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加熱爐及熱處理爐常用的耐火磚有粘士磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚和炭化硅質(zhì)成品。
1.粘土磚
粘土磚歸于硅酸鋁質(zhì)耐火材料,以A12O3及SiO2為其根本化學(xué)構(gòu)成,依據(jù)A12O3及SiO2含量份額的不一樣,這一類耐火材料分為三種:半硅磚(A12O3 15~30%),粘土磚(A12O3 30~48%),高鋁磚(A12O348%)。粘土磚是其間數(shù)量大,使用廣的一種,其產(chǎn)值占整個(gè)耐火材料總產(chǎn)值的60~70%擺布。
粘土磚的原料是煅燒今后A12O3+TiO2含量不少于30%的耐火粘土,其堿金屬和堿土金屬的氧化物以及氧化鐵含量應(yīng)盡可能少些,通常約占5-7%。耐火粘土的耐火度有要不低于1580℃。粘土原料通過(guò)煅燒、破碎、配料(參加軟質(zhì)粘土作結(jié)合劑)、限制成型、枯燥、燒成等工序,即可制得成品耐火磚。
粘土磚歸于弱酸性耐火材料。由于化學(xué)構(gòu)成的動(dòng)搖范圍較大,出產(chǎn)辦法不一樣,燒成溫度的差異,使粘土磚的性質(zhì)改變較大。普通粘土磚依據(jù)構(gòu)成中Al2O3含量的多寡分為(NZ)一40、(NZ)一35、(NZ)一30三種商標(biāo)。粘土磚的耐火度在1600℃以上,可是荷重軟化開(kāi)端溫度很低,只要1250~1300℃,而且荷重軟化開(kāi)端溫度和終了溫度(fflJ40%變形溫度)的距離很大,這個(gè)距離約為200~250℃。粘土磚這一性質(zhì)十分首要,它使得粘土磚盡管具有不太高的耐火度,但仍能適用于很多高溫?zé)峁ぴO(shè)備。粘土磚的耐急冷急熱性較好,在850℃水冷次數(shù)可達(dá)10~25次。粘土磚能反抗弱酸性渣腐蝕,對(duì)堿性渣的反抗力稍差,增加Al2O3的含量,能夠提高抗堿性渣的能力。
粘土磚的原料豐厚,制作技術(shù)簡(jiǎn)略,本錢(qián)低,被廣泛使用于砌筑各種加熱爐和熱處理爐的爐體、煙道、煙囪、余熱使用設(shè)備和燒嘴等。
2.高鋁磚
高鋁磚是含Al2O3 48%以上的硅酸鋁質(zhì)成品。按照礦藏構(gòu)成的不一樣,高質(zhì)成品分為剛玉質(zhì)、莫來(lái)石一剛玉質(zhì)及硅線石質(zhì)三大類。剛玉質(zhì)成品的AI2O3含量在95%以上,根本礦藏為剛玉(A12O3),原料為天然或人工剛玉,也有電熔剛玉的成品。莫來(lái)石一剛玉質(zhì)成品的根本礦藏為莫來(lái)石(3A12O3·2SiO2),別的為剛玉及玻璃相、硅線石質(zhì)。
品原料為硅線石(Al2O3·SiO2),根本礦藏質(zhì)是莫來(lái)石及玻璃相。工業(yè)上很多使用的是莫來(lái)石和硅線石質(zhì)的高鋁磚。跟著Al2O3含量的增加和玻璃相的削減,成品的耐火度和耐急冷急熱性均提高,抗渣性特別是對(duì)酸性渣的反抗能力增強(qiáng)。
高鋁磚的首要原料是高鋁礬土,其間所含礦藏以水鋁石、波美石、高嶺石為主。高鋁礬土通過(guò)煅燒,各礦藏在不一樣溫度先后改變?yōu)閯傆窦澳獊?lái)石晶體。并在1400-1500℃溫度下,剛玉和石英結(jié)合二次莫來(lái)石化,晶體發(fā)育長(zhǎng)大。在高鋁熟料中再配入軟質(zhì)生粘土作結(jié)合劑。高鋁磚的出產(chǎn)技術(shù)與粘土磚根本一樣。
高鋁磚大多數(shù)功能都于粘土磚,僅僅熱穩(wěn)定性比粘土磚稍低。跟著Al2O3含量的不一樣,普通高鋁磚分為三種商標(biāo):(LZ)—65、(LZ)—55,(LZ)—48。
