耐火材料基础知识

1、耐火材料的基础知识及水泥行业用耐火材料的新技术一、耐火材料的应用领域二、耐火材料的生产三、我国耐火材料行业状况四、耐火材料的专业特点五、耐火材料分类六、水泥行业用耐火材料及耐火材料原料七、耐火材料理化指标、性能检测及使用八、水泥行业的新材料研发及趋势3l 耐火材料是钢铁、有色金属、建材、石化、能源、环保、耐火材料是钢铁、有色金属、建材、石化、能源、环保、电子和国防等基础工业领域的重要基础材料，是高温工电子和国防等基础工业领域的重要基础材料，是高温工业热工设备不可或缺的重要支撑材料。高温工业的迅猛业热工设备不可或缺的重要支撑材料。高温工业的迅猛发展，有力的推动了我国耐火材料科技和工业的发展。发展

2、，有力的推动了我国耐火材料科技和工业的发展。l 耐火材料在各行业用量：耐火材料在各行业用量： 钢铁冶金钢铁冶金 70%建材建材 17%有色、化工有色、化工 13%l 2010年耐火制品产量约为年耐火制品产量约为2000-3000万吨万吨一、耐火材料的应用领域一、耐火材料的应用领域RH真空处理真空处理 三脱三脱 转炉炼钢转炉炼钢 烧结烧结 炼焦炼焦 炼铁炼铁 选矿选矿 LFLF精炼炉精炼炉 炉外精炼炉外精炼 ANS-OB 喂丝喂丝 VD真空脱气真空脱气 连铸连铸 轧钢轧钢 钢铁冶炼过程钢铁冶炼过程采矿采矿 耐火材料的应用炼铜的闪速炉3万吨万吨/年硫化碱年硫化碱 生产线耐火材料是一个很大的概念范畴

3、。不仅仅是我们生产实习中看到的砖头，而是各种形状，各种结构，多种材料的有机复合等。1718l透气砖（透气砖（porous plug）：由弥散型向定向型发展，材质（刚）：由弥散型向定向型发展，材质（刚玉、铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步玉、铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步l快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时夹持装置快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时夹持装置 夹住透气砖并使其就位在中心位置上，更换时松脱楔形砖。夹住透气砖并使其就位在中心位置上，更换时松脱楔形砖。19Star-lined Slots星线槽星线槽(1) 0.1 x 16 mm(2) 0.

4、25 x 16 mm(3) 0.4 x 10 mm(4) 0.175 x 16 mmSlots in length-section沿长度方向的截面沿长度方向的截面Steel-Cone 圆锥式套圆锥式套管管Porous Indicator气体指示器气体指示器(cross-section 横截面 40 x40mm)Gas ConnectionTube气体连接管气体连接管Castable 浇筑料浇筑料Gas Distribution Chamber气体分配室气体分配室120mm150mm使用的耐火材料为高铝质不定形耐火浇注料。使用的耐火材料为高铝质不定形耐火浇注料。 整体塞棒（整体塞棒（Stoppe

5、r）长水口（长水口（Shround ）材质：熔融石英、铝碳质材质：熔融石英、铝碳质安装形式：内装型、外装型、组合型、滑动水口型安装形式：内装型、外装型、组合型、滑动水口型4 4种种浸入式水口（浸入式水口（Submerged Nozzles ）防堵塞型浸入式水口防堵塞型浸入式水口二、耐火材料的生产耐火砖生产称重包装加水搅拌养生烘干浇注料生产三、我国耐火材料行业状况三、我国耐火材料行业状况我国的耐火材料原料我国的耐火材料原料二十世纪八十年代以前，几乎全部是国有企业生二十世纪八十年代以前，几乎全部是国有企业生产耐火材料；产耐火材料；现在绝大多数为私有企业、股份制企业、中外合现在绝大多数为私有企业、股

