現(xiàn)定義為凡物理化學性質允許其在高溫環(huán)境下使用的材料稱為耐火材料。下面小編給大家分享一些耐火材料新技術論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　耐火材料新技術論文篇一

　　粘土質耐火材料

　　摘要 粘土質耐火材料是指Al2O3的質量分數(shù)為30%～46%的耐火材料。粘土質耐火材料為弱酸性制品，因其資源豐富，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，故應用廣泛。本文從粘土質耐火材料的化學組成、分類、生產(chǎn)加工等方面來闡述粘土質耐火材料，以便于在生產(chǎn)中推廣應用。

　　關鍵詞 粘土質;耐火材料

　　中圖分類號O6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)77-0182-02

　　1粘土耐火材料化學組成及其相平衡

　　粘土制品的高溫性能主要取決于制品的化學礦物組成。所以利用Al2O3-SiO2二元相圖，從理論上可以了解粘土制品的理論相組成及其隨化學組成和溫度的變化規(guī)律，對指導粘土質耐火制品的生產(chǎn)和使用有著十分重要的意義。

　　從Al2O3-SiO2二元相圖可以看出，粘土質耐火材料常溫下平衡相為方石英和莫來石(3Al2O3-2SiO2)，莫來石的理論組成為71，8% Al2O3和28，2% SiO2，熔點為1 850℃。溫度升高1 595℃時有低熔點共晶成分的熔融物生成。其共晶成分為5，5% Al2O3和94，5% SiO2。

　　粘土質耐火材料中常含有Fe2O3，TiO2，CaO，MgO，K2O，Na2O等5～6種雜質。隨著這些雜質的質量分數(shù)的增加，制品內(nèi)形成液相的溫度降低，冷卻到1595℃以下也不能完全轉變?yōu)榻Y晶相。有一部分則轉變成非晶質的玻璃相，使制品的耐火性能降低。

　　2粘土耐火制品的分類

　　粘土耐火制品主要有粘土磚和不定形耐火材料。粘土耐火制品因其生產(chǎn)簡便，價格便宜，廣泛應用于高爐、熱風爐、均熱爐、退火爐、鍋爐、鑄鋼系統(tǒng)以及其他熱工設備，是消耗量較大的耐火制品之一。

　　2.1 粘土磚分為普通粘土磚、多熟料粘土磚、全生料粘土磚和高硅質粘土磚等品種

　　1)普通粘土磚指Al2O3的質量分數(shù)為36%～42%的品種，產(chǎn)量高，用途廣。普通粘土磚由可塑性強、分散性大的軟質粘土與一部分粘土熟料配制而成，概括地分為粘土一熟料磚和高嶺土一熟料磚。按耐火度的高低，將粘土質耐火制品劃分為四個等級：特級品，高于1 750℃;一級品，1 730℃～1 750℃;二級品，1 670℃～1 730℃;三級品，1 580℃～1 670℃;

　　2)多熟料粘土磚是指含熟料的質量分數(shù)80%以上，結合粘土的質量分數(shù)20%以下的制品，多熟料粘土磚由于坯料大都處于瘠化狀態(tài)，在制造過程中不易變形，可以保證磚坯的外形尺寸，使燒成的制品具有較理想的體積密度、力學強度、坑熱展性和較高的耐火度;

　　3)全生料粘土磚也稱無熟料粘土磚，是用可塑性低、分散性弱、收縮很小的硬質粘土或葉蠟石制成的。由于這種原料固有結合水分少，粉碎后雖然吸收了一定的外加水分，仍可保持原有的顆粒組成，因此可以不另加熟料，而且燒成品并不會因沒有熟料而產(chǎn)生收縮現(xiàn)象;

　　4)高硅質粘土磚的主要原料有瘠化粘土(鍛燒過的硬質粘土、高嶺土或葉蠟石)和天然石英砂。根據(jù)原料類別，高硅質磚可分為石英一高嶺石質高硅磚和石英一粘土質高硅磚兩種。前者SiO2的質量分數(shù)最高可達75%～80%，耐火度大于1 710℃，顯氣孔率一般均大于25 %;后者是用含有石英巖的粘土或在燒結的粘土中加入石英砂配制。制品的耐火度較低.一般在1 610℃～1 700℃之間。

　　3 粘土質耐火材科的原科

　　粘土質耐火材料的原料為耐火粘土。耐火粘土的礦物組成主要是高嶺石，井伴有少量的石英、硫鐵礦、金紅石、蠟石及有機物等雜質。耐火愁土的性能主要取決于高嶺石，但雜質的危害極大。其中危害最大的是Fe2O3和TiO2，它們使磚坯在燒成時產(chǎn)生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷，會降低燒成率和制品耐火性能。因此，上述雜質的質量分數(shù)應嚴格控制在：Ca0+ Mg0小于0.6%～1.5%， Na2O+K2O小于1.5%。雜質總的質量分數(shù)必須小于6%。

　　高嶺石：

　　高嶺石的組成為3Al2O3 .2SiO2.2H20，其理論成分的質量分數(shù)為Al2O3 39.48%，SiO246.60%， H2013.92%。經(jīng)鍛燒后成分為Al2O3 45.87%， Si02 54.12%，硬度較低，一般為1～3，真密度為2.6g/cm3～2.68g/cm3。實際上，由于含有少量的雜質。

