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耐火材料的常用分類方法
點(diǎn)擊次數(shù)：859 發(fā)布時(shí)間：2010-11-13
耐火材料的常用分類方法
耐火材料的常用分類方法主要有下面六種。
一、按普通與特種分類
分為普通和特種耐火材料兩大類。
（1） 普通耐火材料是指用于冶金爐、水泥窯、玻璃窯等熱工窯爐爐襯的常規(guī)制品，多半由天然原料加工而成。普通
耐火材料按化學(xué)特性分為酸性、中性和堿性。
（2） 特種耐火材料是在傳統(tǒng)的陶瓷和一般耐火材料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型無機(jī)非金屬材料。特種耐火材料用料純
度高，多為氧化物、化合物和高溫復(fù)合材料，用于特殊的窯爐、冶煉高爐等高溫沒備的特殊部位。
特種氧化物耐火制品有氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、氧化鎂、氧化鈰和氧化釷等，熔點(diǎn)在
2050～3050℃。
特種化合物耐火制品有碳化物（碳化硅、碳化鈦、碳化鉭等）、氮化物（氮化硼、氮化硅等）、硼化物（硼化鋯、硼化
鈦、硼化鉿等）、硅化物（二硅化鉬等）和硫化物（硫化釷、硫化鈰等）。它們的熔點(diǎn)為2000～3887℃，其中zui難熔的
是碳化物。
特種高溫復(fù)合耐火產(chǎn)品主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。
二、按是否定型分類
按產(chǎn)品出廠前交貨形狀分為定型產(chǎn)品和不定型產(chǎn)品。凡稱為磚者均為定型產(chǎn)品。各種澆注料、補(bǔ)爐料、搗打料、火
泥等均為不定型產(chǎn)品。
（1） 定型產(chǎn)品可分為致密型和隔熱型。
耐火磚屬于致密型制品，混凝土雖是定型交貨產(chǎn)品，但它屬于不定型產(chǎn)品。
定型產(chǎn)品按照制品的外形又可分為塊狀（標(biāo)準(zhǔn)磚、異形磚等）、特種形狀（坩堝、匣缽、管子等）、纖維狀（硅酸鋁質(zhì)
、氧化鋯質(zhì)和碳化硼質(zhì)等）。
（2） 不定形耐火材料是一種不經(jīng)煅燒的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃。
不定形耐火材料由耐火骨料和粉料、結(jié)合劑或另摻外加劑一定比例組成的混合料，能直接使用或加適當(dāng)?shù)囊后w調(diào)配
后使用。如耐火泥、澆灌料和搗打料等。
三、按耐火度高低分類
耐火材料由多種礦物組成，各種礦物自有熔點(diǎn)，在高溫下它們或者共存，或者生成第三者礦物，出現(xiàn)低共熔融溫度
。耐火度是低共熔融狀態(tài)下的溫度，但要高于低共熔融溫度。耐火度指標(biāo)越高。表明抵抗高溫能力越好，用耐火度
指標(biāo)高低將耐火材料分成“普通”、“”和““特級(jí)”三檔。
（1） 普通耐火度制品：耐火度1580～1770℃，耐火度1580～1770℃相當(dāng)于SiO2-Al2O3二元系中Al2O315%～45%耐火
制品，組成原料的主要礦物是高嶺石。
（2） 耐火度制品：耐火度1770～2000℃，高鋁磚、莫來石磚、普通鎂質(zhì)制品、鎂鋁磚、普通鎂鉻磚、橄欖石磚
屬于這個(gè)檔次。
（3） 特級(jí)耐火度制品：耐火度大于2000℃，純氧化物制品、熔鑄制品、高純直接結(jié)合鎂鉻磚、尖晶石磚、非氧化物
制品等屬于這個(gè)檔次。但有些產(chǎn)品（用合成料）雖然耐火度并不是太高，但技術(shù)含量卻非常高，是名符其實(shí)的特級(jí)耐
火材料。
目前，耐火材料界很少使用這個(gè)分類方法，它過于簡(jiǎn)單的表述了耐火材料的技術(shù)性能。
四、按主晶相、酸堿性質(zhì)分類
（1） 酸性制品：這類產(chǎn)品中以石英氧化硅（SiO2）為主要成分（*相），SiO2屬酸性氧化物，因而得名。
