棕刚玉、白刚玉、碳化硅、浇注料、耐火材料新知识

不定型耐火材料由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。他们无固定的外形，可制成浆状、泥膏状和松散状，因而也通称为散状耐火材料。用这类材料可构成无接缝的整体构筑物，这样的制备还称为整体性耐火材料。

它的颗粒及细粉可由任何材质的耐火物料组成，并可按原料材质分为：硅质耐火材料、黏土质耐火材料、高铝质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、铬质耐火材料等。结合剂的种类很多，如各种水泥，无机盐类(水玻璃、硫酸盐、磷酸盐等)和有机物(焦油沥青、酚醛树脂等)，也可以按此进行分类和命名。

棕刚玉耐火材料

按工艺特性可分为浇注料、可塑料、捣打料、喷射料、投射料、耐火泥、耐火涂料等。

通常只经过粒状、粉状料的制备和混合料的混练过程便可制得。过程简便、生产周期短、热能消耗较低、使用时整体性好、适应性强、综合使用效果好。

制造不定形耐火材料的方法。有捣打成型、振动成型和喷投成型等。当耐火砖的砌体或整体构筑物局部损坏时，可用此种材料更换或利用喷射、投射设备进行冷、热态修补，既迅速又经济。还可按其材质特性，用作窑炉各个部位的内衬以及砌体的保护层和接缝材料。

浇注料又称耐火浇注料

一种由耐火物料加入一定量结合剂制成的粒状和粉状材料。具有较高流动性，适用于以浇注方式成型的不定形耐火材料。

同其他不定形耐火材料相比，结合剂和水分含量较高，故流动性较好。它们的应用范围较广，可根据使用条件对所用材质和结合剂加以选择。既可直接浇注成衬体使用，又可用浇注或震实方法制成预制块使用。

浇注料耐火材料

板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、B2O3等任何添加剂而烧成收缩彻底的烧结刚玉，具有结晶粗大、发育良好的α- Al2O3晶体结构。板片状晶体结构，气孔小且闭气孔较多而气孔率与电熔刚玉大体相当，纯度高，体积稳定性好，极小的重烧收缩，用以生产的耐材或浇注料高温处理后具有良好的热震稳定性和抗弯强度<ALCOA公司>，但价格较其它氧化铝高。

性能：板状刚玉具有良好的加热体积温度性和良好的抗热震能力。

应用：板状刚玉是一种理想的耐火原料，既可以作为骨料应用在各种铝质耐火材料中，也可以添加到其他铝质不定形耐火材料中。凡是电熔刚玉或白刚玉应用的部位都可以用板状刚玉替代，并使耐火材料的性能得到改进。

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。

碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。

碳化硅耐火材料

包括黑碳化硅和绿碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。 常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体，一种是绿碳化硅，含SiC 97%以上，主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅，有金属光泽，含SiC 95%以上，强度比绿碳化硅大，但硬度较低，主要用于磨铸铁和非金属材料。

分子式为SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，可作为磨料和其他某些工业材料使用。工业用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。

纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。

碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。

碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约98.5％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC99％以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85％）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

莫来石耐火材料

碳化硅的硬度很大，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。

(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。

(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。

碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。

(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。

耐火砖简称火砖。具有一定形状和尺寸的耐火材料。

按制备工艺方法来划分可分为烧成砖、不烧砖、电熔砖（熔铸砖）、耐火隔热砖；按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型转等。可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。例如耐火粘土砖、高铝砖、硅砖、镁砖等

镁铬砖以氧化镁(MgO)和三氧化二铬 (Cr2O3)为主要成分，方镁石和尖晶石为主要矿物组分的耐火材料制品。这类砖耐火度高,高温强度大,抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性。制造镁铬砖的主要原料是烧结镁砂和铬铁矿。镁砂原料的纯度要尽可能高，铬铁矿化学成分的要求为：Cr2O330～45％，CaO不大于1.0～1.5％。

烧制镁铬砖的生产工艺与镁质砖大体相仿。为了消除砖在烧成过程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或铁的氧化物反应生成尖晶石时的膨胀而引起的松散效应，也可采用合成的共同烧结料制成镁铬砖。此外，还有不烧镁铬砖，例如，用无机镁盐溶液结合的不烧镁铬砖。不烧镁铬砖生产工艺简单，成本低，热稳定性也好，但高温强度远不及烧成砖。50年代末，发展出一种所谓“直接结合”镁铬砖。这种砖的特点是原料纯,烧成温度高,方镁石、尖晶石等高温相之间直接结合，硅酸盐等低熔相为孤岛状分布,因此,显著地提高了砖的高温强度和抗渣性。

