визначення:
Це неметалічний матеріал з вогнетривкістю не менше 1580 градусів, хорошою стійкістю до термічного удару та хімічної ерозії, низькою теплопровідністю та низьким коефіцієнтом розширення. Вогнетривкість означає температуру в градусах Цельсія, при якій конічний зразок
вогнетривкий матеріал може протистояти дії високої температури без розм'якшення і плавлення без навантаження. Вогнетривкі матеріали широко використовуються в металургії, хімічній промисловості, нафтовій, машинобудівній, силікатній, енергетичній та інших галузях промисловості. Найбільше їх використовують у металургійній промисловості, становлячи 50%-60% від загального виробництва.
тип:
Існує багато типів вогнетривких матеріалів, які зазвичай поділяються на звичайні вогнетривкі матеріали (1580~1770 градусів), вдосконалені вогнетривкі матеріали (1770~2000 градусів) і вогнетривкі матеріали спеціального класу (вище 2000 градусів) відповідно до їх вогнетривкості; за своїми хімічними властивостями вони поділяються на кислотні вогнетривкі матеріали, середньовогнетривкі матеріали та вогнетривкі матеріали середнього сорту. Стійкі вогнетривкі матеріали та лужні вогнетривкі матеріали. Крім того, існують вогнетривкі матеріали для особливих випадків.
елемент:
Кислі вогнетривкі матеріали містять оксид кремнію як основний компонент, і зазвичай використовуються силікатна цегла та глиняна цегла. Силікатна цегла – кремнеземна продукція, що містить більше 94% оксиду кремнію. Сировина, що використовується, включає кремнезем, відходи силікатної цегли тощо. Вони мають сильну стійкість до кислотної ерозії шлаку, високу температуру розм’якшення під навантаженням, а їхній об’єм не зменшується і навіть незначно розширюється після повторного кальцинування; Однак він чутливий до ерозії лужним шлаком і має низьку стійкість до термічного удару. Силікатна цегла в основному використовується в тепловому обладнанні, такому як коксові печі, склоплавильні печі та печі для виробництва кислотної сталі. Глиняна цегла виготовляється з вогнетривкої глини як основної сировини і містить від 30 до 46 % глинозему. Вони є слабокислими вогнетривкими матеріалами з хорошою стійкістю до термічного удару та корозійною стійкістю до кислого шлаку і широко використовуються.
Нейтральні вогнетривкі матеріали в основному складаються з оксиду алюмінію, оксиду хрому або вуглецю. Корундові вироби з вмістом глинозему понад 95% є високоякісними вогнетривкими матеріалами з широким спектром використання. Хромова цегла з оксидом хрому як основним компонентом має хорошу корозійну стійкість до сталевого шлаку, але має низьку стійкість до термічного удару та низьку температуру деформації при високотемпературному навантаженні. Вуглецевмісні вогнетривкі матеріали включають вуглецеву цеглу, вироби з графіту та вироби з карбіду кремнію. Вони мають низький коефіцієнт теплового розширення, високу теплопровідність, хорошу стійкість до теплового удару, високу міцність при високих температурах і стійкість до ерозії кислот, лугів і солей, особливо слабких кислот і лугів. Хороша стійкість, не змочується металом і шлаком, мала вага. Він широко використовується як матеріал для облицювання високотемпературних печей, а також використовується як футерівка для автоклавів у нафтовій та хімічній промисловості.
Лужні вогнетривкі матеріали містять оксид магнію та оксид кальцію як основні компоненти, і зазвичай використовується магнезіальна цегла. Магнезіальна цегла, що містить понад 80% - 85% оксиду магнію, має гарну стійкість до лужного шлаку та залізного шлаку та має вищу вогнетривкість, ніж глиняна цегла та силікатна цегла. В основному використовується в мартенівських печах, кисневих конвертерах, електричних печах, обладнанні для виплавки кольорових металів і деяких високотемпературних обладнаннях. Вогнетривкі матеріали, що використовуються в особливих випадках, включають високотемпературні оксидні матеріали, такі як оксид алюмінію, оксид лантану, оксид берилію, оксид кальцію, оксид цирконію тощо, а також вогнетривкі складні матеріали, такі як карбіди, нітриди, бориди, силіциди та сульфіди. тощо; високотемпературні композиційні матеріали в основному включають металокераміку, високотемпературні неорганічні покриття та армовану волокнами кераміку.
