玻璃窑耐火材料.pptx

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1、1、硅砖（1）含SiO293%以上的酸性耐火材料。外观有虎斑色。（2）原料：SiO2含量不低于96%的硅石。加入少量矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂（如糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液）。（3）制造工艺：混练成型干燥烧成等工序。（4）化学成分为（%）：SiO29498，Al2O30.22；CaO1.53.5；Fe2O30.33，R2O00.5。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第1页/共43页真比重大小可判断硅砖的矿相组成。真比重小，表示石英转化完全，残余膨胀也小。2.38，优质的2.342.36。希望含有尽可能多的鳞石英，而方石英晶体越少越好。耐火度16701750间，其荷重软化开始温度可高达16

2、501680，与耐火度很接近是最大的优点CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性（5）矿相(即耐火晶相)：方石英、鳞石英和少量未转化的石英。基质连结在一起。第2页/共43页2、白泡石（泡砂石）（1）一种天然的耐火材料。半酸性。产于四川、湖北、贵州、广西。（2）是高岭石胶结的石英砂岩，化学成分以SiO2为主。其化学成分、物理性能，杂质含量等随产地不同，差异甚大。即使同批砖材，亦有差别。（3）矿相：以石英和高岭石为主。从外观选择时以青灰色致密坚硬，不带杂质条纹微黄色条纹为铁质者为佳。（2）性质：耐火度较高，耐玻璃侵蚀性较好，资源丰富，价格低廉，加工方便(可加工成大型、异型制品)。CHAP2砌窑用耐火材

3、料的种类和特性 第3页/共43页3、粘土砖（1）含Al2O330%48%的弱酸性耐材。（2）原料：以粘土熟料为骨料，以软质粘土作结合剂。（3）工艺：半干法或可塑法成型，1300l400烧成。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性（4）矿相：莫来石(25%50%)和部分硅氧晶体(以方石英为主、少量鳞石英)，玻璃相(25%60%)。（5）性质：耐酸性渣侵蚀，而对碱性渣的抵抗力稍差。热膨胀系数不大，抗热震性较好。荷重软化温度耐火度，一大缺点。软化开始与终了温度的间隔很大，不会很快坍陷。第4页/共43页近来生产了高密度低气孔和超低气孔的粘土砖。它是采用多熟料配料，适当提高Al2O3含量，高压成型和适当提

4、高烧成温度制得。低气孔砖的气孔率小于l6%，T荷软温度l420。超低气孔砖含Al2O344%以上，气孔率小于13%，T荷软温度1500。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第5页/共43页4、高岭土砖（1）Al2O340%44%的耐火材料。（2）原料：高岭土为原料，高纯度的粘土。（3）生产方法：压制、捣打与浇注三种。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 产品有池炉大砖(砌池底或池壁)、供料槽砖、换热器筒形砖及坩埚等。浇注法优点：结构致密均一，生产机械化程度较高，耐火度和T荷软温度较高，耐玻璃侵蚀性和抗热震性也好。缺点是尺寸公差较大，有时略有扭曲。和粘土砖相比，矿相中莫来石晶相较多，玻璃相较少

5、。第6页/共43页5、高铝砖（1）Al2O348%以上的中性耐火材料。等Al2O375%，等（6075）%，等（4860）%。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 按矿相分：硅线石砖(低莫来石砖)，莫来石砖，莫来石一刚玉砖、刚玉莫来石砖和刚玉砖(Al2O390%)。第7页/共43页（2）矿相：Al2O370%主晶相为莫来石，部分方石英晶体。Al2O370%80%是莫来石相。Al2O380%为莫来石和刚玉。Al2O3，莫来石和刚玉相增多，玻璃相相应减少。（3）抗剥落高铝砖，不易炸裂与大块剥落。原料为铝矾土、锆英砂、粘土。化学组成(%)是Al2O374，SiO212，ZrO27，TiO24.5。矿