6、份制企业、中外合资及外资独资企业；资及外资独资企业；中国正在成为一个世界的耐火材料加工厂；中国正在成为一个世界的耐火材料加工厂；耐火材料生产企业至少耐火材料生产企业至少3000家以上。家以上。四、耐火材料的专业和学科特点四、耐火材料的专业和学科特点 耐火材料的学科特点耐火材料的学科特点（1）工 科侧重应用，一切以实用为主（2）学科基础课化学与材料（3）复 合 材 料多组分多物相（4）理 论 少非均质、非均相（5）组分多、体系繁杂经验非常重要！（1）工 科侧重应用，一切以实用为主（材料好，不一定好用）nAl2O3-MgO-C砖钢包衬n铝钒土 85-89%n镁砂 6-8%n石墨 5-7%n酚醛树脂

7、 3-4%（2）学科基础课化学与材料无机化学有机化学分析化学物理化学硅酸盐物理化学材料科学基础（1）工 科侧重应用，一切以实用为主（2）学科基础课化学与材料（3）复 合 材 料多组分多物相（4）理 论 少非均质、非均相（5）组分多、体系繁杂经验非常重要！（2）学科基础课化学与材料无机化学有机化学分析化学物理化学硅酸盐物理化学材料科学基础耐火材料对钢中氧含量的影响 4747理论研究理论研究-FeO存在条件拓展的理论计算存在条件拓展的理论计算Blue： Atmosphere III Red： Atmosphere IBlack： Atmosphere II Fig. Curves of CO co

8、ntent as a function of T for different reactions in equilibrium在温度、气氛范围在温度、气氛范围等方面都大大拓宽，等方面都大大拓宽，更有利于反应控制。更有利于反应控制。 合成亚铁铝尖晶石的方法，201010104503.5 公开日：2010.09.08一种合成富铝亚铁铝尖晶石的方法，2010101045590 公开日：2010.10.06 组建本重大创新平台的先进性组建本重大创新平台的先进性技术先进性技术先进性碳化硅纤维材料氮化硅纤维材料（3）复 合 材 料多组分、多物相（4）理 论 少非均质、非均相颗粒分布公式12五、耐火材料的分

9、类五、耐火材料的分类六、水泥行业用耐火材料及耐火材料原料六、水泥行业用耐火材料及耐火材料原料镁铁砖镁铁砖1 1、硅质原料：、硅质原料：硅微粉主要包括：硅灰、硅石微粉体、熔融石英微粉硅微粉主要包括：硅灰、硅石微粉体、熔融石英微粉硅灰：硅灰：球状，球状，d d1m1m。 SiOSiO2 2 9090，是生产硅铁合金时产，是生产硅铁合金时产生的工业副产品。主要用于不定形耐火材料、碳化硅窑具。生的工业副产品。主要用于不定形耐火材料、碳化硅窑具。2.2.半硅质耐火原料半硅质耐火原料包括：叶蜡石、硅藻土等，其中包括：叶蜡石、硅藻土等，其中SiOSiO2 2大于大于6565。叶蜡石叶蜡石(Al(Al2 2O

10、 O3 3 4SiO 4SiO2 2 H H2 2O)O)砖主要应用于普通钢包，也可用砖主要应用于普通钢包，也可用于铁水包，效果优于粘土砖。于铁水包，效果优于粘土砖。硅藻土硅藻土：主成分为：主成分为SiO2，呈疏松土状，空隙率达，呈疏松土状，空隙率达80809090，能吸收本身重量，能吸收本身重量1.51.54 4倍的水。主要用于生产保温材料，倍的水。主要用于生产保温材料，填料和滤剂等。填料和滤剂等。工业电瓷工业电瓷：主要成分：主要成分AlAl2 2O O3 3 、SiOSiO2 2 以及以及K K2 2O O等等根据粘土中的主要矿物分：高岭石（根据粘土中的主要矿物分：高岭石（ AlAl2 2

11、O O3 3 2SiO 2SiO2 2 2H 2H2 2O O ）族粘土、蒙脱石（）族粘土、蒙脱石（ AlAl2 2O O3 3 4SiO 4SiO2 2 nH nH2 2O O ）族粘土、伊利）族粘土、伊利石族粘土。主要用于生产粘土质耐火材料及陶瓷行业。石族粘土。主要用于生产粘土质耐火材料及陶瓷行业。3、粘土质耐火原料 高岭石族粘土包括：耐火粘土（硬质粘土、半软质粘土、高岭石族粘土包括：耐火粘土（硬质粘土、半软质粘土、软质粘土）、软质粘土）、 球粘土。球粘土。硬质粘土硬质粘土：致密块状、鲕状、贝壳状。：致密块状、鲕状、贝壳状。3（Al2O3 2SiO2 2H2O ）（高岭石）（高岭石）3Al