由于高鋁磚的首要成分AL2O3是兩性氧化物,對(duì)酸性及堿性渣的腐蝕均能反抗,對(duì)氧化鐵皮的腐蝕也有定反抗能力。故常用來(lái)砌筑均熱爐爐底、下部爐墻、廢氣出口處拱頂,在接連加熱爐上,爐底、爐墻、燒嘴磚、吊頂都可用高鋁磚砌筑。高鋁磚也常用來(lái)作為格子磚,修砌蓄熱室。
高鋁磚在工業(yè)耐火材料總量中所占的份額約為8—14%,中國(guó)高鋁礬土資本豐厚,為高鋁磚的開(kāi)展發(fā)明了有利條件。
3.硅磚
硅磚是含Si02在93%以上的硅質(zhì)耐火材料。原料是石英巖,添加恰當(dāng)?shù)牡V化劑(FeO、CaO等)及結(jié)合劑(石灰乳及紙漿廢液等),在1350-1430℃燒成。SiO2在加熱燒成的過(guò)程中發(fā)生雜亂的晶型改變,并伴有體積的改變。在后的燒成成品中首要改變成鱗石英和方石英晶體,及少數(shù)非晶形的石英玻璃,這些晶型的改變有要有礦化劑并需有較長(zhǎng)的時(shí)刻。殘留的盧石英的量愈少愈好,由于殘留β石英量越多,磚在使用過(guò)程中體積越不穩(wěn)定。幾種不一樣晶型石英的真比重各不一樣,通過(guò)測(cè)定成品的真比重,能夠判別石英晶型改變是不是。真比重愈小,表明轉(zhuǎn)化愈,使用時(shí)高溫體積穩(wěn)定性佳。所以硅磚的質(zhì)量指標(biāo)中都包含真比重一項(xiàng),普通硅磚的真比重應(yīng)在2.38-2.4以下。
硅磚歸于酸性耐火材料,對(duì)酸性渣的腐蝕反抗力強(qiáng),對(duì)堿性渣的反抗力較差,但對(duì)氧化鐵、氧化鈣有定反抗能力,不耐A1203及堿金屬氧化物的腐蝕。硅磚的荷重軟化溫度開(kāi)端于1620-1660℃,接近于其耐火度(1690-1730℃)。由于它有完好的鱗石英的結(jié)晶網(wǎng),而且液相的粘度很大。這是硅磚的首要點(diǎn)之一,由于這一特色,荷重軟化點(diǎn)比別的幾種常用磚都高,硅磚可用于砌筑高溫爐的拱頂。硅磚的耐急冷急熱性欠好,850℃的水冷次數(shù)只要1-2次,所以硅磚不宜用在溫度改變劇烈的當(dāng)?shù)睾烷g歇作業(yè)的爐子上。特別在600℃以下,由于安排內(nèi)晶型的改變,體積發(fā)生改變,由此影響其熱穩(wěn)定性,如溫度的動(dòng)搖在600℃以上,則影響不大。
硅磚在各種耐火磚總量中所占的份額大約為3-7%。在接連加熱爐上用來(lái)砌筑爐子拱頂,有時(shí)只砌高溫的加熱段及均熱段,預(yù)熱段仍用粘上磚砌。均熱爐上用以砌筑爐墻的中段,由于其荷重軟化點(diǎn)高,上部爐口部位由于溫度動(dòng)搖劇烈,下部接近爐底部位易受堿性渣腐蝕,都不合適選用硅磚。硅磚還用來(lái)砌筑蓄熱室上層的格子磚。
4.鎂磚
鎂磚是含MgO在80-85%以上,以方鎂石為首要礦藏構(gòu)成的耐火材料。鎂磚的原料首要是菱鎂礦,其根本成分是MgC03,通過(guò)高溫煅燒今后變?yōu)闊Y(jié)鎂石,再經(jīng)破碎到定粒度后變成燒結(jié)鎂砂(又稱冶金鎂砂)。鎂砂廣泛用作補(bǔ)爐材料、搗打材料,含雜質(zhì)少的鎂砂,作為制作鎂磚的原料。自然界菱鎂礦資本不多,中國(guó)儲(chǔ)量與產(chǎn)值均居國(guó)際前列。很多缺乏菱鎂礦的依托由海水制鎂砂,本錢(qián)很高。