6、相是莫来石，刚玉和斜锆石。晶相交错排列结构，晶相周围存在微裂纹。这种砖比普通高铝砖的气孔率大，体积密度小，热膨胀系数小，抗热震性提高了好几倍。使用效果较好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第8页/共43页（4）硅线石砖：是以硅线石、红柱石或蓝晶石为原料。化学组成中Al2O3与SiO2之比近于1。主要矿相为莫来石及一定量的方石英和玻璃相。各种矿相互相交错，结构均一，具有较高的体积稳定性、荷重软化温度和抗热震性。这些性能指标都比高铝砖好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第9页/共43页（5）莫来石砖含SiO2l65%75%。以铝矾土熟料为主要原料，加少量粘土或生矾土作结合剂。主要矿相是

7、莫来石，还有少量刚玉(SiO2含量较低时矿相接近硅线石砖)。矿相分布均匀时高温性能较好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第10页/共43页（6）刚玉砖以烧结氧化铝或电熔刚玉为原料，也可将Al2O3与SiO2比值高的矾土熟料和烧结氧化铝配合。主要矿相是刚玉。刚玉砖的高温力学性能、耐玻璃侵蚀性和耐磨性都很好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第11页/共43页6、镁砖（1）MgO85%碱性耐火材料。按工艺分为烧结镁砖和结合镁砖两种。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性（2）原料与工艺：烧结镁砖以烧结镁砂(MgO87%、CaO3.5%、SiO22000)，T荷软=1550，抗热震性差。(5

8、)高纯镁砖（或称直接结合镁砖）。MgO95%。采用SiO2含量低的优质镁砂作原料，1800烧成。砖内方镁石、尖晶石等高温相之间直接结合，玻璃相极少、且呈孤岛状分布，不像烧结镁砖那样方镁石晶粒被玻璃相所包围。T荷软1820，抗热震性比普通镁砖高23倍，抗高温蠕变性能好，强度高，耐玻璃侵蚀性也好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第13页/共43页7、镁铝砖（1）含MgO85%，Al2O35%10%的尖晶石型(ROR2O3)碱性耐火材料。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性（2）原料：优质烧结镁砂(MgO90%、CaO1580，耐玻璃侵蚀性也好。第14页/共43页8、镁铬砖（1）MgO55%8

9、0%，Cr2O38%20%尖晶石型碱性材料。（2）原料与工艺：优质镁砂和铬铁矿(Cr2O3(3045)%、CaO1790，T荷软1620，体密3.5g/cm3，较低，抗热震性较硅砖好，耐磨性较好，耐玻璃侵蚀性好。常用作硅砖与其它砖间隔离层。高温电绝缘性极好。透气率较大、抗侵透性较差。高致密低气孔率锆英石砖，用全粉料浇注成型，1600l700烧成。体密为3.84.1g/cm3，T荷软1650。第17页/共43页电熔砖生产工艺图CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 11、电熔耐火材料主要品种有，莫来石砖、锆刚玉砖、刚玉砖、石英砖等。第18页/共43页A、现有四种浇铸方法(见图)。1）普通浇铸法(代

10、号PT或RC或RN)。2）倾斜浇铸法(代号QX或TA或RO)。3）无缩孔浇铸法(代号WS或VF或RT)。4）密实浇铸法(代号MS或RV或RR)。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第19页/共43页(1)电熔莫来石砖A、最早产品。外观呈棕黑色，故俗称“铁砖”。B、高铝矾土为原料。将矾土配成莫来石组成(3Al2O32SiO2)。2300熔融，l850浇于砂型内，退火。C、晶相：莫来石和刚玉，玻璃相充填晶相间。D、性质：耐玻璃侵蚀性较烧结耐材强，但不及其它电熔材料。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第20页/共43页E、电熔锆莫来石砖：加入少量(7%8.5%)二氧化锆。莫来石晶体变小、砖组织

11、致密，莫来石量增至60%70%，降低了玻璃相含量，并减少裂纹。晶相为莫来石、斜锆石和刚玉。它的低，抗热震性好，耐玻璃侵蚀性也强。第21页/共43页(2)电熔锆刚玉砖A、外观呈蛋黄色，俗称“白铁砖”。B、原料：以锆英石和工业氧化铝为主要原料。再加少量富锆砂(又称脱硅锆、为提高ZrO2含量)，纯碱(助熔、Na2O能抑制莫来石形成、促进莫来石热分解)和硼砂(助熔、可改善玻璃相性质、防止铸件裂纹)。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第22页/共43页C、熔融气氛：还原法和氧化法(或称短弧法和长弧法)两种。还原法：石墨电极直接插入熔融液中，使熔液掺碳。料中铁、钛氧化物杂质被还原成低价氧化物，降低了玻