12、2O3 2SiO2 （莫来石）（莫来石）SiO2（方石英）方石英） 6H2O基于粘土及半硅质原料可以制作预热器系统和大窑的低温端，主要解决耐碱侵蚀问题。基于铝矾土及其他高铝原料的耐火材料，例如抗剥落高铝砖、硅莫砖以及窑口的高铝砖等，主要解决高温下耐水泥熟料的化学蚀损和耐磨损问题。4、高铝质耐火原料蓝晶石蓝晶石红柱石红柱石硅线石硅线石莫来石莫来石锆莫来石锆莫来石合成莫来石合成莫来石铝矾土铝矾土蓝晶石族原料蓝晶石族原料抗剥落高铝砖、硅莫砖1.1.铝矾土（煅烧后铝矾土（煅烧后AlAl2 2O O3 34848 ） 是一种以铝的氢氧化物（一水硬铝石是一种以铝的氢氧化物（一水硬铝石-AlAl2 2O O

13、3 3 H H2 2O O ）为主要成）为主要成分的多种矿物组成的混合体。分的多种矿物组成的混合体。基本类型基本类型亚类型亚类型主要分布地区主要分布地区主要用途主要用途一水型一水型铝矾土铝矾土水铝石高岭石型（水铝石高岭石型（D-K型）型）水铝石叶腊石型（水铝石叶腊石型（D-P型）型）勃姆石高岭石型（勃姆石高岭石型（B-K型）型）水铝石伊利石型（水铝石伊利石型（D-I型）型）水铝石高岭石金红石型水铝石高岭石金红石型（D-K-R型）型）山西、山东、河北、河南山西、山东、河北、河南河南河南山东、山西山东、山西河南河南四川四川原料质地良好，适于制造各级高原料质地良好，适于制造各级高铝质耐火材料铝质耐火

14、材料R2O，生产中低档材料，生产中低档材料生产莫来石结合刚玉钛酸铝型生产莫来石结合刚玉钛酸铝型耐火材料耐火材料三水型三水型铝矾土铝矾土三水铝石矿（三水铝石矿（G型）型）福建、海南福建、海南(2)(2)铝矾土熟料的相组成铝矾土熟料的相组成熟料等级熟料等级 最佳烧结最佳烧结 温度温度 （ ）熟料化学成分熟料化学成分相组成相组成/%Al2O3/Al2O3/SiO2刚玉刚玉莫来石莫来石玻璃相玻璃相特级品特级品一级品一级品二级品甲二级品甲二级品甲二级品甲二级品乙二级品乙二级品乙二级品乙三级品三级品155015501700170017001600150086.5384.7178.7472.8269.676

15、4.1356.0110.678.404.663.072.702.051.4267.5661.2838.5319.5515.3512.839.8525.3132.5557.6876.6479.6775.3963.337.316.173.793.814.9811.7826.16（3 3）蓝晶石族矿物，三石）蓝晶石族矿物，三石 蓝晶石族矿物是指化学式均为蓝晶石族矿物是指化学式均为AlAl2 2O O3 3 SiO SiO2 2 的一组无水的一组无水铝硅酸盐类矿物，包括蓝晶石、红柱石和硅线石，三者为铝硅酸盐类矿物，包括蓝晶石、红柱石和硅线石，三者为同质多相变体，化学成分相同。理论上含同质多相变体，化学

16、成分相同。理论上含AlAl2 2O O3 3 62.9362.93， SiOSiO2 2 37.0737.07。由于生成条件与晶体结构的差异，其表现。由于生成条件与晶体结构的差异，其表现出来的物理性质又各具特点。出来的物理性质又各具特点。 蓝晶石密度最大，因而在高温下转变为莫来石时体积蓝晶石密度最大，因而在高温下转变为莫来石时体积膨胀最大；硅线石次之；红柱石结构最疏松，密度最小，膨胀最大；硅线石次之；红柱石结构最疏松，密度最小，膨胀率最小。膨胀率最小。蓝晶石族原料的加热变化蓝晶石族原料的加热变化3Al2O3 2SiO2 （莫来石）（莫来石） SiO2 （Al2O3 SiO2 ） （蓝晶石族矿物