　　高嶺石在燃燒時發(fā)生脫水分解、化合、結晶、晶體長大等一系列物理化學變化，并伴有較大的體積變化，一般不能直接用來制造磚坯。必須在高沮窯內(nèi)加熱膠燒成熟料方可使用。

　　高嶺石在加熱緞燒過程中的物理化學變化過程如下：

　　1)脫水分解。在450℃～550℃下高嶺石發(fā)生分解，排除結構水，成偏高嶺石。此過程為吸熱反應反應;

　　2)偏高嶺石分解和莫來石化。當加熱溫度繼續(xù)升高時，偏高嶺石分解為無定形Al2O3 ～SiO2，加熱至900℃～1200℃時便形成莫來石和方石英。

　　4 粘土耐火制品的生產(chǎn)

　　4.1 生產(chǎn)流程

　　粘土耐火制品生產(chǎn)流程的選擇。主要取決于原料的性質或成品的質量要求。其工藝流程大致有3種：

　　流程(Ⅰ)是制造一般粘土制品，如粘土磚、澆鑄用磚等采取的工藝流程，而流程(Ⅱ)、(Ⅲ)是制造優(yōu)質粘土制品的工藝。這兩種工藝的不同在于后者是將部分軟質粘土以泥漿形式加入泥料中。多熟料粘土質制品采用這一工藝流程生產(chǎn)，可以顯著地改善泥料的成型性能及制品的物理和高溫性質。

　　4.2 原料準備

　　主要是粘土熟料的制備和結合粘土的制備。其中，熟料的制備是將耐火粘土原料經(jīng)高溫緞燒制成各級顆粒料和細粉，結合粘土的制備是將粘土粗碎、干操、細磨成粉及調(diào)漿。

　　4.3 配料、混練與成型

　　以短燒的耐火粘土熟料為瘠料，配以一定比例的結合粘土，制成混合料?；旌狭现惺炝纤急壤?，稱為多熟料制品。此種制品體積穩(wěn)定性高，其他性質也較好，但需要強力成型。多熟料磚是目前生產(chǎn)與應用最廣泛的粘土制品。

　　4.4 干燥 　　粘土磚磚坯含水量依成型方法而不同，半干壓成型坯含水量低，水分蒸發(fā)時幾乎不發(fā)生收縮，可快速干操，或直接裝車入窯。含水較多的磚坯?？深A先采用適當?shù)淖匀伙L干或熱氣加熱干燥。然后送入隧道窯。干燥過程控制的關健因素為干燥速度，應以保證磚坯不變形、不開裂和具有一定強度為原則?？刂谱罱K進入燒成窯內(nèi)的磚坯含水量在2% 以下。

　　4.5 燒成

　　燒成的目的是使磚坯燒結，使其具有一定強度的外形尺寸、致密性與氣孔率，力學強度要高，體積穩(wěn)定性較好，耐火性能好。

　　5粘土質耐火材料的性質

　　粘土質耐火制品的性質在較大范圍內(nèi)波動。各等級耐火粘土的理化指標：

　　1)耐火度

　　粘土質耐火制品的耐火度較低，為1 580℃～1 770℃，主要與制品的化學組成有關。一般情況下，耐火度隨Al2O3的質量分數(shù)的增加而提高，隨雜質的質量分數(shù)。尤其是Fe203和堿金屬的質量分數(shù)的增加而顯著降低。

　　2)高溫耐壓強度

　　粘土磚高溫耐壓強度隨Al2O3的質量分數(shù)的增加而增大。同時受低熔點物質高溫下出現(xiàn)液相溫度、液相的數(shù)量及其粘度影響。一般在800℃以上可出現(xiàn)塑性變形。塑性變形的出現(xiàn)可以消除制品內(nèi)應力的影響，使強度提高。

　　3)荷重軟化溫度

　　粘土質耐火制品的荷重軟化溫度主要取決于制品中Al2O3的質量分數(shù)和雜質的種類及數(shù)量。與其他制品相比，雖然在粘土質耐火制品中有熔點很高的莫來石晶相，但在較低的溫度下(1 250℃～1 400℃)就開始軟化。

　　4)高溫體積穩(wěn)定性。

　　粘土質耐火制品長期在高溫條件下使用，會產(chǎn)生殘余收縮。這是由于在生產(chǎn)過程中加入一定數(shù)量的結合劑(如結合粘土)，在燒成時礦化作用不徹底造成的。

　　5)抗熱震性

　　粘土質耐火制品的抗熱震性好，普通粘土磚在1 000℃下水冷循環(huán)達10次以上，多熟料粘土磚可達50～100次或更高。

　　6)抗渣性

　　粘土質耐火制品屬酸性耐火材料，抵抗弱酸性爐渣侵蝕的能力強，對酸性和堿性爐渣的抵抗能力較差。提高制品的致密度，降低氣孔率，能提高制品的抗渣性能。增大Al2O3的質量分數(shù)，抗堿性渣侵蝕能力提高。隨SiO2的質量分數(shù)的增加，抗酸性渣的能力增強。

　　6結論

　　耐火材料工業(yè)的迅速發(fā)展，耐火材料采用優(yōu)質原料、高溫燒成，因此質量也隨之提高、品種增加，高級耐火材料使用極為普遍，生產(chǎn)技術和自動化水平均得到提高。耐火材料生產(chǎn)技術的發(fā)展是以提高質量、增加品種和降低消耗為中心進行的。

　　參考文獻

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　　[3]李楠.耐火材料與鋼鐵的反應及對鋼質量的影響.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

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