硅砖、镁质砖、碳质耐火材料指标分析,由耐火材料厂家整理分享。
1.硅砖
硅砖是一种含SiO2在93%以上的氧化硅质耐火材料。二氧化硅在不同温度下的结晶状态(同素异形体)有下列几种晶型和变体:
(1)石英晶体:α-石英,β-石英。
(2)鳞石英晶体:α-鳞石英,β-鳞石英,γ-鳞石英。
(3)方石英晶体:α-方石英,β-方石英。
以上α是指较高温度下的结晶形态,β和γ是指较低温度下的结晶形态。
SiO2的各种同素异晶体在不同温度下会发生转变,在烧成过程中会进行各种结晶的转变,如下图所示。
硅砖的性能主要有:
(1)属酸性耐火材料,对酸性渣侵蚀的抵抗能力强,对碱性渣侵蚀的抵抗能力弱。
(2)耐火度较一般黏土砖高,达1690~1730℃。
(3)荷重软化温度高,几乎接近其耐火度,一般都在1620℃以上,这是硅砖的最大优点。
(4)热稳定性差,水冷次数只有1~2次,这主要是因为有高低型晶体转变的缘故,所以硅砖不宜用于温度有急变之处。
(5)体积稳定性差,加热时产生体积膨胀,故砌砖时必须注意留出适当的膨胀缝。此外,硅砖在低温下体积变化更大,所以烘烤炉。子时,低温下(600℃以下)升温应缓慢。
(6)硅砖的真密度一般为2.33~2.42g/cm3,以小为好,真密度小,说明石英晶型转变完全,使用过程的残余膨胀就小。
硅砖是酸性冶炼设备的主要砌筑材料,也是炼焦炉、铜熔炼炉等不可缺少的筑炉材料。由于硅砖的荷重软化温度高,因而也可用在碱性平炉和电炉炉顶上,甚至蓄热室上层格子砖也可用它来砌筑。
2.镁质砖
镁质耐火材料是氧化镁含量在80%以上、以方镁石为主晶相的碱性耐火材料。常用的产品有冶金镁砂、镁砖、镁铝砖、镁铬砖和镁硅砖等。
冶金镁砂是由菱镁矿(MgCO3)或海水提取的氢氧化镁经过高温焙烧而来,除用于制作镁砖外,还可作为许多炉子炉底的补炉材料。
镁砖耐火度较高(高于2000℃,属于耐火材料),耐碱性渣浸蚀性能好,但荷重软化温度较低(1500~1550℃),抗热震性能差(2~3次)。主要用于炼钢碱性平炉、电炉炉底和炉墙、氧气转炉的永久衬、有色金属冶炼炉、高温隧道窑、煅烧镁砖和水泥回转窑内衬、加热炉的炉底和炉墙、玻璃窑蓄热室格子砖等。
镁铬砖的性能与镁铝砖差不多,但其价格贵,应用较少。
3.碳质耐火材料
碳质耐火材料是用碳及其化合物制成的。包括碳质制品、石墨粘土质制品、碳化硅制品等。含碳耐火材料具有下列特性:
- 火度高,因为碳实际上是不熔化的物质,在3500℃时升华。
- 碳质制品是中性耐火材料,具有很好的抗渣性。
- 高的导热性和导电性。
- 热膨胀系数小,热稳定性好。
- 高温强度大,耐磨性好。
- 碳和石墨在氧化气氛中会燃烧,碳化硅在高温下也慢慢发生氧化作用,这是含碳耐火材料的主要缺点。
常见的碳质耐火材料有碳质制品、石墨粘土制品和碳化硅质制品。
(1)碳质制品
冶金工业所使用的碳质制品主要是碳砖。目前碳砖用以砌筑高炉风口以下的炉缸和炉底部位,也用作铝电解槽的内衬。中小型高炉常在现场采用碳质材料直接捣固的技术。
高炉使用碳砖,其最大优点是高温强度大和高温体积稳定。
(2)石墨粘土制品
石墨是碳的一种结晶形态,常见的石墨质耐火制品有熔炼金属的石墨坩埚及铸钢用的石墨塞头砖等,此外还可用作电极。
石墨粘土制品的特性,基本上与碳砖相同,其导热能力比碳砖更高。同时由于石墨晶型的抗氧化能力较强,加之石墨颗粒周围有粘土构成的保护膜,故石墨制品的抗氧化能力比碳砖强得多,可制作坩埚,直接在高温火焰中使用。不过石墨粘土制品的耐火度比碳砖低,一般在2000℃左右。这是因结合剂(耐火粘土)的耐火度低的原因。
(3)碳化硅质制品
碳化硅耐火制品是以碳化硅为原料,加入耐火粘土、石英等作结合剂,或不加结合剂(靠本身再结晶而结合)制成的。
碳化硅质制品基本上保留了上述碳质耐火材料所具有的特性。所不同的是加入了粘土等结合剂的制品,导致整个制品的耐火度及高温强度下降。以粘土结合的碳化硅制品,其耐火度大于1770℃,荷重软化开始温度为1620~1640℃。此外,碳化硅制品在较高温度下才易被氧化,抗氧化能力比碳砖强得多。
我公司生产的碳化硅制品有:碳化硅浇注料、碳化硅耐火泥浆、铁沟用Al2O3-SiC-C质自流浇注料、循环流化床用高强耐磨浇注料等。