17、）（蓝晶石族矿物）矿物名称矿物名称蓝晶石蓝晶石红柱石红柱石硅线石硅线石开始或快速转化温度开始或快速转化温度/转化后的体积效应转化后的体积效应/%莫来石化速度莫来石化速度13001350+1618快快约约140035.4中中约约145078慢慢莫来石结晶形态莫来石结晶形态长柱状、针状长柱状、针状中等柱状、针状中等柱状、针状短柱状、针状短柱状、针状密度密度/g/cm33.533.653.133.163.233.27莫来石结晶大小莫来石结晶大小/m35203注：莫来石密度：注：莫来石密度：3.03 g/cm3（4 4）合成莫来石）合成莫来石莫来石是莫来石是Al2O3 SiO2 二元系中常压下唯一稳定

18、存在的二元化合物，二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为化学式为3Al2O3 2SiO2 ，理论组成，理论组成Al2O371.8，SiO2 28.2。合成莫来石于合成莫来石于1926年首先用电熔法制得，年首先用电熔法制得，1928年研制成功烧结法。年研制成功烧结法。 合成莫来石是一种优质的耐火原料，它具有膨胀均匀（合成莫来石是一种优质的耐火原料，它具有膨胀均匀（5.31061）、热震稳定性好、荷重软化点高、高温蠕变值小，硬度大、抗）、热震稳定性好、荷重软化点高、高温蠕变值小，硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。化学腐蚀性好等特点。合成莫来石合成莫来石合成合成方法方法主要成分含量主要成分含量

19、/%矿物相含量矿物相含量/举例举例Al2O3SiO2ZrO2莫来石莫来石其它其它低铝莫来石低铝莫来石中铝莫来石中铝莫来石高铝莫来石高铝莫来石烧结法烧结法424751555 62玻璃相、方石英玻璃相、方石英煅烧高岭土煅烧高岭土5667284275 85玻璃相玻璃相煅烧蓝晶石煅烧蓝晶石7076232885 97刚玉刚玉高纯莫来石高纯莫来石中档电熔莫来石中档电熔莫来石高档电熔莫来石高档电熔莫来石锆莫来石锆莫来石电熔法电熔法60 7025 3580 90玻璃相玻璃相70 7722 2985 96刚玉刚玉42 4716 2030 3750 55斜锆石、玻璃相、刚玉斜锆石、玻璃相、刚玉合成莫来石的分类合成

20、莫来石的分类5、氧化铝质原料（Al2O394.5）氧化铝氧化铝煅烧氧化铝煅烧氧化铝烧结氧化铝烧结氧化铝板状氧化铝板状氧化铝熔融氧化铝熔融氧化铝熔融氧化铝熔融氧化铝电熔白刚玉电熔白刚玉电熔亚白刚玉电熔亚白刚玉电熔棕刚玉电熔棕刚玉电熔致密刚玉电熔致密刚玉 （1）电熔刚玉）电熔刚玉以煅烧氧化铝或铝矾土为原料，经电弧炉在还原气氛下熔融并与金属和其它以煅烧氧化铝或铝矾土为原料，经电弧炉在还原气氛下熔融并与金属和其它杂质分离，再经冷凝而制得。杂质分离，再经冷凝而制得。（1）电熔白刚玉）电熔白刚玉以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料，在电弧炉中高温熔化而成，以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料，在电弧炉中高温熔化而成，

