筑爐材料主要包括耐火材料、隔熱材料、鋼材、木材、水泥等一般建筑材料以及其他輔助材料。掌握各類材料的品種上、規(guī)格和性能，合理選擇，正確使用各種材料，加強材料的科學管理，降低材料的損耗，是保證工業(yè)爐砌筑工程質(zhì)量，提高爐子使用壽命的主要前提。

選擇筑爐材料的一般原則：

(1)材料必須具有能滿足工業(yè)爐使用要求的技術(shù)性能，其各項性能指標應符合現(xiàn)行國家標準規(guī)定或設計要求。

(2)所選用的材料必須具有良好的施工性能，并能滿足施工的技術(shù)要求和工程質(zhì)量的要求。

(3)所采用的材料必須符合國家有關勞動保護、環(huán)境保護的法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

1 耐火材料的分類

1.1分類的方法

A按化學礦物組成分類

①硅質(zhì)耐火材料

②鋁硅酸鹽耐火材料

③鎂質(zhì)耐火材料

④白云石質(zhì)制品

⑤鉻質(zhì)制品

⑥碳質(zhì)制品

⑦鋯質(zhì)制品

⑧特殊制品

B按化學特性分類

(1)酸性耐火材料，酸性耐火材料是以二氧化硅為主要成分的耐火材料，主要指硅磚和鋯英石磚。酸性耐火材料能耐酸性熔渣侵蝕。

(2)中性耐火材料。中性耐火柯料主要是指以三氧化二鋁、三氧化二鉻、碳化硅和碳為主要成分的耐火材料.如剛玉磚、高鋁磚、碳化硅磚、氮化硅磚、炭磚等。其特性是對酸性渣和堿性渣都具有抗蝕能力。

(3)堿性耐火材料。堿性耐火材料主要是指以氧化鎂、氧化鈣為主要成分的耐火材料,包括鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、白云石磚等，堿性耐火材料對堿性渣有較強的抗侵蝕能力。

C按耐火度分類

(1)普通耐火材料，耐火度為1580-1770℃

(2)高級耐火村料，耐火度為1770?2000℃

(3)特級耐火材料，耐火度高于2000℃

D 按成型工藝分類

(1)天然巖石;

(2)泥漿澆注成型耐火材料;

(3)可塑成型耐火材料;

(4)半干成型耐火材料;

(5)搗打(包括機械搗打與人工搗打)成型耐火材料;

(6)熔注制品。

E 按燒制方法分類

(1)不燒磚;

(2)燒制磚;

(3)不定形耐火材料。

F按氣孔率分類

(1)特致密制品，顯氣孔率低于3%;

(2)高致密制品，顯氣孔率低于3%~10%;

(3)致密制品，顯氣孔率低于10%?16%;

(4)燒結(jié)制品，顯氣孔率低于16%~20%;

(5)普通制品，顯氣孔率低于20%?30%;

（6）輕質(zhì)制品，顯氣孔率低于45%?85%;

(7)超級輕質(zhì)制品，顯氣孔率高于85%。

G按形狀和尺寸分類

(1)標型制品;

(2)普通制品;

(3)異型制品;

(4)特型制品;

(5)超特型制品。

此外，耐火材料還可以按用途劃分為高爐用耐火材料、轉(zhuǎn)爐用耐火材料、連鑄用耐火材料、玻璃窯用耐火材料、水泥窯用耐火材料等等。

1.2 致密定形耐火材料的分類

致密定形耐火材料的分類中國標準(GB/T17105-1997)，

1.3 定形隔熱耐火材料的分類

定形隔熱耐火材料的分類，是按制品重燒線變化不大于2%的溫度來劃分的。

1.4 不定形耐火材料分類

不定形耐火材料必須采用一級分類，主要包括：

(1)致密材料和隔熱材料兩大類;

(2)以整個混合料的主要化學成分(礦物組成)和(或)決定混合料特性的骨料性質(zhì)分類，分為高鋁質(zhì)、黏土質(zhì)、硅質(zhì)、堿性材料(鎂砂、鉻鐵礦、尖晶石、鎂橄欖石、白云石以及其他堿土金屬氧化物)和它們的混合物、特殊材料(炭、碳化物、氮化物、鋯英石等)及其混合物;

(3)按結(jié)合方式分類，分為陶瓷結(jié)合、水硬性結(jié)合、化學結(jié)合和有機結(jié)合;