高岭土耐火材料

用铬矿－镁砂共磨压坯煅烧后制作的细粉，与镁砂粗颗粒配合制砖的方法,是消除松散效应的有效措施。用这种方法制成的镁铬砖，同普通镁铬砖相比，砖的气孔率低，耐压强度、荷重软化温度和抗折强度均较高。用铬矿-菱镁矿粉压坯,经高温煅烧的合成镁铬砂制成的镁铬砖，抗渣性和高温强度均比其他镁铬砖好。

此外，还有用电孤炉熔融镁铬料直接浇铸而得的熔铸镁铬砖，用电熔镁铬料按制砖工艺生产的熔粒再结合镁铬砖等。

镁铬砖主要用于冶金工业，如构筑平炉炉顶、电炉炉顶、炉外精炼炉以及各种有色金属冶炼炉。超高功率电炉炉壁的高温部位采用熔铸镁铬砖，炉外精炼炉高侵蚀区采用合成料制成的镁铬砖，有色金属闪速熔炼炉高侵蚀区采用熔铸镁铬砖、合成料制成的镁铬砖。此外，镁铬砖还用在水泥回转窑烧成带和玻璃窑的蓄热室等部位。

高铝砖氧化铝含量在48%以上的一种中性耐火材料。由矾土或其他氧化铝含量较高的原料经成型和煅烧而成。热稳定性高，耐火度在1770℃以上。抗渣性较好。用于砌筑炼钢电炉、玻璃熔炉、水泥回转炉等的衬里。

高荷软．低蠕变高铝砖是以特级矾土．电熔刚玉、电熔莫来石为主要原料制成的高级耐火材料。该产品具有高温蠕变小．抗侵蚀性强．热震稳定性好等优点，适用于大、中型热风炉，它为我国新型热风炉所需高质量、高档次进口耐火材料国产化开辟下一条成功之路，已被列入国家级“星火计划”项目。

a、耐火度：高铝砖的耐火度比粘土砖和半硅砖的耐火度都要高，达1750~1790℃，属于高级耐火材料。

b、荷重软化温度：因为高铝制品中Al2O3高，杂质量少，形成易熔的玻璃体少，所以荷重软化温度比粘土砖高，但因莫来石结晶未形成网状组织，故荷重软化温度仍没有硅砖高。

c、抗渣性：高铝砖中Al2O3较多，接近于中性耐火材料，能抵抗酸性渣和碱性渣的侵蚀，由于其中含有SiO2，所以抗碱性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。

铝矾土耐火材料

高铝砖的用途

主要用于砌筑高炉、热风炉、电炉炉顶、鼓风炉、反射炉、回转窑内衬。此外，高铝砖还广泛地用做平炉蓄热式格子砖、浇注系统用的塞头、水口砖等。但高铝砖价格要比粘土砖高，故用粘土砖能够满足要求的地方就不必使用高铝砖。

镁铝砖用镁砂和少量工业氧化铝或矾土为原料烧制而成的一种碱性耐火材料。热稳定性比镁砖好，耐火度在1580℃以上。能耐碱性熔渣的侵蚀。

制品中氧化镁含量为85%左右。氧化铝含量为5%～10%，以方镁石为主晶相、镁铝尖晶石为次晶相（作为主要结合相）的碱性耐火材料。显气孔率一般为15～18%。热膨胀系数为10.6×10-6/℃。抗热震性比相应的镁砖好。由于基质中分布有熔点较高的镁铝尖晶石，其高温强度较高，荷重软化开始温度在1580℃以上。抗渣性也较好。一般以优质烧结镁砂为粒状料，加入按一定比例配合的镁砂同生矾土或轻烧矾土熟料或工业氧化铝组成的细粉，经混炼、成型和烧成而制得。主要用于炼钢平炉和电炉的炉顶、高温隧道窑、大型水泥回转窑和有色金属冶炼炉等。

蓄热球耐火材料

硅莫红砖采用特级矾土骨料、碳化硅、电熔白刚玉粉、精选红柱石粉、结合粘土外加黄糊精、甲基纤维素、水配伍，高压成型，高温隧道窑天然气烧制，打磨加工而成。具高强度、高荷软、高耐火度、抗侵蚀、低导热、热震稳定性好等特点，使用周期长，利于设备的正常运行，节能降耗，易仓储。被广泛应用于2500T/D、5000T/D及以上旋窑的前后窑口、前后过渡带及预热带，运行周期长，可达１年以上，运行期间胴体表面温度下降了６０－８０℃， 隔热效果非常明显，有效地保护了胴体，改善了水泥生产机械设备的工作环境，对提高大型水泥回转窑的运转率起了十分积极的作用。达到了全窑耐火材料同步使用的效果。

特点：

1、荷软高，抗高温性能优良；

2、强度大，不易剥落侵蚀；

3、导热率低，隔热效果良好；

4、柔韧性强，抗热震性能优良；

5、密度适中，减轻筒体负荷。

隔热材料：硅酸硅板和陶瓷纤维板以及轻质隔热浇注料、隔热砖、珍珠岩填充料等等