21、Al2O399%，白色，块状，气孔率白色，块状，气孔率610。（2）致密电熔刚玉）致密电熔刚玉以工业氧化铝为原料，加入外加剂，在电弧炉中熔融而成。外观呈灰色，以工业氧化铝为原料，加入外加剂，在电弧炉中熔融而成。外观呈灰色， Al2O398%，气孔率，气孔率4。 注意：注意：C0.14Al4C3 + 12H2O4Al(OH)3 + 3CH4（3）电熔棕刚玉）电熔棕刚玉以天然铝矾土为原料，以碳素（主要是焦炭）为还原剂，同时加入铁屑为沉降以天然铝矾土为原料，以碳素（主要是焦炭）为还原剂，同时加入铁屑为沉降剂（澄清剂），以形成硅铁沉于电炉炉底。剂（澄清剂），以形成硅铁沉于电炉炉底。 Al2O394.5

22、%，颜色呈棕褐色。，颜色呈棕褐色。镁铁砖镁铁砖烧成带用耐火材料烧成带用耐火材料镁质耐火原料镁质耐火原料镁砂镁砂镁钙砂镁钙砂镁钙铁砂镁钙铁砂轻烧镁砂轻烧镁砂烧结镁砂烧结镁砂电熔镁砂电熔镁砂海水镁砂海水镁砂6、镁质耐火原料菱镁矿菱镁矿主要化学组成：主要化学组成：MgCO3（MgO 47.62%， CO252.38%）杂质：杂质：SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3MgCO3MgOCO2加热加热菱镁矿菱镁矿加热温度/主要矿物相及变化500600菱镁矿晶粒出现裂纹，沿裂纹出现均质游离氧化镁600800650700菱镁矿结构完全被破坏，氧化镁局部呈现非均质性；生成CF，并逐渐转变成CF以及含钙硅酸盐

23、8001100生成C2S，部分CMS和MS，少量MF11001200生成方镁石小颗粒，在方镁石中形成微小的MF1200生成CMS、M2S和固溶体140017001350进入液相烧结阶段，结晶相的发育长大菱镁矿加热时的矿物相变化菱镁矿加热时的矿物相变化烧结镁砂的生产烧结镁砂的生产烧结镁砂所用的原料为有一定粒度要求的天然菱镁矿石或经选矿提纯的菱镁石烧结镁砂所用的原料为有一定粒度要求的天然菱镁矿石或经选矿提纯的菱镁石精矿粉。根据原料的烧结特性和对镁砂的技术要求的不同，镁砂的生产有一步精矿粉。根据原料的烧结特性和对镁砂的技术要求的不同，镁砂的生产有一步煅烧和二步煅烧工艺。煅烧和二步煅烧工艺。一步煅烧：

24、采用有一定粒度的菱镁矿石，以焦炭或其它无灰燃料在竖窑或迴转一步煅烧：采用有一定粒度的菱镁矿石，以焦炭或其它无灰燃料在竖窑或迴转窑中煅烧至窑中煅烧至1600以上，出窑后经拣选而得到烧结镁砂。以上，出窑后经拣选而得到烧结镁砂。二步煅烧：菱镁矿石或精矿粉为原料，在迴砖窑或悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾二步煅烧：菱镁矿石或精矿粉为原料，在迴砖窑或悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉、反射炉内经炉、反射炉内经1000左右的轻烧（第一步）后压球，再将球坯在竖窑或迴砖左右的轻烧（第一步）后压球，再将球坯在竖窑或迴砖窑中以无灰燃料煅烧至窑中以无灰燃料煅烧至1800以上死烧（第二步），而得到高密度的镁砂。以上死烧（第二步），而

25、得到高密度的镁砂。烧结镁砂烧结镁砂镁铬砖的生产1700-1780镁铬砖镁砂铬精矿镁钙砂镁钙砂镁钙砂呈黑褐色块状，体积密度镁钙砂呈黑褐色块状，体积密度3.50g/cm3， MgO80%87，CaO6%10%，Al2O3 1%，CaO/SiO2比值为比值为23，无游离，无游离CaO.镁钙砂镁钙砂颗粒颗粒镁砂粉镁砂粉镁钙砖镁钙砖镁铁铝尖晶石砖的生产镁铁铝尖晶石砖铁铝尖晶石过渡带用镁铝尖晶石砖过渡带用镁铝尖晶石砖7 7、电熔镁砂、电熔镁砂是由天然菱镁矿、轻烧镁粉或烧结镁砂在电弧炉中经是由天然菱镁矿、轻烧镁粉或烧结镁砂在电弧炉中经2750以上的高温熔融而以上的高温熔融而成，其强度、抗侵蚀性及化学惰性均优

