耐火材料教学课件第八章

讲授教师：朱宝忠

第八章不定型耐火材料UnshapedRefractories

讲授教师：朱宝忠第八章不定型耐火材料UnshapedRef

1.定义：由耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂以一定比例共同组成的，不经成形和烧成而直接使用或加适当液体调配后使用。也称散状耐火材料BulkRefractories（无固定外形、可制成浆状、泥膏状和松散状）或整体耐火材料MonolithicRefractories（可制成无接缝的整体耐火材料）

属于节能材料

概述1.定义：由耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂以一定比例(骨料)：大于0.088mm颗粒，是主体材料，起骨架作用用量一般为60％～73％，分粗骨料（>5mm）和细骨料（<5mm）(细粉)：小于0.088mm颗粒，是基质部分，起高温下联结或胶结耐火骨料的作用。用量一般为15％～40％，能填充骨料孔隙，实现紧密堆积，避免粒度偏析，提高致密性及强度。当粒径小于5um称超细粉，适当加入可以显著提高某些性能。(结合剂)：一定条件下，通过水合、化学、聚合、凝聚等作用使得伴合物获得强度。(外加剂)：是强化结合剂作用合提高基质相性能得材料。有促凝剂、缓凝剂、减水剂、抑制剂、快干剂等(骨料)：大于0.088mm颗粒，是主体材料，起骨架作用耐火材料教学ppt课件第八章耐火材料教学ppt课件第八章耐火材料教学ppt课件第八章2、不定形耐火材料的发展不定形耐火材料始于1914年美国出现的可塑料，1918年法国用矾土水泥作结合剂，不定形耐火材料开始了新的时代。

不定形耐火材料的发展中，结合剂的使用是关键。根据结合剂的发展，可以把不定形耐火材料的发展分为如下几个阶段：2、不定形耐火材料的发展不定形耐火材料始于192）20世纪60年代～70年代后期：开发出硫酸铝、聚合氯化铝、磷酸钠、烧结和电熔氧化铝水泥、粘土等，提高了不定形材料的高温使用性能；3）20世纪80年代初至今：复合结合剂、超微粉及高效外加剂的使用，配制成功低水泥、超低水泥和无水泥浇注料，性能显著提高。传统浇注料用水量大于10％，而高技术浇注料用水量在4％左右。

1）1914年～20世纪60年代中期：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、水玻璃和磷酸盐等结合剂的使用，与普通耐火骨料和粉料配制成不定形耐火材料；2）20世纪60年代～70年代后期：开发出硫酸铝、聚合不定形耐火材料在整个耐火材料中所占的比例，以成为衡量一个国家耐火材料行业技术发展水平的重要标志。日本在1992年率先成为不定形耐火材料超过定形耐火材料的国家。2002年不定形产量占整个耐火材料的比例数据：日本～60％，美国～50％，欧洲40～50％，中国～30％。但是，中国当年的耐火材料总产量超过1100万吨，不定形产量居世界第一位。不定形耐火材料在整个耐火材料中所占的比例，以成1）、按耐火骨料品质分类硅质、粘土质、高铝质、镁质等等2）、按所用结合剂分类水泥结合、粘土结合、水玻璃结合、超微粉结合等等3、不定形耐火材料的分类1）、按耐火骨料品质分类3、不定形耐火材料的分类3、按施工和使用方法分类（该方法在实际使用中最多）耐火浇注料：一般借助振动器施工耐火捣打料：借助风镐或人工捣打耐火喷涂、喷补、涂抹料：借助喷补机或人工涂抹耐火泥（浆）：人工砌筑耐火砖的填缝材料耐火投射料：以投射方式施工3、按施工和使用方法分类（该方法在实际使用中最多）4）、按热工设备或使用部位命名（技术文本或商务上使用较多）转炉镁质喷补料、钢包永久层浇注料、高炉出铁沟浇注料等；4）、按热工设备或使用部位命名（技术文本或商务上使用较多）工厂占地面积小，投资少，能耗低；生产过程简便，劳动强度低；供货周期短；适用性强，可制成任何形状的构筑物；施工简便，直接使用或调配后使用；使用方便，；4、不定形耐火材料的主要特点工厂占地面积小，投资少，能耗低；4、不定形耐火材料的主要特缺点：体积稳定性不好、气孔率较高、耐侵蚀能力一般不强、质量波动较大，使用后拆卸困难、现场须配备专用施工设备等。

