筑爐材料主要包括耐火材料、隔熱材料、鋼材、木材、水泥等一般建筑材料以及其他輔助材料。掌握各類材料的品種上、規(guī)格和性能，合理選擇，正確使用各種材料，加強(qiáng)材料的科學(xué)管理，降低材料的損耗，是保證工業(yè)爐砌筑工程質(zhì)量，提高爐子使用壽命的主要前提。

選擇筑爐材料的一般原則：

(1)材料必須具有能滿足工業(yè)爐使用要求的技術(shù)性能，其各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或設(shè)計(jì)要求。

(2)所選用的材料必須具有良好的施工性能，并能滿足施工的技術(shù)要求和工程質(zhì)量的要求。

(3)所采用的材料必須符合國家有關(guān)勞動(dòng)保護(hù)、環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

1 耐火材料的分類

1.1分類的方法

A按化學(xué)礦物組成分類

①硅質(zhì)耐火材料

②鋁硅酸鹽耐火材料

③鎂質(zhì)耐火材料

④白云石質(zhì)制品

⑤鉻質(zhì)制品

⑥碳質(zhì)制品

⑦鋯質(zhì)制品

⑧特殊制品

B按化學(xué)特性分類

(1)酸性耐火材料，酸性耐火材料是以二氧化硅為主要成分的耐火材料，主要指硅磚和鋯英石磚。酸性耐火材料能耐酸性熔渣侵蝕。

(2)中性耐火材料。中性耐火柯料主要是指以三氧化二鋁、三氧化二鉻、碳化硅和碳為主要成分的耐火材料.如剛玉磚、高鋁磚、碳化硅磚、氮化硅磚、炭磚等。其特性是對(duì)酸性渣和堿性渣都具有抗蝕能力。

(3)堿性耐火材料。堿性耐火材料主要是指以氧化鎂、氧化鈣為主要成分的耐火材料,包括鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、白云石磚等，堿性耐火材料對(duì)堿性渣有較強(qiáng)的抗侵蝕能力。

C按耐火度分類

(1)普通耐火材料，耐火度為1580-1770℃

(2)高級(jí)耐火村料，耐火度為1770?2000℃

(3)特級(jí)耐火材料，耐火度高于2000℃

D 按成型工藝分類

(1)天然巖石;

(2)泥漿澆注成型耐火材料;

(3)可塑成型耐火材料;

(4)半干成型耐火材料;

(5)搗打(包括機(jī)械搗打與人工搗打)成型耐火材料;

(6)熔注制品。

E 按燒制方法分類

(1)不燒磚;

(2)燒制磚;

(3)不定形耐火材料。

F按氣孔率分類

(1)特致密制品，顯氣孔率低于3%;

(2)高致密制品，顯氣孔率低于3%~10%;

(3)致密制品，顯氣孔率低于10%?16%;

(4)燒結(jié)制品，顯氣耐火磚分類孔率低于16%~20%;

(5)普通制品，顯氣孔率低于20%?30%;

（6）輕質(zhì)制品，顯氣孔率低于45%?85%;

(7)超級(jí)輕質(zhì)制品，顯氣孔率高于85%。

G按形狀和尺寸分類

(1)標(biāo)型制品;

(2)普通制品;

(3)異型制品;

(4)特型制品;

(5)超特型制品。

此外，耐火材料還可以按用途劃分為高爐用耐火材料、轉(zhuǎn)爐用耐火材料、連鑄用耐火材料、玻璃窯用耐火材料、水泥窯用耐火材料等等。

1.2 致密定形耐火材料的分類

致密定形耐火材料的分類中國標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17105-1997)，

1.3 定形隔熱耐耐火磚一噸火材料的分類

定形隔熱耐火材料的分類，是按制品重?zé)€變化不大于2%的溫度來劃分的。

1.4 不定形耐火材料分類

不定形耐火材料必須采用一級(jí)分類，主要包括：

(1)致密材料和隔熱材料兩大類;

(2)以整個(gè)混合料的主要化學(xué)成分(礦物組成)和(或)決定混合料特性的骨料性質(zhì)分類，分為高鋁質(zhì)、黏土質(zhì)、硅質(zhì)、堿性材料(鎂砂、鉻鐵礦、尖晶石、鎂橄欖石、白云石以及其他堿土金屬氧化物)和它們的混合物、特殊材料(炭、碳化物、氮化物、鋯英石等)及其混合物;

(3)按結(jié)合方式分類，分為陶瓷結(jié)合、水硬性結(jié)合、化學(xué)結(jié)合和有機(jī)結(jié)合;