(4)按施工方法分類，分為耐火搗打料、耐火可塑料、耐火澆注料、耐火壓入料、耐火噴涂料、耐火泥漿和耐火涂抹料。

不定形耐火材料還可以按這個混合料的主要化學成分含量、高使用溫度和烘干強度進行二級分類。

2 耐火材料的化學、礦物組成

2.1化學組成

耐火材料的化學組成是它的基本特征。一種耐火材料在一定條件下能否形成某種物相,為何出現(xiàn)此種物相，并具有某些特定性質(zhì)，以及如何從本質(zhì)上改變材料的某些特定性質(zhì)，都首先取決于其化學組成。根據(jù)耐火材料中各種化學成分的含撤和作用，通常將其分為主成分、雜質(zhì)和外加成分三類。

A 主成分

耐火材料中的主成分是指占絕大多數(shù)的，對材料高溫性質(zhì)起決定性作用的化學成分。耐火材料之所以具有優(yōu)良的抵抗高溫作用的性能，以及許多耐火材料又各具特性，完全或基本上取決于主成分。通常，對耐火材料依化學組成分類，以及對許多同材質(zhì)的耐火材料劃分為若干等級，都是或多半是根據(jù)其主成分的種類以及其含量多寡而定的。

可作為耐火材料主成分的都是具有很高晶格能的高熔點或分解溫度很高的單質(zhì)或化合物。要求它在耐火材料生產(chǎn)或服役過程中能形成穩(wěn)定的具有優(yōu)良性能的礦物，在自然界儲量較高而旦較易提取與利用。在地殼中分布較多，可作為耐火材料主成分的主要是氧化物。另外，有一些碳化物、氮化物、硅化物和硼化物，也可作為耐火材料的主成分。

現(xiàn)在，生產(chǎn)與使用較廣泛的耐火材料中的主成分主要是A1203、BeO、Cr2O3、MgO、CaO、Si02、ThO2、UO2、ZrO2等氧化物和SiC、WC、B4C等碳化物以及A1N、Si3N4等氮化物。

B 雜質(zhì)

雜質(zhì)是指在耐火材料中不同于主成分的,含量微少而對耐火材料的抵抗高溫性質(zhì)往往帶來危害的化學成分。這種化學成分多是由含主成分的原料中夾帶而來的。

耐火材料的雜質(zhì)中有的是易熔物，有的本身具有很卨熔點，但同主成分共存時，卻可產(chǎn)生易熔物。故雜質(zhì)的存在往往對主成分起強的助熔作用。助熔作用雖有時有助于材料的液相燒結(jié)，但對材料抵抗高溫作用卻有嚴重危害。助熔作用愈強，即由于雜質(zhì)的存在，系統(tǒng)中開始形成液相的溫度愈低，或形成液相量愈多,或隨著溫度升高液相量增長速度愈快，以及所形成的液相黏度愈低和潤濕性愈好，危富愈嚴重。如對主成分為Si02的材料而論，若含Na20、A120,、Ti02、CaO和FeO中任一氧化物，除其中Na2O熔點較低以外，其他氧化物雖具有較高的熔點，但與Si02共存，卻都有助熔作用，

可見，若Na20與Si02共存，由于開始形成液相的溫度很低，故以Si02為主成分的耐火材料中，若含有少量Na20,即可對其高溫性質(zhì)帶來嚴重危害。若以SiO2為主成分的耐火材料中分別含有A1203和Ti02，雖然Si02-Al203與Si02-TiO2兩系統(tǒng)的共熔溫度相近，分別為1595℃和1550℃,但在共熔溫度下系統(tǒng)內(nèi)每1%雜質(zhì)氣化物生成的液相里卻差別較大，前者約為后者1.9倍。而且，隨溫度的升高，此差別更大，如在1600℃，約為2.3倍。因此,雜質(zhì)A1203，較Ti02對Si02的熔劑作用強。氧化鋁對硅質(zhì)耐火材料的高溫性能危害極大。

另外，當雜質(zhì)與主成分共存時，若生成的液相黏度較低，且隨溫度升高黏度降低愈快以及潤濕性愈好，則對耐火材料的危害愈嚴重因此，提商耐火材料抵抗高溫的性能，必須嚴格控制雜質(zhì)的含量。

C 外加成分

外加成分常稱外加劑，是在耐火制品生產(chǎn)中為特定目的另外加入的少量成分。如為促進材料中某些物相的形成和轉(zhuǎn)化，而加入的礦化劑;為抑制材料中某些物相形成，而加入的抑制劑或穩(wěn)定劑;為促進材料的燒結(jié)，而加入的助熔劑等?？傊?，在耐火材料生產(chǎn)中，采取加入少量外加劑可在一定程度上改變材料的組成與結(jié)構(gòu)，從而便于生產(chǎn)和使制品獲得某種預期特性。但必須注意，切勿因此而嚴重影響其抵抗高溫作用的基本性質(zhì)。