缺点：体积稳定性不好、气孔率较高、耐侵蚀能力一般不强、质量波耐火材料教学ppt课件第八章耐火材料教学ppt课件第八章第一节不定形耐火材料用结合剂第一节不定形耐火材料用结合剂结合剂——胶结耐火骨料和粉料，并使不定形耐火材料产生强度的材料。耐火砖通过干燥或烧成产生陶瓷结合或直接结合。不定形耐火材料使用前未经高温烧成，颗粒间只能靠结合剂的作用使其粘结为整体，使构筑物或制品具有一定的强度。一、定义：结合剂——胶结耐火骨料和粉料，并使不定形耐火材料产生强度的材良好的凝结硬化特性，满足施工使用强度；分散性能好，良好的润湿性，可与粒状和粉状物料表面最大限度的接触，提高材料的致密性；硬化时的体积稳定性较好，耐火性能高；无其它危害作用；二、不定形耐火材料对结合剂的要求良好的凝结硬化特性，满足施工使用强度；二、不定形耐火材料对无机结合剂：1)硅酸盐类：硅酸钙水泥、水玻璃、结合粘土等；2)铝酸盐类：铝酸钙水泥；3)磷酸盐类：磷酸二氢铝、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠；4)硫酸盐类：硫酸铝；氯化物类：氯化镁；溶胶类：硅溶胶、铝溶胶；三、结合剂的分类1、按化学性质分类：有机和无机结合剂；无机结合剂：三、结合剂的分类1、按化学性质分类：有机和无有机结合剂：天然类：淀粉、糊精、沥青；合成类：酚醛树脂；有机结合剂：天然类：淀粉、糊精、沥青；合成类：酚醛树脂；1)水硬性结合剂：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥；2)气硬性结合剂：水玻璃（加氟硅酸钠）；3)热硬性结合剂：酚醛树脂；2、按硬化条件分类：水硬性、气硬性和热硬性结合剂

1)水硬性结合剂：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥；2)气硬性结

暂时性结合剂：水溶性结合剂：木质素磺酸盐类，糊精；非水溶性结合剂：石蜡；3、按不同温度下结合作用分类：暂时性和永久性结合剂暂时性结合剂：3、按不同温度下结合作用分类：暂时性永久性结合剂：碳素结合剂：沥青、酚醛树脂；铝酸盐水泥；磷酸及磷酸盐结合剂；氯化盐和硫酸盐结合剂；硅酸盐结合剂、水玻璃等；永久性结合剂：碳素结合剂：沥青、酚醛树脂；Aluminateconcrete(铝酸盐水泥)：应用最多的是以铝酸钙为主要成分的水泥化学组成为氧化铝和氧化钙，有的还有相当多的氧化铁和氧化硅。矿物组成——铝酸一钙（CA），铝酸二钙（C2A），七铝酸十二钙（C12A7)，钙黄长石（C2AS）铁铝酸四钙（C4AF）等A.水硬性结合剂四、硬化原理Aluminateconcrete(铝酸盐水泥)：A.水硬成分的大致性能：CA——高的水硬活性，凝结不快但硬化迅速，是高铝水泥早期强度的主要来源；CA2——水化硬化较慢，早期强度低而后期强度高；C12A7——水化快﹑凝结迅速但强度不高；C2AS——存在于氧化硅含量较高的高铝水泥中，它不发生水化反应，对水泥的水化和硬化性能无积极作用成分的大致性能：1）铝酸钙水泥的水化和硬化CA的水化过程和水化产物与养护温度有密切的关系CaO·Al2O3+H2O→CAH10六方（低于25℃）CaO·Al2O3+H2O→C2AH8六方+AH3（25℃-35℃）CaO·Al2O3+H2O→C3AH6立方+AH3（35℃-45℃）CA2的水化与CA类似CA2+H2O→CAH10+AH3

