中国天然矿产耐火原料,如菱镁矿、耐火铝土、耐火黏土、石墨、镁橄榄石、蓝晶石等资源丰富,人工合成原料产量大、质量好,为中国成为世界耐火材料生产大国提供了原料保障。
主要分为氧化物耐火原料、非氧化物耐火原料、隔热耐火原料及耐火材料用结合剂和外加剂等。按照化学性质分为酸性、中性和碱性耐火原料。其他耐火原料还有锆英石、斜锆石、氧化锆、钛酸铝等。耐火原料决定着相应耐火材料的性质。
用于制备各种耐火材料的天然矿产、矿物或人工合成材料。
中国天然矿产耐火原料,如菱镁矿、耐火铝土、耐火黏土、石墨、镁橄榄石、蓝晶石等资源丰富,人工合成原料产量大、质量好,为中国成为世界耐火材料生产大国提供了原料保障。
主要分为氧化物耐火原料、非氧化物耐火原料、隔热耐火原料及耐火材料用结合剂和外加剂等。按照化学性质分为酸性、中性和碱性耐火原料。其他耐火原料还有锆英石、斜锆石、氧化锆、钛酸铝等。耐火原料决定着相应耐火材料的性质。
分为酸性、中性和碱性原料。酸性耐火原料主要为二氧化硅(SiO2)质原料;中性耐火原料主要为氧化铝(Al2O3)和氧化铬(Cr2O3)质原料。主要有:①硅质与半硅质耐火原料,指二氧化硅含量较高的天然矿物原料和人工合成的原料,包括硅石质(石英石、硅砂)、熔融石英(高纯硅质原料经过高温熔炼后形成的硅质玻璃相材料)、氧化硅微粉(又称烟尘硅、硅微粉、硅灰)、蜡石质(叶蜡石、叶蜡石-石英、叶蜡石-高岭石、叶蜡石-水铝石)、锆英石质(又称锆石)原料。②黏土质耐火原料,指耐火黏土,主要化学成分是Al2O3和SiO2。Al2O3含量为20%~50%,是由直径小于1~2微米的多种含水铝硅酸盐矿物组成的混合体,其特征是在湿态和细粉状态下具有可塑性,干燥后变硬和在一定温度下加热玻化。耐火黏土按照可塑性分为硬质黏土、软质黏土和膨润土。③高铝质耐火原料,指Al2O3含量大于48%的Al2O3-SiO2系天然矿物原料和人工合成原料,包括煅烧耐火高铝矾土熟料、蓝晶石族(蓝晶石、红柱石、硅线石)、人工合成莫来石(烧结莫来石、电熔莫来石)、工业氧化铝、棕刚玉、烧结刚玉和电熔刚玉等原料。
碱性氧化物耐火原料是指用于制造镁(MgO)质、镁钙(MgO-CaO)质、石灰(CaO)质、镁硅(MgO-SiO2)质、镁锆(MgO-ZrO2)质、镁(MgO)-尖晶石质等耐火制品所用原料,包括天然和人工合成原料。主要有:①镁质耐火原料,简称镁质原料,由天然菱镁矿石经过高温煅烧处理后制取,或自海水和盐湖(卤水)中提取的富含MgO的高纯原料。包括天然菱镁矿石(常称为菱镁石或者镁石)、轻烧氧化镁粉、烧结镁砂、电熔镁砂、海水和卤水镁砂、镁锆砂等。②镁钙质耐火原料,基本特征是除了MgO外,还有游离的CaO。原料的重要性质与MgO、CaO数量及其比例以及与其他杂质氧化物之间的共存关系相关联。这类原料包括由天然白云石煅烧的白云石砂、人工合成镁白云石砂、高钙镁砂、高铁镁钙砂等。③石灰质耐火原料,其基本特征是富含CaO。这类原料包括方解石、石灰石,石灰石煅烧后的钙砂等。④镁硅质耐火原料,制造镁橄榄石(2MgO·SiO2)耐火制品使用的天然原料,包括橄榄岩、蛇纹岩、滑石等。⑤尖晶石质耐火原料,天然铬矿和以铬矿、菱镁矿、矾土或工业氧化铝为原料烧结或者电熔法所制成的一类尖晶石族矿物原料,包括铬铁矿、镁铬砂、镁铝尖晶石砂等。
大多为难熔化合物,兼具多种不同的功能。如多数的金属难熔化合物具有熔点高、硬度大、化学稳定性好,而且还具有高的导电性和导热性,有的还具有半导体的性质。非金属难熔化合物常温下有高的电阻且化学稳定性高。这类原料有碳化物(SiC、BC等)、氮化物(Si3N4、AlN、BN等)、硅化物(MoSi2、Ti3SiC2等)、硼化物(TiB2)、赛隆(Sialon)、氮氧化铝(AlON)材料、镁阿隆(MgAlON)材料等;碳质耐火原料包括石墨、无烟煤、炭黑等。
可以起到隔热作用的天然或者人工耐火原料。使用目的主要是用来降低热工窑炉的能耗、降低炉体的重量,减少蓄热。其中天然矿物原料有硅藻土、珍珠岩、蛭石等;人工生产的原料有多孔熟料、陶粒、漂珠、空心球、耐火纤维及岩棉等。
耐火材料用结合剂是指能将一定颗粒度组成的耐火材料集料(骨料和粉料)连接在一起并产生足够的常温和高温结合强度的物质。与其他材料用结合剂不同的是,耐火材料用结合剂不但要求具有足够的结合强度,而且要求具有良好的作业性能和高温使用性能。按照化学性质,结合剂分为无机和有机两大类。主要包括铝酸钙水泥、水玻璃结合剂、磷酸及磷酸盐结合剂、ρ-Al2O3结合剂、硫酸铝结合剂、氯化物结合剂、纸浆废液结合剂、酚醛树脂结合剂、沥青结合剂、硅溶胶结合剂、纤维素结合剂、硅酸乙酯结合剂等。
能改善耐火材料作业性能(成型或者施工性能)、物理性能和使用性能的添加剂,也称添加剂。通常在耐火材料组成物拌和时或者拌和前掺入。外加剂的掺入量随外加剂的性质和作用功能差异而不同,一般为耐火材料组成物总量的万分之几到百分之几。主要包括矿化剂、助烧结剂、防氧化剂、减水剂、增塑剂、凝胶剂与絮凝剂、解胶剂与反絮凝剂、促凝剂与迟效促凝剂、缓凝剂、起泡剂与消泡剂、防缩剂(体积稳定剂)、保存剂和抑制剂、防爆剂(快干剂)等。