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工業爐常用耐火材料按材質分類的種類

2019-8-10    來源:    作者:佚名  瀏覽次數:6332

    耐火材料按照成分、形態、材料性質不同有多種分類方式,其種類繁多。按照材料的酸堿特性分類,耐火材料可分為酸性耐火材料和堿性耐火材料;根據化學組分不同,耐火材料分為硅石材質、硅酸鋁鹽材質、鎂質材質、鎂尖晶石質材質、鎂鉻質材質、鎂白云石質材質、白云石材質、碳復合材質等,各種耐火材料的性質如表1所示。

表1各種耐火材料的性質


    根據耐火材料組分不同,主要有:含碳化硅質(SiC)耐火材料、氧化鋁質耐火材料、鎂質耐火材料和復合材料。

(1) 碳化硅質耐火材料 

碳化硅質耐火材料(SiC)一般在受高溫后表面能形成一定厚度的氧化硅層,能夠避免SiC晶粒受到侵蝕,其中氧氣(O2)和水蒸氣(H2O)等對氧化硅的形成具有促進作用。若使用溫度范圍已達到1200℃以上時,硅質結合劑結合的碳化硅質耐火材料(SiC)比與氮化物結合的碳化硅質耐火材料(SiC)更能適應。

碳化硅質耐火材料(SiC)中的顆粒分布、成分含量等多種因素影響著此材料的抗氧化性。Moda等通過對耐火材料顆粒的分布和粒徑進行改進,添加不同的抗氧化劑,研制出了4種不同的碳化硅質耐火材料(SiC)。楊笛等試驗了在碳化硅耐火材料的原料中分別添加不同功能的復合結合劑(包括增塑性、耐高濕和增加湖體強度的復合添加劑)、增柔劑和增強劑后,分別制成6種不同的耐火材料,并對耐火材料的各項性能指標進行測試。實驗發現其中2種添加劑具有相應的増強作用。

(2) 氧化鋁質耐火材料 

氧化鋁質耐火材料(Al2O3)中氧化鋁含量的不同決定了其耐火材料具有不同的應力強度。MichinoriYoshikawa等對MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料的抗侵蝕減薄性能進行了研究,結果表明MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料更適用于堿爐而減薄不明顯,而含鉻的耐火材料減薄相對明顯。王迎春等采用純鋁酸鈣水泥為結合劑,以特級礬土熟料、焦寶石和致密電熔剛玉為原料,制成莫來石耐火材料。朱德龍采用以高鋁水泥作為結合劑和輕質磚破碎顆粒作為主要原料,制備出的輕質澆筑料可用于焚燒爐保溫。研究發現,添加Cr2O3或應用預反應鉻剛玉顆粒制成含有5%Cr2O3的鉻剛玉制品抗侵蝕性能高。

Moda等以MgO、NiO作為添加劑,研制出1種Al2O2-MgO-NiO質耐火材料,并在抗渣侵蝕減薄性能方面與含鉻耐火材料進行了測試比對,發現其抗渣侵蝕減薄效果與含30%氧化鉻的Al2O2-Cr2O3耐火材料相近。Aoki等研究氧化鉛質耐火材料的抗HCl侵蝕性能和抗渣性能,并分析了堿渣的侵蝕機理。實驗發現,空氣條件下,氧化鋁質耐火材料表面形成了堿性氧化物的玻璃相。HideyukuTsuda等考慮含鉻材料容易污染環境,將Y2O3引入到高鋁澆注料中,就此新型高鋁澆筑料在熔渣侵蝕情況下燒成前后的抗折強度方面分析了抗侵蝕性能,并與傳統Al2O2-Cr2O3澆筑料進行比對。結果發現,由于Al2O3和Y2O3反應生成的致密的保護層可阻止熔渣的滲透性進而保護了耐火材料,故其抗渣侵蝕性能更優。

(3) 鎂質耐火材料(MgO) 

鎂質耐火材料(MgO)的耐火性能突出,其中MgO-C制品具有巨大市場前景。Masaaki等在MgO-Al2O3質耐火材料中添加ZrO2,并研究了添加ZrO2對耐火材料性能的影響。SatoshiSakamoto等以MgO和ZrO2為原料,將MgO和Al2O3以兩種方式加入尖晶石中,從而制備出新型的MgO-MgO•Al2O2-ZrO2澆筑料。研究表明當MgO和Al2O3的加入量為8%時形成的澆筑料的抗侵蝕性能最好。通過比較發現,Al2O2-Cr2O3材料的抗侵蝕性能不如新型MgO-MgO•Al2O2-ZrO2澆筑料。其中硅酸鋁材質中的高鋁質耐火材料由于其適應性及經濟性,在火電廠、煤廠、水泥窯廠得到了廣泛的應用。 

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