硅磚是含氧化硅93％以上的硅質(zhì)制品，是酸性材料的常用代表產(chǎn)品。硅磚使用的原料有硅石、廢硅磚等。它的主要
特點(diǎn)是抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)、荷重軟化溫度高、重復(fù)煅燒后體積不收縮甚至略有膨脹，但易受堿性渣的侵蝕，抗
熱振性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。
半硅磚、耐堿磚、耐酸磚中SiO2含量60％到80％，是半酸性材料。
粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30％～46％的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料。耐火度1580～1770℃，抗熱振性好
，對(duì)酸性爐渣有抗蝕性，應(yīng)用廣泛，是目前生產(chǎn)量zui大的一類耐火材料。
（2） 堿性制品：以MgO、CaO為主晶相，因MgO、CaO是堿土氧化物，故而稱為堿性耐火材料。
堿性耐火制品的熔點(diǎn)（耐火度）高，抗堿性渣（C/S＞2）和鐵渣侵蝕能力很強(qiáng)，屬于耐火材料，但它們易于水化。
鎂鉻磚、白云石磚、橄欖石磚等產(chǎn)品，主要化學(xué)成份也是MgO和CaO，也屬于堿性材料。
堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫?zé)峁ぴO(shè)備上。
鎂磚是堿性耐火材料的代表，它含氧化鎂80％～85％以上，以方鎂石為主晶相。生產(chǎn)鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海
水鎂砂（由海水中提取的*經(jīng)高溫煅燒而成）等。純氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃，因此，鎂磚的耐火度較粘土磚
和硅磚都高。
20世紀(jì)50年代中期以來，由于采用了吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂，堿性耐火材料的產(chǎn)量逐漸增加，粘土磚和
硅磚的生產(chǎn)則逐漸減少。
（3） 中性制品：以莫來石、剛玉或碳（Al2O3、ZrO2、CrO3、SiC）為主晶相，在高溫下能較好地抵抗酸性爐渣、堿性
爐渣、熔劑和其他耐火材料化學(xué)侵蝕的耐火材料。
嚴(yán)格地說，中性耐火材料僅指碳質(zhì)耐火材料，包括炭磚、石墨碳化硅制品等。也有將高鋁質(zhì)耐火材料歸于這一類的
Al2O3含量較高的高鋁質(zhì)耐火材料，如硅線石磚、莫來石磚、剛玉磚等是偏酸性而趨于中性的耐火材料。近年發(fā)展
起來的鋁碳磚、鋯碳磚、氧化鋁-碳化硅-碳磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚等碳化硅質(zhì)品種，也屬于中性耐火材料。
中性耐火制品可用作高爐的爐底、爐缸和爐腹的襯里，鋁電解槽、電石爐和鐵合金爐、盛鋼桶、電鍍槽、反應(yīng)槽、
高壓釜等的內(nèi)襯。
含氧化鋁95％以上的剛玉制品是一種用途較廣的耐火材料。
鉻磚以氧化鉻為主要成分，主要以鉻礦為原料制成的，主晶相是鉻鐵礦。它對(duì)鋼渣的耐蝕性好，但抗熱振性較差，
高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例制成的鉻鎂磚抗熱震性好，主要用作堿性平爐頂磚。
碳質(zhì)耐火材料是另一類中性耐火材料，根據(jù)含碳原料的成分和制品的礦物組成，分碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品
三類。碳磚是用高品位的石油焦為原料，加焦油、瀝青作粘合劑，在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品（除天
然石墨外）用碳質(zhì)材料在電爐中經(jīng)2500～2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料，加粘土、氧化硅