2.2 礦物組成

A 耐火材料中礦物的種類

礦物是指由相對固定的化學組分構(gòu)成的有確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一定物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物&它們在一定物理化學條件下穩(wěn)定。耐火材料是礦物的組成體。這些礦物皆為固態(tài)晶體,且多為由氧化物或其復合鹽類構(gòu)成。其中，除部分礦物是前述高熔點單一氧化物或其他化合物呈穩(wěn)定結(jié)晶體構(gòu)成的以外，還有復合氧化物構(gòu)成的高熔點礦物。其中主要的是鋁酸鹽、鉻酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鈦酸鹽和鋯酸鹽構(gòu)成的礦物。另外，許多耐火材料中還有少量非晶質(zhì)的玻璃相。僅有極少數(shù)耐火材料是完全由非晶質(zhì)的玻璃構(gòu)成的。

B 耐火材料中礦物的聚集狀態(tài)

耐火材料在常溫下除極少數(shù)外，都是由單相或多相多晶體，或多晶體同玻璃相共同構(gòu)成的集合體。許多耐火材料中還含有氣孔。若耐火材料的化學組成相同，而其中存在的晶體和玻璃相等物相種類、性質(zhì)、數(shù)量、晶粒形狀和大小、分布和結(jié)合狀態(tài)等不同，則這些耐火材料性質(zhì)的優(yōu)劣可能差別很大。

根據(jù)耐火材料中構(gòu)成相的性質(zhì)、所占比重和對材料技術(shù)性質(zhì)的影響，分為主晶相、次晶相和基質(zhì)。

(1)主晶相。主晶相是指構(gòu)成材料結(jié)構(gòu)的主體，熔點較高，對材料的性質(zhì)起支配作用的一種晶相。耐火材料主晶相的性質(zhì)、數(shù)量、其分布和結(jié)合狀態(tài)直接決定制品的性質(zhì)。許多耐火制品，如莫來石磚、剛玉磚、方鎂石磚、尖晶石磚、碳化硅耐火制品等，皆以其主晶相命名。

(2)次晶相。次晶相又稱第二晶相或第二固相，是指耐火材料中在高溫F與主晶相和液相并存的，一般其數(shù)量較少和對材料高溫性能的影響較主晶相為小的第二種晶相。如以方鎂石為主晶相的鎂鉻磚、鎂鋁磚、鎂硅磚和鎂鈣磚等分別含有的鉻尖晶石、鎂鋁尖晶石、鎂橄欖石和硅酸二鈣等皆為次晶相。耐火材料中次晶相的存在對耐火材料的結(jié)構(gòu)，特別是對高熔點晶相間的直接結(jié)合，從而對其抵抗高溫作用也往往有所裨益。與普通鎂磚相比，上述耐火制品中這些次晶相的存在，使制品的荷重軟化溫度都有所提高。許多依礦物組成命名的耐火材料，如莫來石剛玉磚、剛玉莫來石磚，就是以其主晶相和次晶相復合命名的。前者為主晶相，后者為次晶相。

(3)基質(zhì)?；|(zhì)是指在耐火材料大晶體間隙中存在的，或由大晶體嵌人其中的那部分物質(zhì)，也可認為是大晶體之間的填充物或膠結(jié)物。對由一些骨料組成的耐火材料而言，其間的填充物也稱為基質(zhì)。

基質(zhì)既可由細微結(jié)晶體構(gòu)成，也可由玻璃相構(gòu)成，或由兩者的復合物構(gòu)成。如鎂磚、鎂鉻磚、鎂鋁磚等堿性耐火材料屮的基質(zhì)是由結(jié)晶體構(gòu)成;硅磚、硅酸鋁質(zhì)耐火材料中的基質(zhì)多是由玻璃相構(gòu)成。

基質(zhì)是主晶相或主晶相和次晶相以外的物相.往往含有主成分以外的全部或大部分雜質(zhì)在內(nèi)。因此，這些物相在高溫下易形成液相，從而使制品易于燒結(jié)，但有損于主晶相間的結(jié)合，危害耐火材料的高溫性質(zhì)。當基質(zhì)在高溫下形成液相的溫度低、液相的黏度低和數(shù)撤較多時，耐火制品的生產(chǎn)和其性質(zhì)，實質(zhì)上受基質(zhì)所控制。欲提高耐火材料的質(zhì)量，必須提髙耐火材料基質(zhì)的質(zhì)量，減少基質(zhì)的數(shù)量,改善基質(zhì)的分布，使其在耐火材料中由連續(xù)相孤立為非連續(xù)相。

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