26、于烧结镁砂。成，其强度、抗侵蚀性及化学惰性均优于烧结镁砂。普通电熔镁砂普通电熔镁砂：结晶尺寸：结晶尺寸：200400m 原料：菱镁矿原料：菱镁矿体积密度：体积密度：3.35g/cm3大结晶电熔镁砂大结晶电熔镁砂：结晶尺寸：结晶尺寸：200015000m 原料：轻烧镁粉原料：轻烧镁粉体积密度：体积密度：3.54g/cm3电熔镁砂电熔镁砂工艺过程：工艺过程：轻烧轻烧石灰乳石灰乳沉淀沉淀洗涤洗涤过滤过滤压球压球海水海水反应反应死烧死烧海水镁砂海水镁砂8、海水镁砂、海水镁砂制作工艺原理制作工艺原理：MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2CaCl2 MgSO4+Ca(OH)2 Mg(OH)2CaSO

27、4 9 9、镁铝尖晶石（、镁铝尖晶石（MgOAl2O3）性质：性质：MgO 28.3%，Al2O3 71.7，熔点，熔点2135，膨胀系数，膨胀系数7.610-6镁铝尖晶石的分类镁铝尖晶石的分类分类方法种类特征按化学组成富镁尖晶石MgO含量高于理论含量富铝尖晶石Al2O3含量高于理论含量尖晶石（真尖晶石）MgO、Al2O3含量符合理论组成按合成工艺烧结尖晶石以高温烧结制成的致密尖晶石熟料电熔尖晶石在电弧炉中高温熔化而得到活性尖晶石（轻烧尖晶石）在较低温度下合成，含 游离MgO或/和Al2O3高密度尖晶石密度大于3.40g/cm3，由活性尖晶石烧结而成MgO+Al2O3MgOAl2O3烧结或电熔

28、烧结或电熔V=8%过渡带用镁铝尖晶石砖过渡带用镁铝尖晶石砖3000吨以下回转窑过渡带5000吨以上回转窑过渡带七、理化指标、性能检测及应用七、理化指标、性能检测及应用102低导热镁铝尖晶石砖与镁铝尖晶石砖指标对比项目项目单位单位镁铝尖晶石砖镁铝尖晶石砖低导热镁铝尖晶石砖低导热镁铝尖晶石砖DDRML-80MgO%8580Al2O3%109体积密度g/cm32.952.75荷重软化开始温度17001650常温耐压强度MPa6045显气孔率%1820热震稳定性次66加入导热率w/m.k4.53.6气孔率和体积密度气孔率和体积密度 气孔率气孔率 耐火材料内的气孔是由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所构成

29、。大致可分为三类：耐火材料内的气孔是由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所构成。大致可分为三类： 1）闭口气孔）闭口气孔 2）开口气孔）开口气孔 3） 贯通气孔（见图贯通气孔（见图8-1）。）。 耐火材料的主要性质和气孔率之间关系耐火材料的主要性质和气孔率之间关系 外界介质外界介质( 如熔渣如熔渣)通过气孔侵蚀耐火制品时，通过气孔侵蚀耐火制品时，贯通气孔起着主要作用，开口气孔其次，闭口气孔最小。 气孔合并分为气孔合并分为开口气孔( 包括贯通气孔)和闭口气孔。在。在一般耐火制品中开口气孔体积占总气孔体积的绝对多数，闭一般耐火制品中开口气孔体积占总气孔体积的绝对多数，闭口气孔体积则很少。口气孔体积则很

30、少。显气孔率计算：显气孔率计算： 体积密度计算：体积密度计算：饱和试样质量（饱和试样质量（m3 ） 3132(%)100ammmm132bmmm液干燥试样质量（干燥试样质量（m1）饱和试样悬浮在液体中质量（饱和试样悬浮在液体中质量（m2 ）气孔率与耐火材料性能的关系及如何把控耐火材料的品质？耐压强度耐压强度与耐火材料的质量关系？荷重软化温度荷重软化温度2626荷重软化温度：是材料在持续升温条件下，承受荷重软化温度：是材料在持续升温条件下，承受 恒定载荷时对其抵抗形变能力的恒定载荷时对其抵抗形变能力的 量度量度。 荷重软化温度是材料在荷重软化温度是材料在荷重、升温及荷重、升温及时间时间的综合作用

