耐火材料重点

第一章：

1耐火材料的定义；耐火度不小于1580℃的无机非金属 材料分类：按化学成份、矿物组成分类1）氧化硅质2）硅酸铝质3）氧化镁质4）刚玉质5）白云石质MgCa(CO3)2 6）尖晶石质Fe2MgO4 7）橄榄石质Mg2SiO4 8）碳质9）含锆质10）特殊耐火材料

按化学性质分类；1）酸性耐火材料2）中性耐火材料3）碱性耐火材料 3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。 4、按耐火度分类普通耐火材料（1580～1770℃）;高级耐火材料（1770～2000℃）;特级耐火材料（大于2000℃）。

按密度分：轻质 (气孔率45%-85%)、重质 生产过程中的基本知识，如一般生产工艺流程：原料加工→配料→混练→（成型）→干燥→烧成（熔制）→（成型）→检验→成品，

配料（颗粒级配又称（粒度）级配，由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量，用百分数表示。）混料使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。等内容；

耐火材料行业存在的问题1）钢铁行业竞争激烈，面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求，除了要求长寿还要对钢水无污染3）研发有待加强，4）应注意可持续发展战略。 存在的差距：

1、通常用耐火材料综合消耗指标来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平，我国吨钢消耗水还较高。（见下表） 2、耐火材料生产装备落后，新技术推广慢 3、原料不精，高纯原料的生产有困难。，

发展趋势：当今耐火材料的发展，一极是不定形化，而另一极则是定形耐火材料的高级化，概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。等。

问题：1合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。why? 除了考虑熔点外，还要看它在自然界中存在的数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源广，成本低廉。在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃，可以用作耐火原料，但是太昂贵了 2留意“烧成”与“烧结”的区别！ 烧成是陶瓷、耐火材料制品烧成过程中最重要的物理、化学过程。所谓 “烧结”，就是指坯体经过高温作用逐渐排出气孔而致密的过程。

第二章：

耐火材料的宏观结构、微观结构方面的知识，

如显微结构的类型；基质连续结构，主晶相连续结构； 基质连续结构：液相数量较

多或主晶相润湿性良好，主晶相被玻璃相包围起来，形成基质连续，主晶相不连续结构，如粘土砖。主晶相连续结构：液相数量较少或主晶相润湿不良，形成主晶相连续，基质不连续结构，如硅砖。

力学性能中抗折强度：材料单位面积所承受的极限弯曲应力，高温抗折强度：材料在高温下单位截面所能承受的极限弯曲应力、蠕变：材料在恒定的高温、恒定

的外力作用下所发生的缓慢变形，称高温蠕变；热学性质中的比热容） 定义：常压条件下，加热单位质量的物质使之温度升高 1℃所需要的热量，单位：KJ/kg · ℃；使用性质的全部内容。 耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度 (与熔点不同）。

熔点是纯物质的结晶相与其液体处于平衡状态下的温度； 耐火度与熔点的区别：

(1)熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度； (2)熔点是一个物理常数；

(3)耐火材料为多相混合体，其熔融是在一定的温度范围内进行的，所以耐火度是一个工艺指标

问题：耐火度能否作为耐火材料的最高使用温度？ 耐火材料达到耐火度时实际上已不具有机械强度了，因此耐火度的高与低与材料的允许使用温度并不等同，也就是说耐火度不是材料的使用温度上限，只有综合考虑材料的其它性能和使用条件，才能作为合理选用耐火材料的参考依据

耐火材料在高温下长期使用时，其外形体积保持稳定不发生变化(收缩或膨胀)的性能称为高温体积稳定性。

一般用材料重烧线变化率和重烧体积变化率来表示。

问题：一般材料的重烧都是收缩的，为什么在砌筑窑炉等热工设备时还要留膨胀缝？

因为两者不是在相同的温度下使用的，在未达到重烧温度前，材料是热胀冷缩的，所以砌筑窑炉时要预留膨胀缝。当温度达到重烧温度后，由于液相的生成，材料发生重烧收缩

定义：耐火材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性质。或称抗热震性、热稳定性 抗渣性（1） 定义：耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀而不损坏的性质。

第三章：

常见天然耐火材料：硅质岩石、蜡石、锆英石、蓝晶石、红柱石、硅线石、橄榄岩、铬铁矿

熟料：耐火粘土熟料、高铝矾土熟料；烧结镁砂；烧结氧化铝、板状氧化铝、、。熔块的品种：电熔耐火原料（熔融石英，电熔刚玉、电熔镁砂、电熔尖晶石），

蓝晶石族矿物；主要指化学式为Al2O3·SiO2的一组无水铝硅酸盐矿物，有三个同质多象变体，分别是蓝晶石、红柱石和硅线石。既可作为耐火原料，又可作为添加剂中膨胀剂

高铝矾土熟料的相关知识，如加热变化①分解阶段（400~1200℃左右），②二次莫来石化阶段（1200~1500℃左右③重结晶阶段（始于二次莫来石化趋于完成时，止于烧结结束）

烧结性影响铝矾土烧结的因素主要是1）二次莫来石化过程2）液相的数量3）矾土的组织结构。

第四章：

二氧化硅的同素异晶转变，不同晶型之间的转变称为迟钝型转变；硅砖的生产中相关的问题，如矿化剂作用（催化剂/缓冲热应力）： 在烧成时加速石英转化为鳞石英和方石英，同时仍保持其耐火度并防止松散和开

