耐火材料概论课件.doc

耐火材料概论 选用教材 教学目的及内容： 本课程热能专业设置的一门选修课程。 本课程主要内容： 耐火材料基础知识：包括定义、性能、分类及生产工艺等以及一些常用耐火材料的性质； 耐火材料与节能降耗。 第一章 概论 耐火材料是高温技术的基础材料，是重要的筑炉材料。耐火材料在冶金、硅酸盐、化工、动力、石油、机械制造工业等甚至尖端科技领域得到广泛应用。 正确合理选用耐火材料是窑炉正常运转的重要保证。 耐火材料不仅要求在高温下不损坏，而且应该隔热，同时还要具有不同的特殊性能:强度、热稳定性、耐侵蚀、抗磨损， （保温、传热、热交换、发热体） 。 耐火材料对节约能源有非常重要的意义。合理选用耐火材料，不仅可以提高热处理过程中的热效率，还可以减少能源的消耗。 耐火工业被称为冶金及其他高温工业的支撑工业和先行工业。 第一节 耐火材料的定义及分类 金属 材料 非金属 一 耐火材料的定义 耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。 二 耐火材料的分类 1 按照耐火度分： 2 按照形状和尺寸分为：定形耐火制品和不定形耐火材料 定形耐火材料―标准型砖、异形砖、特异形砖、以及实验室和工业用坩锅等特殊制品。 不定形耐火材料―耐火浇注料、喷补料、可塑料、捣打料等。 3 按照成型工艺分为：泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成型制品、熔融浇注制品、以及用岩石直接切割制品。 第二节 耐火材料的生产工艺 常规工艺：原料的选择、破碎、粉碎、细磨、筛分、配料、混料、成型、干燥、烧成等几个基本工序。 一 原料的选取和制备 （1）选矿 （2）干燥与煅烧 （3）破碎与筛分 二 配料 是指按照制品的类型和性能要求，将准备好的原料按照设计好的配方按比例配合起来。配料的基本原则是能获得成型后的密实坯体和制品的致密度，从而保证制品的性能。配方包括按规定比例配合的各种原料量。 三 混练 混练过程是将各种配好的物料和结合剂经过混合设备的混合作用达到物料的均匀分布。 常用的混合设备有双轴搅拌机、混沙机、和湿碾机。另外混合时还必须按照一定的加料顺序进行，否则达不到均匀混合的目的。 四 成型 混练后的耐火坯料借助于外力和模型，使得颗粒和粉料重新分布，排出部分空气而得到具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。 成型的方式有半干法成型、浇注成型、振动成型、热压成型、电熔铸法、等静压法等。 五 干燥 通常，经过成型后的砖坯含水率都在3.5%以上，强度比较低，必须经过干燥，降低水分含量，提高强度，以便运输装窑和烧成。常用的干燥设备有隧道干燥器。 六 装窑 七 烧成（生坯→制品） 隧道窑 烧结：物料经高温作用，变成具有一定强度和气孔率很低，甚至无气孔的致密石状物的工艺过程。 耐火材料的其它生产工艺 耐火材料 第三节 耐火材料的组成及性能 本节主要介绍耐火材料的化学矿物组成、结构性能、力学性能、热学性能和使用性能等基础知识。 一 耐火材料的化学、矿物组成 耐火材料一般是由多种不同的化学成分和矿物组成构成的非均质体。它的各种性质不仅取决于它的化学成分，而且更依赖于其中的物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学、矿物组成。 （一） 耐火材料的化学组成 按照耐火材料的化学组成将其中的成分分为主成分、杂质成分和添加剂。 1 主成分 主成分通常是耐火材料中一种或几种高熔点的耐火氧化物或非氧化物。它是耐火制品的主体，直接决定耐火制品性能。它的性质和数量对耐火材料的性能起决定作用。 耐火材料按照其主成分有可分为三类： 酸性耐火材料：硅质，半硅质，粘土质；中性耐火材料：高铝质、碳质、铬质（中性偏碱）；碱性耐火材料：含MgO，CaO等→镁质和白云石质，镁铬系和镁橄榄石系及尖晶石系。 按照主成分对耐火材料进行划分的意义在于：可以了解耐火材料的化学性质，判断在使用过程中它们之间以及耐火材料与接触物之间有无化学作用。 2 杂质成分 杂质成分则是指由于原料纯度有限而被带入或生产过程中混入的对耐火制品性能具有不良影响的部分。高温下有溶剂作用。 3 添加剂 加入量很少，甚至是极微； 弥补主成分在使用性能、生产性能或作业性能等某方面的不足而使用的， 通常有 结合剂、矿化剂、稳定剂、烧结剂、减水剂、抗水化剂、抗氧化剂、促凝剂和膨胀剂等。能明显改善耐火制品的某种功能或特性，对该制品的主性能无严重影响。 耐火材料的化学分析通常指分析耐火制品和原料的各种氧化物含