鎂磚按其出產(chǎn)技術(shù)的不一樣,分為燒結(jié)鎂磚和化學(xué)結(jié)合鎂磚兩種。燒結(jié)鎂磚是用通過(guò)死燒、顆粒大小配比恰當(dāng)?shù)逆V砂,參加鹵水(MgCl2水溶液)和亞硫酸紙漿廢液作結(jié)合劑,加壓成型,在1550-1650℃的高溫下燒成。在燒成過(guò)程中,鎂石中的雜質(zhì)和參加物生成液相,把方鎂石粘結(jié)在一起。而化學(xué)結(jié)合鎂磚是不通過(guò)燒成工序的,把燒結(jié)鎂砂按粒度份額配好今后,參加恰當(dāng)?shù)牡V化劑和結(jié)合劑,限制成型,通過(guò)枯燥即是成品。
化學(xué)結(jié)合鎂磚的強(qiáng)度較低,功能不如燒結(jié)鎂磚,可是價(jià)格便宜,不及燒結(jié)鎂磚價(jià)格的一半。它用在功能要求不太高的部位,如加熱爐和均熱爐爐底。鎂磚歸于堿性耐火材料,對(duì)堿性熔渣有較強(qiáng)的反抗能力,但不能反抗酸性渣的腐蝕,在1600℃高溫下,與硅磚、粘土磚甚至高鋁磚接觸都能起反響。MgO的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃,鎂磚的耐火度在2000℃以上,但其荷重軟化點(diǎn)很低,只要1500-1550℃。這是由于方鎂石結(jié)晶周圍是靠低熔點(diǎn)的鈣鎂橄欖石(CaO·MgO·SiO2)及玻璃相粘結(jié)的,而方鎂石沒(méi)有構(gòu)成接連的結(jié)晶網(wǎng),荷重變形溫度很低,而且開(kāi)端軟化到40%變形的溫度距離很小,只要30-50℃。鎂磚的熱穩(wěn)定性也較差,在急冷急熱時(shí)簡(jiǎn)單崩裂,這是鎂磚損壞的一個(gè)首要原因。
在加熱爐及均熱爐上,鎂磚首要用于鋪筑爐底表面層及均熱爐爐墻下部,它能夠反抗氧化鐵皮的腐蝕。
歸于鎂質(zhì)耐火材料的還有鎂鋁磚、鎂鉻磚,鎂硅磚等。
為了改善鎂磚的熱穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度,在配料中參加工業(yè)氧化鋁細(xì)粉,可制成以鎂尖晶石結(jié)合的鎂鋁磚,能夠成功地用作高溫爐頂材料,以及用于爐子有堿性熔渣腐蝕的部位。燒結(jié)鎂砂中參加不一樣量的鉻鐵礦,能夠制成鎂鉻磚、鉻鎂磚。加熱爐及均熱爐上有時(shí)用于把鎂磚與硅磚或粘土磚離隔,避免這些磚在高溫下彼此起效果。國(guó)外這類磚在鋼鐵工業(yè)中占首要的位置,中國(guó)依據(jù)資本特色首要開(kāi)展鎂鋁磚。
5.碳化硅質(zhì)耐火材料
碳化硅(SiC)是人工礦藏,原料為硅石和焦炭,在2000℃以上的高溫電爐內(nèi)組成的,碳化硅質(zhì)耐火材料分為三類:(1)加粘土等氧化物結(jié)合的成品;(2)氮化物結(jié)合的成品;(3)使用碳化硅的再結(jié)晶效果,加壓成型自行結(jié)合的成品。其間使用普遍的是粘土結(jié)合成品,中國(guó)現(xiàn)在出產(chǎn)和選用的是這一種。
以粘土為結(jié)合劑的碳化硅質(zhì)一級(jí)成品中含SiC87%,耐火度可達(dá)1800℃,荷重軟化點(diǎn)1620℃。碳化硅質(zhì)成品有一些特別的功能,使它可作某些特別用處,如(1)它的導(dǎo)熱性好,比通常耐火材料高約10倍,合適用作導(dǎo)熱的器材,例如熱處理爐的馬弗罩。由于它導(dǎo)熱功能好,1200℃以下又有很強(qiáng)的抗氧化性,因而壽數(shù)比金屬罩長(zhǎng)。依據(jù)同一道理,也能夠用作換熱器元件。(2)機(jī)械強(qiáng)度大,耐磨功能好,耐急冷急熱性也好,所以有的輥底爐用它來(lái)作簡(jiǎn)單磨損的輥套,本錢(qián)比耐熱鋼低。(3)比電阻大,能夠用作電阻爐的電熱元件。
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