12、璃相渗出温度(约1200l330)。氧化法：石墨电极不与熔融液接触，碳不会掺入。并吹入氧，使还原物质转变成氧化物质，又能解除石墨电极沾污现象。砖呈淡米色。含碳量低。玻璃相数量少，且渗出温度高(1380l4l0。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 D、矿相：斜锆石和刚玉。少量玻璃相和莫来石。第23页/共43页该砖属Al2O3-ZrO2-SiO2系统(简写AZS砖，限定在ZrO2-ZrO2SiO2-3Al2O32SiO2-Al2O3区域内)。按ZrO2含量划分三级：33%、36%、4l%。各国牌号：AZS-33；ER1681(法)，ZB1681(日)。AZS-36；ER1691(法)，ZB169

13、1(日)，S-4（美）。AZS-41：ER1711(法)，ZB1711(日)。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 AZS-41第24页/共43页(3)电熔铬锆刚玉砖A、在AZS-33砖中引入10%30%Cr2O3(代替Al2O3)，WS法生产(简写AZCS砖、ER2161（法国）。呈暗绿色。4.5%的缩孔，无连通气孔。B、铝铬尖晶石固溶体Al2O3Cr2O3、余为斜锆石相和玻璃相。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 C、性质：增大了玻璃相的粘度，提高耐玻璃侵蚀能力，是ER1681的3.4倍，ER1711的2.6倍。但Cr2O3会对玻璃液着色，不能用于无色透明玻璃。发泡指数也不理想，池窑上部

14、结构最理想的材质。第25页/共43页A、电熔-Al2O3砖1）白色制品。Al2O394.5%96.5%。2）晶相：45%55%-Al2O3相和45%60%-Al2O3相。晶体混合交织。不到2%的玻璃相基质充填间隙，整体结构很细密。耐玻璃液侵蚀性强，在高温碱蒸气中保持高稳定性。有一定的抗热震性。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性(4)电熔刚玉砖以高纯氧化铝为原料，并引入少量纯碱在20002200下熔融而成。氧化铝有多种晶体形态。有-Al2O3砖，-Al2O3砖，-Al2O3等。第26页/共43页B、电熔-Al2O3砖1）极细的-Al2O3晶粒牢固结合成。少量玻璃相充填在晶体间隙。体积密度达3.

15、153.3g/cm3。在1350下耐玻璃液侵蚀性强，高温耐磨性好，抗热震性稍差。C、电熔-Al2O3砖1）玉色制品，含Al2O392%95%。2）由-Al2O3粗晶构成。有1%以下的玻璃相。晶格疏松，强度较低，体积密度为2.83g/cm3。耐碱蒸气侵蚀性强，抗热震性也好，但耐玻璃侵蚀性差。在高温下与SiO2接触时会生成霞石，砖结构松散。还原气氖下转化成-Al2O3产生大的体积收缩，使砖开裂。避免与配合料粉尘相遇。在氧化气氖下耐玻璃侵蚀性优于-Al2O3砖。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第27页/共43页(5)电熔石英砖1）生产过程与石英玻璃相同。以高纯石英砂为原料，加入少量Na2O作矿

16、化剂。在石墨电阻炉内熔融(l7501800)。取出整块熔融物，轧压成砖，在空气中冷却后再进行机械加工。4）热膨胀系数极小，抗热震性很好。耐硼玻璃侵蚀性强，而不耐钠钙玻璃的侵蚀。该砖长时间在1150以上保持时会逐渐析晶为方石英，仅有晶体而无玻璃相。荷重软化开始温度可提高到17201730。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第28页/共43页12、电熔再结合耐火材料以熔融合成料或废电熔砖为原料，粉碎后加少量结合剂，成型、烧成的制品。兼具了电熔与烧结两种优点。与电熔制品比较，液相渗出现象大大减轻且渗出温度提高，抗热震性。与烧结制品比较，高温力学性能好、抗蠕变性能，耐玻璃侵蚀性也好。有电熔再结合锆