C12A7的水化也类似CA，超过30℃只形成C3AH61）铝酸钙水泥的水化和硬化2）凝结与硬化水泥石的强度除了受水化速度影响外与水化产物和其间的转变也有密切的关系（3）水灰比对水泥石强度的影响对每种水泥在一定的施工条件下都有一最佳值。水分过高，水泥石的结构密实度降低，水泥石的强度急剧下降；水分过少使水泥浆的流动性降低，也不易获得结构密实的水泥石2）凝结与硬化水泥类别化学组成％Al2O3/CaO主要矿物颜色SiO2Al2O3Fe2O3CaO高铝水泥13~935~4510~1736~400.85~1.3CA、C4AF、C2AS灰到黑高铝水泥23~650~651~329~401.2~2.2CA、C2AS淡黄低钙高铝水泥0~1.468~800~117~272.8~4.7CA、CA2、a－Al2O3白色水泥类别化学组成％Al2O3主要矿物颜色SiO2Al2O3F耐火材料教学ppt课件第八章耐火材料教学ppt课件第八章（4）铝酸盐水泥石在加热过程中的变化加热过程可发生脱水分解反应和结晶化等变化400℃以下由于结晶水的大量脱出和晶型转化，水泥石的强度随温度升高是下降的；400℃—1000℃强度变化平缓，且后期由于结构趋于密实和分解产物发生新的化合反应，强度反而上升；1000℃以上时，由于液相的大量析出，强度再次下降（5）铝酸盐水泥的耐火性能含Fe2O3愈高，其耐火性愈低。含钙量对水泥耐火性能的影响也有此倾向。而氧化铝含量的提高有助于水泥耐火性能的提升（4）铝酸盐水泥石在加热过程中的变化耐火材料教学ppt课件第八章waterglass(水玻璃)一般化学式为Na2O·nSiO2·xH2O1）coagulateandinduration(凝结与硬化)常温下，水玻璃凝结很缓慢，为促进水玻璃硬化，会加入一些促硬剂，通常为酸和含金属离子的外加剂。通常用的有——硅氟化钠，氯化铝，磷酸，磷酸铝，以及其他含Zn,Pb,Fe,Mg的磷酸盐主要作用就是加速水解反应和形成硅氧凝胶B.气硬性结合剂waterglass(水玻璃)一般化学式为Na2O·nSi2）水玻璃硬化体在加热时的变化100—300℃脱水过程，致密度和强度提高；300—600℃开始强度仍有所增加，400℃最大，以后略有下降，水玻璃模数越大，影响越突出；600-700℃强度有增强(有二硅酸钠生成）700—900℃由于局部出现液相，强度降低（3）应用除不宜同极易水化的白云石材料配合外，同其他皆可以配制，但结合后的制品不宜水浸和受潮。2）水玻璃硬化体在加热时的变化phosphoricacidandphosphate(磷酸及磷酸盐结合剂)磷酸有正磷酸(H3PO4)，焦磷酸(H4P2O7)，偏磷酸(HPO3)数种。其他常用的磷酸盐主要有铝盐，钠盐，镁盐等磷酸和磷酸盐除了与结合材料发生反应以外，主要是酸式磷酸盐的聚合以及黏附作用造成的。以磷酸铝为例：C.热硬性结合剂phosphoricacidandphosphate1）磷酸铝的凝结和硬化磷酸铝多由磷酸和氢氧化铝反应制得，中和程度不同得到三种产物：Al(H2PO4)3,Al2(HPO4)3,AlPO4结合剂主要组分为Al(H2PO4)3,由于它是可溶于水的，组成混合料后，仍可长时间保持着可塑性，但是当加热到一定温度后，酸式磷酸铝可变成焦磷酸铝和偏磷酸铝，并发生聚合反应。此种偏磷酸铝聚合物存在于400—590℃以上的范围内，同时温度升高，此种偏磷酸铝聚合物发生分解，生成正磷酸铝和五氧化二磷，而五氧化二磷还可以与氧化铝生成正磷酸铝，从而使结合体强度得到加强。因此磷酸铝结合剂只有在大大高于常温才可以获得相当高的强度。1）磷酸铝的凝结和硬化2）磷酸铝的促硬和缓凝如果在使用磷酸类作结合剂时，为加速其常温硬化，可采取外加适当促硬剂。原理是磷酸根离子夺取促硬剂中阳离子形成粘结性较强的磷酸盐主要的促硬氧化钙﹑氧化锌﹑氟化铵等在某些不定形耐火材料中，混合料制备后为使其在相当长的保存期具有可塑性可加入物质进行缓凝。原理是通过夺取铝离子从而阻止磷酸铝形成和析出可加入物质有，草酸，柠檬酸，酒石酸等有机酸，也可加入氧化铬等无机物。2）磷酸铝的促硬和缓凝（3）磷酸铝硬化体在高温下的变化500℃以前，结合体密度虽有所下降，但强度却显著提高；500℃—900℃热态强度不仅不降，反而持续增长。900℃—1000℃，热态强度明显降低，这是由于磷酸盐高温分解的原因从高于1000℃到1300～1500℃，硬化体内各种磷酸铝都先后分解为正磷酸铝和五氧化二磷，五氧化二磷挥发后，只残留正磷酸铝（3）磷酸铝硬化体在高温下的变化（1）氯化镁主要用于生产镁质，镁铬质等耐火材料。凝结硬化作用主要是通过氯化镁与氧化镁生成氧氯化镁和氧化镁生成氢氧化镁而引起的（2）硫酸铝凝结硬化—硫酸铝受水解生成碱式盐，然后生成氢氧化铝，最后逐渐形成氢氧化铝凝胶体而凝结硬化。应用与磷酸铝相似，常与其他结合剂组成复合结合剂。D.（其他）（1）氯化镁D.（其他）1、水合结合：借助于常温下，结合剂与水发生反应生成水化产物而产生的结合。如：铝酸钙水泥加水发生水化反应生成六方片状的CaO•Al2O3•10H2O水化铝酸钙晶体、针状的2CaO•Al2O3•8H2O水化铝酸钙晶体和立方状3CaO•Al2O3•6H2O水化铝酸钙晶体以及氧化铝凝胶体，形成凝聚结晶网而产生结合。结合剂的结合方式大致可以分为六类五、结合剂的结合方式1、水合结合：借助于常温下，结合剂与水发生反应生成水化产物而2、化学结合：借助于结合剂与硬化剂或结合剂与耐火材料之间在常温下发生化学反应，或加热时发生化学反应生成具有结合剂作用的化合物而产生结合。如：硅酸钠结合剂加氟硅酸钠硬化技时发生的下列反应：2[Na2O•nSiO2]+Na2SiF6+2(2n+1)H2O→6NaF+(2n+1)Si(OH)4