31、下性能的的综合作用下性能的特征值特征值。2626原理及规定原理及规定：在规定的恒定载荷和升温速率下加热 圆柱体试样，直到试样产生规定的压缩形变，记录升温时试样的形变，测定在产生规定形变量时的相应温度。荷重软化温度荷重软化温度2626荷重软化温度概念的几个要点：荷重软化温度概念的几个要点：1.荷重为荷重为0.2MPa（2Kg/cm2）2.荷重软化温度是以荷重软化温度是以试样膨胀到膨胀到最大值后开始收缩来计。最大值后开始收缩来计。比如：比如：试样从膨胀最大值膨胀最大值压缩了原始高度的0.6%，即为荷重软化开始温度 T0.6此外，还有T2，T4荷重软化温度荷重软化温度荷重软化温度的测定荷重软化温度的

32、测定2626荷重软化温度概念的几个要点：荷重软化温度概念的几个要点：2.荷重软化温度是以荷重软化温度是以试样膨胀到膨胀到最大值后开始收缩来计。最大值后开始收缩来计。比如：比如：试样从膨胀最大值膨胀最大值压缩了原始高度的0.6%，即为荷重软化开始温度 T0.6此外，还有T2，T4荷重软化温度的测定方式：非示差法和示差法1、非示差法 原理试样安装示意图26261、非示差法 原理非示差法要点：1.试样尺寸 360.5mm 高度50 0.5mm2.升温速率 1000 510/min1000 45/min 荷重软化温度荷重软化温度2、示差法 原理试样安装示意图示差法要点：1.试样尺寸 500.5mm 高

33、度50 0.5mm 中心孔孔径12mm2.升温速率 1000 510/min1000 45/min 荷重软化温度荷重软化温度26261、示差法 原理试样安装示意图荷重软化温度荷重软化温度2626荷重软化温度的应用：荷重软化温度荷重软化温度荷重软化温度的应用：2626荷重软化温度荷重软化温度影响荷重软化温度的因素影响荷重软化温度的因素1.液相与结晶相的比例2.液相的粘度3.结晶相的结晶形态1500，Z耐火度耐火度 refractoriness 2626n1. 耐火度耐火度 耐火度是表征材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能指标。a 熔融开始以前，b 在相当于耐火度的温度下，在相当于耐火度的温度

34、下，c 在高于耐火度的温度下测温锥在不同熔融阶段的弯倒情况 测试规定：在一定的升温速度下加热时，由于其自重的影响而逐渐变形弯倒，当其弯倒至顶点与底盘相接触的温度时，即为试样的耐火度。耐火度的规定与测定：耐火度的规定与测定：n耐火度的规定与测定耐火度的规定与测定： 是将实验物料做成截头三角测温锥，上端边长2mm，下底边长8mm，高30mm，截面成等边三角形。测温锥的制作n耐火度的规定与测定耐火度的规定与测定： 测温锥的制作2626 耐火度的意义与熔点不同，熔点是指纯物质的结晶相与其液相处于平衡状态下的温度，而一般耐火材料是由多种矿物组成的多相固体混合物，无固定的熔点，而只有一个熔融范围。 耐火度

35、不是物质的物理常数，而是一个技术指标。耐火度不是物质的物理常数，而是一个技术指标。 测温锥的弯曲程度主要取决于液相与固相的数量比、液相的粘度变化和高熔点晶相的分散度。 2626影响耐火度的因素可分为两大类影响耐火度的因素可分为两大类：1）与试验条件和方法有关的因素，制备试样时，材料的粉碎程度、试样的形状尺寸、安放方法、加热速度、炉中气体介质的性质等。2）与试验材料性质有关的因素：材料的化学组成及矿物组成，材料颗粒的形状及大小，它们之间的相对排列。如：对由各种单一组分构成的耐火材料而言，主要取决对由各种单一组分构成的耐火材料而言，主要取决于化合物熔点的高低。而对由多组分构成的耐火材料而于化合物熔

