很强的抗侵蚀能力。这种耐火砖是炼钢过程中最重要的耐火材料。除冶金炉外,镁砖现在已成功用于玻璃槽检查器、石灰窑和水泥窑。生菱镁矿(MgCO3)通常以轻烧或重烧形式使用。轻烧镁砂用于污水处理、复合肥及化工原料。
重烧镁砂是耐火材料工业中应用广泛的原料。近来,为了进一步提高耐蚀性,人们开始使用电熔镁砂、高结晶度镁砂烧结矿和高纯度镁砂烧结矿。电熔镁砂是由电熔耐火级镁砂或其他镁砂前驱体在电弧炉中熔炼而成。熔炼物从电弧炉中取出,冷却、破碎后,用于生产耐火材料。
耐火制品-白云石砖
白云石耐火材料是一种以氧化钙和氧化镁为主要成分的碱性耐火材料,由天然白云石(CaCO3-MgCO3)经高温煅烧而成,高纯白云石的CaO+MgO含量大于97%。白云石耐火材料因其优异的涂层稳定性和在不同窑炉运行条件下非常好的抗热震性和抗碱侵蚀性,被认为是与水泥窑熟料最相容的材料。这些富含锆的耐火材料可用于防止开裂。
铬铁矿耐火材料
铬镁耐火材料和镁铬耐火材料是两种不同的耐火材料。
铬镁材料通常含有15-35%的Cr2O3和42-50%的MgO;铬镁耐火材料用于高温炉的关键部位。这些材料耐腐蚀性炉渣和气体,耐火度高。
镁铬耐火材料至少含有60%的MgO和8-18%的Cr2O3;镁铬耐火材料适用于最高温度,可以与炼钢中使用的最碱性炉渣接触。
镁铬材料的抗剥落性通常优于铬镁材料。
耐火制品-氧化锆耐火材料
氧化锆耐火材料是一种多晶材料,其作为耐火材料的使用和制造有一定的困难,必须经过稳定化处理后才能用作耐火材料,这可以通过添加少量的稳定剂如氧化钙、氧化镁和氧化铈来实现。其性能主要取决于稳定程度、稳定剂的用量和原始原料的质量。氧化锆耐火材料的耐火性非常高,其室温强度可维持到2700°F,因此可用作炉窑的高温建筑材料。氧化锆耐火材料的热导率比大多数其他耐火材料低得多,因此用作高温隔热耐火材料。由于氧化锆的热损失非常低,不易与液态金属发生反应,特别适合制造冶金用耐火坩埚和其他容器。氧化锆是玻璃熔炉的一种有用的耐火材料,主要是因为它不易被玻璃熔体浸泡,并且与玻璃熔体的反应性低。
不定形耐火材料是非晶态耐火材料产品的总称,这些产品以某种悬浮形式构建,最终凝固成固体块。大多数非晶态耐火材料配方由大颗粒耐火材料(骨料)、细颗粒耐火材料(填充颗粒之间的空隙)和粘合剂(将颗粒在未烧结状态下保持在一起)组成。非晶态耐火材料正在以更快的速度取代传统的烧结耐火材料,应用于许多应用领域,包括工业炉。
非晶态耐火材料的施工方法多种多样,例如捣固法、喷涂法、喷浆法等。捣固法主要用于冷应用,其中材料的适当固结非常重要。相同的方法既可用于空气固化材料,也可用于热固化材料。需要选择合适的捣固工具。