17、刚玉砖，电熔再结合尖晶石砖，电熔再结合镁砖等。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第29页/共43页(1)电熔再结合锆刚玉砖1）以AZS熔块或电熔AZS废砖为原料，加入少量高岭土或氧化铝结合剂。加热到一定温度时，AZS骨料渗出玻璃相，和结合剂反应形成莫来石，使砖体烧结（温度l6001700）。玻璃相含量多(15%25%)，且有残留的玻璃屑需去除。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第30页/共43页(2)电熔再结合尖晶石砖1）有电熔再结合镁铝砖和电熔再结合镁铬砖。2）以电熔尖晶石料(如MgO80%、Al2O320%)为原料，用MgCl溶液结合，高压成型，在1650下烧成。3）耐侵蚀性强，耐

18、磨性好，荷重软化开始温度高达l800，抗热震性也好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第31页/共43页3Al2O3+2ZrSiO43Al2O32SiO2+2ZrO2玻璃相含量不超过5%，Al2O3/ZrSiO4(mol)l.5。1（2）显微结构：细小斜锆石微粒均匀地分散在莫来石和刚玉晶间，形成致密的结晶网络，含玻璃相极少。2（3）性质：气孔率20%。无液相渗出。与电熔AZS砖相比，耐玻璃侵蚀能力较差，但抗热震性较好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 13、烧结锆刚玉砖（1）原料：锆英石和氧化铝，ZrO220%。锆英石和氧化铝l4001450发生固相反应：第32页/共43页14、轻质耐

19、火材料属隔热材料。窑体散热能耗窑体重量窑炉造价。性能：体积密度，气孔率，导热系数，使用温度和机械强度。低温型1200,轻质高铝砖、氧化铝空心球。体积密度：次轻质(l.01.3g/cm3)，轻质(0.41.0g/cm3)和超轻质(0.4g/cm3以下)。生产方法：加入可燃物质法、泡沫法和化学法。形态：纤维状、多孔状和颗粒状。质地：天然和人造。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第33页/共43页(1)轻质耐火砖1）原料：分粘土质、硅质、高铝质、镁质等。2）隔热是由于砖体内含有大量气孔。3）生产方法：A、加入可燃物法。在泥料中加入适量烧尽的加入物，如锯木屑等。烧成形成气孔。B、泡沫法。加入起泡剂

20、使泥浆产生气泡。C、化学法。加入碳酸盐和酸，苛性碱等。借化学反应产生气体，使制品获得气孔。4）耐压强度低，抗渣性能差，耐磨性差，抗热震性差，不能与玻璃液或火焰直接接触。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第34页/共43页轻质硅砖的制造方法和轻质粘土砖相似。将普通硅石磨细至1mm以下，加入灰分小于l0%的无烟煤，再加入少量的石灰和纸浆废液，成型、干燥后在1270130O下烧成。轻质硅砖的体积密度为0.9l.1g/cm3。导热系数只有普通硅砖的一半。轻质高铝砖用泡沫法生产。用高铝熟料、粘土、少量锯木屑制成泥浆。加入泡沫剂，使之起泡沫。l300l350下烧成并保温46h。轻质高铝砖的体积密度为0

21、.41.0g/cm3，气孔率达66%67%。轻质粘土砖常加入锯木屑，用可塑法成型。以粘土、熟料、硬木屑等组成坯料，加入糖浆和亚疏酸盐纸浆废液;经混练、困料、成型后干燥，再予烧成。轻质粘土砖的体积密度在0.41.3g/cm3之间。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第35页/共43页(2)氧化铝空心球及其制品空心球是一种新型材料。体积密度小，导热系数低，热容小，强度高，重量轻。用纯氧化铝作原料，在电弧炉内熔融至2200左右，电炉倾斜熔液流出。压缩空气沿垂直方向喷吹液流，使熔液分散成小液滴。冷却过程中因表面张力的作用即成氧化铝空心球。空心球能在1800以下长时间使用。在高温下也具有较好的化学稳定