36、点的高低。而对由多组分构成的耐火材料而言，取决于主成分和他成分的数量比。言，取决于主成分和他成分的数量比。 中温部分高温部分WZ标号SK标号Seger标准美国标准WZ标号SK标号Seger标准美国标准11011100116015826158015951122112011651612716101605114311401170163281630161511641160119016529165016401185118012051673016701650120612001230169311690168012371230125017132171017001258125012601733317301745

37、1289128012851753417501760130101300130517735177017851321113201325179361790181013512135013351823718251820138131380135018538185018351411414101400188391880143151435143519240192014616146014651964119601481714801475200422000150181500149015219152015201532015401530一些无机材料的耐火度一些无机材料的耐火度n结晶硅石17301770n镁质材料 2000n

38、 高岭土17301770 1 1、导热系数的测量原理、导热系数的测量原理StQ=h导热系数导热系数 固体的热传导固体的热传导 StQ=h1 1、导热系数的测量原理、导热系数的测量原理热导率的物理意义：单位时间内，截面积为1m2，长度为1m的导热体，在两端温度差为1时所通过的热量。非金属材料导热的影响因素非金属材料导热的影响因素1. 化学成分不同，则导热系数不同 石墨SiC MgO Al2O3 ZrO22. 多相化学成分的材料一般较单一成分的导热系数小 MgAl2O4 MgO A3S2Al2O3 MgAl2O4Al2O33. 结晶程度 大结晶 微晶体 玻璃体4. 孔隙率多，则一般为小常用导热系数

39、的测试方法：常用导热系数的测试方法： 平板法平板法 十字热线法十字热线法平行热线法平行热线法 3 （1）平板法平板法 3原理：原理： 根 据 傅 立叶一维平板稳定导热过程的基本原理，测定稳态传热时在单位时间内一维温度场中热流纵向通过试样热面流至冷面后被流经中心量热器的水流吸收的热量。该热量同试样的导热系数，冷热面温差，中心量热器吸热面面积成正比，同试样的厚度成反比。3 3、导热系数的测试、导热系数的测试式中: 导热系数，单位为瓦每米开尔文(W/(m.K );Q 单位时间内水流吸收的热量，单位为瓦(W);h 试样厚度，单位为米(m);S 试样面积，单位为平方米(m2);T 冷、热面温差，单位为开

40、尔文(K) （1）平板法平板法 3原理：原理： 3 3、导热系数的测试、导热系数的测试水流吸收的热量与水的比热、水的质量、水温升高成正比。式中:Q 单位时间内水流吸收的热量，单位为瓦(W);C 水的比热，单位为焦每克开尔文(J/(g.K ); 水流量，单位为克每秒(g/s);T 水温升高，单位为开尔文(K) （1）平板法平板法 3测试要点：测试要点：（1）适用于热面温度在200-1300 （2）导热系数在 0.03W/(m.K )-2.00W/(m.K ) ）（3）试样尺寸 (160-180)mm(10-25)mm3 3、导热系数的测试、导热系数的测试 （2）十字热线法热线法 3十字热线法的原

41、理是测量沿试样长度方向埋设在试样中线形热源在一定时间内的温升。通过焊接在热线中点的热电偶测量热线温度随时间的变化。该线的温度变化即是被测材料导热系数的函数。加热和测量电路与试样组合示意图加热和测量电路与试样组合示意图 （2）十字热线法热线法 2121ln t tIV4 L- 3式中： 导热系数，W/(mK)；I 加 热 电 流 ，A；V 热 线 两端电压，V；R 试验温度下的热线电阻，；L 热线长度，m；t1，t2 加热电流接通后测量的时间，min；1、2 热线在t1，t2时的对应温度，。 （2）十字热线法热线法 3测试要点：（1）测定温度 1250（2）导热系数 2W/（mk）（3）试样尺寸 230mm114mm65mm加热和测量电路与试样组合示意图加热和测量电路与试样组合示意图 （3）平行热线法热线法 3其基本原理