裂、

真密度：判断其晶型转变程度的重要标志之一，；

硅砖的矿物组成 主晶相 为鳞石英和方石英 基质为石英玻璃

相 。

问题:

1.硅砖生产中，如何实现迟钝型转变？如何减少晶型转变的体积效应导致的危害？

矿化剂，CaO、FeO，严格合理的烧成制度；

用硅砖砌筑的炉窑在加热烘烤过程中，应缓慢升温，以免因膨胀过激而使砌体破坏。

第五章：

硅酸铝质耐火材料种类的划分分粘土质，半硅质，高铝质，莫来石质，刚玉质五类；

硅酸铝系各种耐火材料的矿物组成，粘土质晶相组成：主要含莫来石、以及少量方石英、石英及玻璃相。烧成气氛微正压氧化气氛烧成等；

高铝质（氧化铝大于48%）耐火材料的划分；低莫来石质，莫来石质，莫来石-刚玉质，刚玉-莫来石质，刚玉质五种。 高铝质耐火材料烧结的影响因素：烧结过程在二次莫来石化的时候，组织结构最不均匀，烧结最困难，在烧结过程中产生大的体积膨胀。，， 烧成中和二次莫来石相关的问题。烧成温度。

严格控制烧成温度和二次莫来石化反应。一般高铝砖生产中不希望烧成过程发生二次莫来石化过程，因为其体积效应。 减轻二次莫来石化反应措施： （1）熟料的严格拣选分级。

（2）合理选择结合剂的种类和数量。

（3）熟料的邻级混配和氧化铝含量高的熟料以细粉形式加入。 （4）合适的颗粒组成（两头大，中间小原则） （5）适当提高烧成温度

问题：热风炉用低蠕变高铝砖的抗蠕变性是衡量其优劣的重要物理性能指标。试述影响这种材料抗蠕变性的因素。

—纯度愈高，抗蠕变性愈好；杂质愈多，抗蠕变性愈差。 —结晶相/玻璃相比例愈高，抗蠕变性愈好，反之愈差。 —结晶相晶粒愈细，晶界愈多，颗粒愈细，抗蠕变性愈差。 —玻璃相形成温度愈高，粘度愈高，抗蠕变性愈好。

—结晶相呈针状、棒状、柱状网络交叉，抗蠕变性愈好。 —结晶相与玻璃相之间无反应或溶解，一般抗蠕变性更好。

—还原气氛较氧化气氛下，抗蠕变性更差，或升温速度愈快，抗蠕变性偏高

第六章：

镁质耐火材料，MgO-R2O3系相图中的信息解读；◆熔点和分解温度均较高

（MgO-MK>MgO-MA>MgO-MF）;

◆R203固溶于方镁石，有助于烧结，溶解度：

Fe203 ＞Cr203 >Al203。

故促进烧结方面，Fe2O3最强。

◆方镁石固溶R2O3，使MgO?R2O3系统开始形成液相的温度都有所提高。 以MgO?R2O3系统中固溶同量R2O3而论，由于MgO·Cr2O3的熔点最高，同方镁石的共熔温度最高，溶解量也较高，溶于方镁石形成固溶体后开始出现液相温度最高。含镁铬尖晶石的镁质耐火材料的高温性能是最优秀的

白云石质耐火材料，含游离CaO的耐火材料，种类 含游离CaO的白云石质耐火材料（不稳定）

不含游离CaO的白云石质耐火材料（稳定，）简要生产工艺；存在的优点，问题，措施。 问题：含游离CaO耐火材料被认为是冶炼洁净钢具有良好发展前景的耐火材料。试说明其优势、存在问题和解决措施。 1）优势：

—CaO熔点高，耐火性能好； —抗碱性和酸性渣侵蚀能力强；

—高温下热力学性能稳定，因此，耐真空性能优越； —具有脱硫、脱磷及氧化铝等净化钢水能力； —资源丰富

2）问题：抗水化性能差 3）解决办法：

—超高温烧成，或二步煅烧；

—添加物烧成，如Fe2O3等形成部分液相，或氧化铈等形成固溶体； —形成稳定化合物，如C2S、C3S、CaZrO3等；

—表面处理，如磷酸、碳酸等，或树脂、沥青、硅油等； —真空包装

问题：提高镁质材料直接结合程度的途径？

◆引入Cr2O3；

◆以高熔点物相作次晶相(尖晶石、C2S、M2S等)；如，对于普通镁质耐材，可以调节合适的C/S比。

◆除了相组成和直接结合程度，晶粒尺寸也影响耐火材料性能。 影响抗渣性，晶粒越大，材料抗侵蚀能力越强。 晶粒尺寸越大，提高耐火材料抗高温蠕变性能。

第七章：

1含碳耐火材料的种类：碳素耐火材料、石墨耐火材料、碳化硅耐火材料、碳复合耐火材料；

2碳复合材料种类：由两种或两种以上不同性质的耐火氧化物（MgO、CaO、Al2O3、ZrO2等）和碳素材料及非氧化物材料为原料，用碳素材料作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。镁碳砖、铝碳砖、，镁铝碳砖、镁钙碳砖； 3镁炭砖的生产相关的问题；主要是镁砂、石墨、结合剂和添加剂 问题：

1、镁炭砖生产中对镁砂和石墨的要求是怎样的，为什么？

镁砂：MgO含量高的烧结镁砂或电熔镁砂，w(MgO)=95%-99%，CaO/SiO2(摩尔