(4)按施工方法分類，分為耐火搗打料、耐火可塑料、耐火澆注料、耐火壓入料、耐火噴涂料、耐火泥漿和耐火涂抹料。

不定形耐火材料還可以按這個(gè)混合料的主要化學(xué)成分含量、最高使用溫度和烘干強(qiáng)度進(jìn)行二級(jí)分類。

2 耐火材料的化學(xué)、礦物組成

2.1化學(xué)組成

耐火磚規(guī)格尺寸

耐火材料的化學(xué)組成是它的基本特征。一種耐火材料在一定條件下能否形成某種物相,為何出現(xiàn)此種物相，并具有某些特定性質(zhì)，以及如何從本質(zhì)上改變材料的某些特定性質(zhì)，都首先取決于其化學(xué)組成。根據(jù)耐火材料中各種化學(xué)成分的含撤和作用，通常將其分為主成分、雜質(zhì)和外加成分三類。

A 主成分

耐火材料中的主成分是指占絕大多數(shù)的，對(duì)材料高溫性質(zhì)起決定性作用的化學(xué)成分。耐火材料之所以具有優(yōu)良的抵抗高溫印度航母 耐火磚作用的性能，以及許多耐火材料又各具特性，完全或基本上取決于主成分。通常，對(duì)耐火材料依化學(xué)組成分類，以及對(duì)許多同材質(zhì)的耐火材料劃分為若干等級(jí)，都是或多半是根據(jù)其主成分的種類以及其含量多寡而定的。

可作為耐火材料主成分的都是具有很高晶格能的高熔點(diǎn)或分解溫度很高的單質(zhì)或化合物。要求它在耐火材料生產(chǎn)或服役過程中能形成穩(wěn)定的具有優(yōu)良性能的礦物，在自然界儲(chǔ)量較高而旦較易提取與利用。在地殼中分布較多，可作為耐火材料主成分的主要是氧化物。另外，有一些碳化物、氮化物、硅化物和硼化物，也可作為耐火材料的主成分。

現(xiàn)在，生產(chǎn)與使用較廣泛的耐火材料中的主成分主要是A1203、BeO、Cr2O3、MgO、CaO、Si02、ThO2、UO2、ZrO2等氧化物和SiC、WC、B4C等碳化物以及A1N、Si3N4等氮化物。

B 雜質(zhì)

雜質(zhì)是指在耐火材料中不同于主成分的,含量微少而對(duì)耐火材料的抵抗高溫性質(zhì)往往帶來危害的化學(xué)成分。這種化學(xué)成分多是由含主成分的原料中夾帶而來的。

耐火材料的雜質(zhì)中有的是易熔物，有的本身具有很卨熔點(diǎn)，但同主成分共存時(shí)，卻可產(chǎn)生易熔物。故雜質(zhì)的存在往往對(duì)主成分起強(qiáng)的助熔作用。助熔作用雖有時(shí)有助于材料的液相燒結(jié)，但對(duì)材料抵抗高溫作用卻有嚴(yán)重危害。助熔作用愈強(qiáng)，即由于雜質(zhì)的存在，系統(tǒng)中開始形成液相的溫度愈低，或形成液相量愈多,或隨著溫度升高液硅酸鋁耐火磚相量增長(zhǎng)速度愈快，以及所形成的液相黏度愈低和潤(rùn)濕性愈好，危富愈嚴(yán)重。如對(duì)主成分為Si02的材料而論，若含Na20、A120,、Ti02、CaO和FeO中任一氧化物，除其中Na2O熔點(diǎn)較低以外，其他氧化物雖具有較高的熔點(diǎn)，但與Si02共存，卻都有助熔作用，

可見，若Na20與Si02共存，由于開始形成液相的溫度很低，故以Si02為主成分的耐火材料中，若含有少量Na20,即可對(duì)其高溫性質(zhì)帶來嚴(yán)重危害。若以SiO2為主成分的耐火材料中分別含有A1203和Ti02，雖然Si02-Al203與Si02-TiO2兩系統(tǒng)的共熔溫度相近，分別為1595℃和1550℃,但在共熔溫度下系統(tǒng)內(nèi)每1%雜質(zhì)氣化物生成的液相里卻差別較大，前者約為后者1.9倍。而且，隨溫度的升高，此差別更大，如在1600℃，約為2.3倍。因此,雜質(zhì)A1203，較Ti02對(duì)Si02的熔劑作用強(qiáng)。氧化鋁對(duì)硅質(zhì)耐火材料的高溫性能危害極大。

另外，當(dāng)雜質(zhì)與主成分共存時(shí)，若生成的液相黏度較低，且隨溫度升高黏度降低愈快以及潤(rùn)濕性愈好，則對(duì)耐火材料的危害愈嚴(yán)重因此，提商耐火材料抵抗高溫的性能，必須嚴(yán)格控制雜質(zhì)的含量。

C 外加成分

外加成分常稱外加劑，是在耐火制品生產(chǎn)中為特定目的另外加入的少量成分。如為促進(jìn)材料中某些物相的形成和轉(zhuǎn)化，而加入的礦化劑;為抑制材料中某些物相形成，而加入的抑制劑或穩(wěn)定劑;為促進(jìn)材料的燒結(jié)，而加入的助熔劑等。總之，在耐火材料生產(chǎn)中，采取加入少量外加劑可在一定程度上改變材料的組成與結(jié)構(gòu)，從而便于生產(chǎn)和使制品獲得某種預(yù)期特性。但必須注意，切勿因此而嚴(yán)重影響其抵抗高溫作用的基本性質(zhì)。