Поширені вогнетривкі матеріали:
Вогнетривкі матеріали, які часто використовуються, включають цеглу AZS, корундову цеглу, цеглу з прямим зв’язуванням магнезіально-хромової цегли, цеглу з карбіду кремнію, цеглу з карбіду кремнію, зв’язану нітридом кремнію, і неоксидні вогнетривкі матеріали, такі як нітриди, силіциди, сульфіди, бориди та карбіди. ; Оксид кальцію, оксид хрому, оксид алюмінію, оксид магнію, оксид берилію та інші вогнетривкі матеріали. Зазвичай використовувані ізоляційні вогнетривкі матеріали включають вироби з діатоміту, азбестові вироби, ізоляційні плити тощо. Зазвичай використовувані неформовані вогнетривкі матеріали включають матеріали для укладання печей, вогнетривкі ущільнювальні матеріали, вогнетривкі бетони, вогнетривку пластмасу, вогнетривкий шлам, вогнетривкі матеріали для торкретування, вогнетривкі виступаючі матеріали, вогнетривкі покриття , легкі вогнетривкі бетонні плити тощо.
Кислотовогнетривкі матеріали
У більших кількостях використовується силікатна і глиняна цегла. Силікатна цегла — кремнеземна продукція, що містить понад 93% SiO2. Використовувана сировина включає кремнезем, відходи силікатної цегли тощо. Силікатна цегла має високу стійкість до кислотної ерозії шлаку, але чутлива до лужної ерозії шлаку. Його температура розм'якшення під навантаженням дуже висока, близька до його вогнетривкості. Після багаторазового прожарювання його об’єм не зменшується або навіть трохи збільшується, але стійкість до термічного удару є низькою. Силікатна цегла в основному використовується в тепловому обладнанні, такому як коксові печі, склоплавильні печі та печі для виробництва кислотної сталі. Глиняна цегла містить 30-46% глинозему. В якості основної сировини використовують вогнетривку глину. Вони мають ступінь вогнетривкості 1580 ~ 1770 градусів і хорошу стійкість до термічного удару. Це слабокислі вогнетривкі матеріали, стійкі до кислого шлаку і мають широкий спектр використання. В даний час це найбільш випускається вид вогнетривкого матеріалу.
Нейтральні вогнетривкі матеріали
Основними кристалічними фазами високоалюмінієвих виробів є муліт і корунд. Вміст корунду зростає зі збільшенням вмісту глинозему. Корундові вироби з вмістом глинозему понад 95% є високоякісними вогнетривкими матеріалами з широким спектром використання. Хромована цегла в основному виготовляється з хромової руди, а основною кристалічною фазою є хроміт. Він має хорошу корозійну стійкість до сталевого шлаку, але погану стійкість до термічного удару та низьку температуру деформації під високим температурним навантаженням. Хромо-магнезіальна цегла, виготовлена з хромової руди та магнезії в різних пропорціях, має гарну стійкість до термічного удару і в основному використовується як лужна мартенівська цегла.
Ще одним видом нейтральних вогнетривких матеріалів є вуглевмісні продукти. За складом вуглецевої сировини та мінеральним складом виробів їх поділяють на три категорії: вуглецева цегла, вироби з графіту та вироби з карбіду кремнію. Вуглецева цегла виготовляється з високоякісного нафтового коксу як сировини, зі смолою та асфальтом як сполучними речовинами, і обпалюється при 1300 градусах у повітряно-ізольованих умовах. Вироби з графіту (крім природного графіту) виготовляються з вуглецевих матеріалів шляхом обробки графітизацією при 2500~2800 градусів в електричній печі. Продукти з карбіду кремнію використовують карбід кремнію як сировину, додають глину, оксид кремнію та інші сполучні речовини та обпалюють при 1350~1400 градусах. Карбід кремнію та кремнієвий порошок також можна додавати для виготовлення виробів із нітриду кремнію та карбіду кремнію в електричній печі в атмосфері азоту. Вуглецеві вироби мають низький коефіцієнт теплового розширення, високу теплопровідність, гарну стійкість до теплового удару та високу міцність при високих температурах. Він не розм'якшується після тривалого використання при високих температурах, не роз'їдається ніякими кислотами і лугами, має хорошу солестійкість, не змочується металом і шлаком, має легку вагу, високоякісний термостійкий матеріал. Недоліком є те, що він легко окислюється при високих температурах і не повинен використовуватися в окислювальній атмосфері. Вуглевмісні продукти широко застосовуються у футерівках високотемпературних печей (низ, под, нижня частина корпусу печі та ін.) і футерівок печей для плавки кольорових металів. Вироби з графіту можна використовувати як футерівку для реакційних резервуарів і нафтохімічних автоклавів. Вироби з карбіду кремнію і графіту також можна виготовляти в тиглі для плавки міді, золота і легких сплавів.