22、性和耐侵蚀性。可作高温保温材料及耐火混凝土的轻质骨料。制品可作高温保温材料及高温窑炉的内衬材料。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第36页/共43页(3)硅酸铝纤维1）属耐火纤维。用高岭土、焦宝石或铝矾土等作原料，还加入B2O3。电弧炉或电阻炉内熔融。用喷吹法成型，得到的短纤维在收棉室内沉降，加结合剂粘压成毡制品，再经针刺机针刺。2）使用温度1200。在配料中加入Al2O395%得氧化铝纤维。加入Cr2O3、ZrO2等可将使用温度提高到1400。3）性质：轻、软，用量少易施工。高温导热系数和热容低，保温能力强。化学稳定性和抗热震性好。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第37页/共43页

23、(4)硅酸钙制品1）由CaO-SiO2-H2O三元系中的矿物制得的多孔保温材料。硅酸钙水化物能作保温材料有两种，一种是由托贝莫来石水化物(5CaO6SiO25H2O)和增强纤维所组成，称为微孔硅酸钙制品，其最高使用温度为650。另一种是由硬硅钙石水化物(6CaO6SiO2H2O)和增强纤维所组成，称为硬质硅酸钙制品，最高使用温度为1050。体积密度小(0.l40.2g/cm3，导热系数低(0.4MPa)，不会因水浸煮沸而破坏，耐久性好，施工方便(可锯、钉)。作优质隔热、隔音材料，作有机合成材料填料。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第38页/共43页15、不定形耐火材料由粒状和粉状耐火物料

24、与结合剂、外加剂(如增塑剂、助熔剂、防缩剂、促硬剂等)混合组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。也称散状耐火材料。硬化特点可为：1、气硬性结合剂。大气和常温下即硬化。如水玻璃、硅溶胶。2、水硬性结合剂。同水反应并在潮湿介质中养护凝结硬化，如水泥。3、热硬性结合剂。在高于常温、低于烧结温度下可较快地硬化。如磷酸铝、磷酸钠、硫酸铝。4、火硬性结合剂。在高温下经烧结后才有一定强度，如火泥。不定形耐火材料的种类分为：浇灌料(或浇注料)、可塑料、捣打料、喷补料和耐火泥。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第39页/共43页C、未烧结前的常温强度较低，烧结后才有高的强度。D、玻璃窑炉池底多用锆英砂

25、捣打料，其成分(%)为：ZrO262、SiO232，Al2O32、Fe2O30.5，体积密度3g/cm3，耐火度1790，颗粒度0.5mm。结合剂用磷酸二氢铝，粘结牢、强度高、耐高温，但易风干结硬、不宜久放，对皮肤有一定腐蚀性。(1)捣打料A、粒状和粉状耐火材料，加适量结合剂混练而成。呈松散状，强力捣打才密实，故称捣打料。B、物料材质命名，如锆质捣打料(酸性)、刚玉质捣打料(中性)、镁质捣打料(碱性)，化学结合剂，如磷酸铝、磷酸钠、硫酸铝、硅酸钠等。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第40页/共43页(2)耐火泥1）由粉状物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。粉状物料熟料(如硬质

26、粘土、高铝、煅烧硅石、镁砂等)或其它体积稳定的各种耐火原料(如硅石、腊石)制成。按粉料材质将耐火泥分类。2）主要用作耐火砖砌体的接缝和表面涂层(涂抹料)。可调整砖的尺寸误差和不规整的外形，使砌体整齐和负荷均衡。可使砌体构成坚强和严密的整体，以抵抗外力的玻坏和防止气体、熔融液的侵入。涂抹料起保护层作用，使底层充分发挥效用和延长寿命。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第41页/共43页(3)耐火混凝土1)用骨料(即耐火粒料)和掺合料即耐火粉状料制成的耐火度在1580以上能长期承受高温作用的混凝土。结合剂常用无机的，并以其名称对混凝土命名，如水玻璃耐火混凝土、硅酸盐水泥耐火混凝土、铝酸盐水泥耐火混凝土、磷酸盐耐火混凝土、镁质耐火混凝土等。用于蓄热室墙、烟道、煤气发生炉炉盖、退火窑窑顶和锡槽槽体等部位。CHAP2砌窑用耐火材料的种类和特性 第42页/共43页谢谢您的观看！第43页/共43页