2.2 礦物組成

A 耐火材料中礦物的種類

礦物是指由相對(duì)固定的化學(xué)組分構(gòu)成的有確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一定物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物&它們?cè)谝欢ㄎ锢砘瘜W(xué)條件下穩(wěn)定。耐火材料是礦物的組成體。這些礦物皆為固態(tài)晶體,且多為由氧化物或其復(fù)合鹽類構(gòu)成。其中，除部分礦物是前述高熔點(diǎn)單一氧化物或其他化合物呈穩(wěn)定結(jié)晶體構(gòu)成的以外，還有復(fù)合氧化物構(gòu)成的高熔點(diǎn)礦物。其中最主要的是鋁酸鹽、鉻酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鈦酸鹽和鋯酸鹽構(gòu)成的礦物。另外，許多耐火材料中還有少量非晶質(zhì)的玻璃相。僅有極少數(shù)耐火材料是完全由非晶質(zhì)的玻璃構(gòu)成的。

B 耐火材料中礦物的聚集狀態(tài)

耐火材料在常溫下除極少數(shù)外，都是由單相或多相多晶體，或多晶體同玻璃相共同構(gòu)成的集合體。許多耐火材料中還含有氣孔。若耐火材料的化學(xué)組成相同，而其中存在的晶體和玻璃相等物相種類、性質(zhì)、數(shù)量、晶粒形狀和大小、分布和結(jié)合狀態(tài)等不同，則這些耐火材料性質(zhì)的優(yōu)劣可能差別很大。

根據(jù)耐火材料中構(gòu)成相的性質(zhì)、所占比重和對(duì)材料技術(shù)性質(zhì)的影響，分為主晶相、次晶相和基質(zhì)。

(1)主晶相。主晶相是指構(gòu)成材料結(jié)構(gòu)的主體，熔點(diǎn)較高，對(duì)材料的性質(zhì)起支配作用的一種晶相。耐火材料主晶相的性質(zhì)、數(shù)量、其分布和結(jié)合狀態(tài)直接決定制品的性質(zhì)。許多耐火制品，如莫來石磚、剛玉磚、方鎂石磚、尖晶石磚、碳化硅耐火制品等，皆以其主晶相命名。

(2)次晶相。次晶相又稱第二晶相或第二固相，是指耐火材料中在高溫F與主晶相和液相并存的，一般其數(shù)量較少和對(duì)材料高溫性能的影響較主晶相為小的第二種晶相。如以方鎂石為主晶相的鎂鉻磚、鎂鋁磚、鎂硅磚和鎂鈣磚等分別含有的鉻尖晶石、鎂鋁尖晶石、鎂橄欖石和硅酸二鈣等皆為次晶相。耐火材料中次晶相的存在對(duì)耐火材料的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)高熔點(diǎn)晶相間的直接結(jié)合，從而對(duì)其抵抗高溫作用也往往有所裨益。與普通鎂磚相比，上述耐火制品中這些次晶相的存在，使制品的荷重軟化溫度都有所提高。許多依礦物組成命名的耐火材料，如莫來石剛玉磚、剛玉莫來石磚，就是以其主晶相和次晶相復(fù)合命名的。前者為主晶相，后者為次晶相。

(3)基質(zhì)。基質(zhì)是指在耐火材料大晶體間隙中存在的，或由大晶體嵌人其中的那部分物質(zhì)，也可武漢有沸騰爐耐火磚認(rèn)為是大晶體之間的填充物或膠結(jié)物。對(duì)由一些骨料組成的耐火材料而言，其間的填充物也稱為基質(zhì)。

基質(zhì)既可由細(xì)微結(jié)晶體構(gòu)成，也可由玻璃相構(gòu)成，或由兩者的復(fù)合物構(gòu)成。如鎂磚、鎂鉻磚、鎂鋁磚等堿性耐火材料屮的基質(zhì)是由結(jié)晶體構(gòu)成;硅磚、硅酸鋁質(zhì)耐火材料中的基質(zhì)多是由玻璃相構(gòu)成。

基質(zhì)是主晶相或主晶相和次晶相以外的物相.往往含有主成分以外的全部或大部分雜質(zhì)在內(nèi)。因此，這些物相在高溫下易形成液相，從而使制品易于燒結(jié)，但有損于主晶相間的結(jié)合，危害耐火材料的高溫性質(zhì)。當(dāng)基質(zhì)在高溫下形成液相的溫度低、液相的黏度低和數(shù)撤較多時(shí)，耐火制品的生產(chǎn)和其性質(zhì)，實(shí)質(zhì)上受基質(zhì)所控制。欲提高耐火材料的質(zhì)量，必須提髙耐火材料基質(zhì)的質(zhì)量，減少基質(zhì)的數(shù)量,改善基質(zhì)的分布，使其在耐火材料中由連續(xù)相孤立為非連續(xù)相。

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