Лужні вогнетривкі матеріали
Представлений продуктами магнію. Він містить понад 80-85% оксиду магнію, головною кристалічною фазою є периклаз. Основною сировиною для виробництва магнезіальної цегли є магнезит, магнезія морської води (яка одержується прожарюванням гідроксиду магнію, видобутого з морської води при високих температурах) і т. д. Має хорошу стійкість до лужного шлаку і залізного шлаку. Точка плавлення чистого оксиду магнію досягає 2800 градусів. Тому вогнетривкість магнезіальної цегли вища, ніж глиняної та силікатної цегли. З середини-1950 минулого століття завдяки використанню кисневих конвертерів для виробництва сталі та використанню лужних мартенівських колошень виробництво лужних вогнетривів поступово збільшувалося, а виробництво глиняної цегли та силікатної цегли зменшилася. Лужні вогнетривкі матеріали в основному використовуються в мартенівських печах, кисневих конвертерах, електричних печах, виплавці кольорових металів і в деяких високотемпературних термічних установках.
Оксидні матеріали, такі як оксид алюмінію, оксид лантану, оксид берилію, оксид кальцію, оксид цирконію, оксид урану, оксид магнію, оксид церію та оксид торію, мають температуру плавлення від 2050 до 3050 градусів.
Тугоплавкі складні матеріали, такі як карбіди (карбід кремнію, карбід титану, карбід танталу тощо), нітриди (нітрид бору, нітрид кремнію тощо), бориди (борид цирконію, борид титану, борид гафнію тощо), силіциди (дісиліцид молібдену, та ін.) і сульфіди (сульфід торію, сульфід церію та ін.). Їхні точки плавлення становлять 2000~3887 градусів, а найбільш вогнетривким серед них є карбід.
Високотемпературні композитні матеріали, такі як металокераміка, високотемпературні неорганічні покриття та кераміка, армована волокнами.
застосування:
Спеціальні матеріали, які часто використовуються, включають цеглу AZS, корундову цеглу, цеглу з магнезіально-хромового зв’язку прямого зв’язку, цеглу з карбіду кремнію, цеглу з карбіду кремнію, пов’язану нітридом кремнію, нітриди, силіциди, сульфіди, бориди, карбіди та інші неоксидні вогнетривкі матеріали; оксид кальцію, оксид хрому , оксид алюмінію, оксид магнію, оксид берилію та інші вогнетривкі матеріали. Зазвичай використовувані ізоляційні вогнетривкі матеріали включають вироби з діатоміту, азбестові вироби, ізоляційні плити тощо. Зазвичай використовувані неформовані вогнетривкі матеріали включають матеріали для укладання печей, вогнетривкі ущільнювальні матеріали, вогнетривкі бетони, вогнетривку пластмасу, вогнетривкий шлам, вогнетривкі матеріали для торкретування, вогнетривкі виступаючі матеріали, вогнетривкі покриття , легкі вогнетривкі бетони, гарматний шлам тощо.
продуктивність:
Фізичні властивості вогнетривких матеріалів включають структурні властивості, термічні властивості, механічні властивості, продуктивність використання та експлуатацію. До структурних властивостей вогнетривів належать пористість, об’ємна щільність, водопоглинання, повітропроникність, розподіл пор за розміром тощо. До теплових властивостей вогнетривів відносяться теплопровідність, коефіцієнт теплового розширення, питома теплоємність, теплоємність, коефіцієнт теплопровідності, тепловиділення. і т. д. Механічні властивості вогнетривких матеріалів включають міцність на стиск, міцність на розтяг, міцність на вигин, міцність на кручення, міцність на зсув, ударну міцність, опір зносу, властивість повзучості, міцність зв’язку, модуль пружності тощо. Характеристики вогнетривких матеріалів включають вогнетривкість, температура розм'якшення навантаження, зміна лінії спалювання, стійкість до термічного удару, стійкість до шлаку, стійкість до кислот, стійкість до лугів, стійкість до гідратації, стійкість до ерозії CO, електропровідність та стійкість до окислення. чекати.