等粘結(jié)劑在1350～1400℃燒成，也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮?dú)夥障轮瞥傻瑁蓟柚破贰?/p>
碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱振性能好，高溫強(qiáng)度高，在高溫下*使用也不軟化，不受任何酸堿
的侵蝕，有良好的抗鹽性能，也不受金屬和熔渣的潤濕，質(zhì)輕，是的耐高溫材料。缺點(diǎn)是在高溫下易氧化，不
宜在氧化氣氛中使用。碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯（爐底、爐缸、爐身下部等）、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制
品可以做反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。
五、按耐火材料的主要晶相分類
所謂主要成份是指*相和第二相成份，含量大約占化學(xué)成份總量的90％左右。現(xiàn)代耐火材料技術(shù)發(fā)展越來越多項(xiàng)
材料配料，故出現(xiàn)第二相、第三相成份，調(diào)節(jié)第二相、第三相成份即可產(chǎn)生新的技術(shù)，在化學(xué)組成上超出了*相
分類局限性，是應(yīng)用zui普遍的一種分類方法。
（1） 硅鋁系列品：要硅鋁系列材質(zhì)中，主要成分是SiO2、Al2O3，它包括黏土磚、高鋁磚、硅線石、藍(lán)晶石、紅柱
石、莫來石磚等制品。按其Al2O3含量的多少可以分為半硅質(zhì)（15~30% Al2O3）、粘土質(zhì)（30~48%Al2O3）和高鋁質(zhì)
（Al2O3大于48%）三類。
（2） 鎂鉻系列制品：鎂鉻系列中主要成分是MgO、Cr2O3，方鎂石為*相，鎂鉻尖晶石為第二相，屬于這個(gè)系列的
產(chǎn)品有鎂鉻磚和鉻鎂磚。
（3） 鎂鋁系列品：主要成分是MgO、Al2O3，由于它們生成MgO.Al2O3，鎂鉻系列制品中都含有鎂質(zhì)材料。
（4） 鎂鈣系列產(chǎn)品：主要成分是以MgO、CaO為主。它們都有*的熔點(diǎn)，是重要的鎂質(zhì)材料。
（5） 鎂硅系列制品：鎂砂系的主要成分是SiO2，當(dāng)C/S＜5時(shí)，SiO2和MgO生成MgO.Al2O3（鎂橄欖石），從顯微礦物組
成角度說，純鋁系列的主要產(chǎn)品有鎂鋁磚、方鎂石尖晶石磚、剛玉尖晶石磚，不定型材料中的鋁－尖晶石澆注料也
屬于鎂鋁系列產(chǎn)品。
六、按礦物化學(xué)主要組成分類
這種分類與上述晶相分類比較相似，依此方法可將耐火材料主要分為六類。
（1） 硅質(zhì)制品，如硅磚、熔融石英制品；
（2） 硅鋁質(zhì)制品，如粘土磚、半硅磚、高鋁磚等；以氧化鋁和氧化硅為基本化學(xué)組成的耐火材料中，通常可以根據(jù)
制品中氧化鋁和氧化硅含量多少分為：硅質(zhì)制品（氧化硅大于93％）、半硅質(zhì)制品（氧化鋁占15～30％）、粘土質(zhì)制品
（氧化鋁占30～48％）、高鋁質(zhì)制品（氧化鋁占48～90％）和剛玉質(zhì)制品（氧化鋁大于90％）。
（3） 鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)和白云石質(zhì)制品，如鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、白云石磚等；
（4） 碳質(zhì)制品，如碳磚、石墨粘土制品等；
（5） 鋯質(zhì)制品，如鋯英石磚、鋯莫來石磚、鋯剛玉磚等；
（6） 特殊耐火制品，如純氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等制品
此外，耐火材料按照燒結(jié)工藝則還可分為燒結(jié)制品、熔鑄制品、熔融噴吹制品等。