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氧化物耐火制品

/oxide refractory product/
条目作者李勇

李勇

最后更新 2022-06-30
浏览 128
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以高熔点的天然氧化物耐火矿物为主要原料,经低温处理、高温烧结或电熔得到的耐火材料制品。

英文名称
oxide refractory product
所属学科
材料科学与工程

由一种金属元素的单一氧化物或几种金属元素的复合氧化物制成。成分主要有:氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)等,以及它们之间形成的二元或多元化合物,如SiO2-Al2O3、MgO-Al2O3、MgO-SiO2、MgO-Cr2O3、MgO-CaO、Al2O3-ZrO2-SiO2等。 

所用原料主要是天然矿物,通常在使用前需预烧,以除去挥发性物质,或使矿物相稳定,以提高其高温稳定性。预烧温度取决于原料种类和采用的工艺。如用工业氧化铝为原料制备烧结刚玉,通常预烧温度约为1900℃;MgO、CaO化学活性大,需经1800℃以上高温烧成;优质矾土矿烧成温度通常大于1550℃。

氧化物耐火制品具有熔点高、密度大、高温结构强度高、化学稳定性优良等性能,且耐磨损、抗冲刷、抗热震、耐化学腐蚀。氧化物耐火材料与熔融金属接触具有好的稳定性。大多数氧化物耐火材料具有很好的电绝缘性。

常见氧化物耐火制品的典型理化性能如表所示。

常见氧化物耐火制品的典型理化性能

项目

指标

SiO2质制品

SiO2-Al2O3质制品

镁质、镁尖晶石质制品

GZ-94

GZ-95

GZ-96

半硅砖

黏土砖

高铝砖

MgO

MgO-

Al2O3

MgO-CrO2

MgO-SiO2

0.2MPa荷重软化温度/℃(≥)

1640

1650

1660

1320

1400

1500

1540

1580

1530

1600

显气孔率/%(≤)

22

22

22

25

22

18202022
21

常温耐压强度/MPa(≥)

30

30

30

25

30

45
50
353535

二氧化硅质耐火制品属于酸性耐火材料,具有较强的抵抗酸性渣或酸性熔液侵蚀能力,但对碱性物质侵蚀的抵抗能力差。硅砖的优异特性是荷重软化温度较高,一般为1640~1680℃,缺点是抗热震性差。硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料,其中半硅砖、高铝砖和黏土砖是最常见的耐火材料制品,由高铝矾土、黏土、刚玉、莫来石等原料制成。镁和钙属于元素周期表中的碱土元素,以氧化钙和氧化镁为主要化学成分的耐火制品为碱性耐火制品。其中,镁砖高温性能好;镁铬砖耐火度较高,荷重软化温度达1500℃以上,高温体积稳定性好,耐急冷急热性优于镁砖;镁铝砖具有良好的抗渣性、高温性能和热稳定性;镁橄榄石砖是以方镁石为主晶相,镁橄榄石为结合相的耐火制品,具有耐蚀性强、高温性能好等优点。

耐火材料制品中氧化物耐火制品用量最大、应用范围最为广泛。其原料丰富,工艺成熟,广泛应用于钢铁冶金、有色金属冶炼、电力、建材、石化、航天和新能源等领域。其中炼铁系统以SiO2质、Al2O3-SiO2质耐火材料制品为主体;炼钢系统以碱性耐火材料(尤其是MgO-Al2O3和MgO-CaO质耐火材料)制品为主体。

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