反应结合生成溶胶SiO2·nH2O，经脱水形成Si－O－Si网络状结构，从而产生较强的结合强度。2、化学结合：借助于结合剂与硬化剂或结合剂与耐火材料之间在常3、聚合结合：借助于催化剂或交联剂，使结合剂发生缩聚形成网络状结构而产生结合强度。如：甲阶酚醛树脂加酸作催化剂或加热时可产生如下缩聚反应而产生较好的结合强度。3、聚合结合：借助于催化剂或交联剂，使结合剂发生缩聚形成网络4、陶瓷结合：指低温烧结结合，即在散状耐火材料中加入可降低烧结温度的助剂或金属粉末，以大大降低液湘出现温度，促进低温下固－液反应而产生低温烧结结合。如：刚玉干式振动料中加入少量硼酐，硼酐在450℃～550℃生成粘性液湘，随后与α－Al2O3发生液－固反应而将刚玉骨料粘结在一起。4、陶瓷结合：指低温烧结结合，即在散状耐火材料中加入可降低烧5、粘附结合：借助于以下几种物理作用之一而产生结合的。1）物理吸附作用（范德华力）；2）扩散作用：分子热运动下，粘结剂与被粘结物的分子发生相互扩散作用，形成扩散层，从而形成牢固结合；3）静电作用：粘结剂与被粘结物界面存在着双电层，由静电引力作用而产生结合；

5、粘附结合：借助于以下几种物理作用之一而产生结合的。粘附结合剂多为有机结合剂，其中有暂时性结合剂，经过高温处理后会燃烧掉，如：糊精。有的为永久性结合剂，经过高温处理后除部分挥发外，其余的会碳化而形成碳结合，如沥青、酚醛树脂等。另外一些有机物具有粘合作用：水玻璃、硅溶胶等。粘附结合剂多为有机结合剂，其中有暂时性结合剂，经

6、凝聚结合：依靠加入凝聚剂使微粒子（胶体粒子）发生凝聚而产生结合。如：氧化硅微粉加铝酸钙水泥。6、凝聚结合：依靠加入凝聚剂使微粒子（胶体粒子）发生凝第二节不定形耐火材料用外加剂第二节不定形耐火材料用外加剂一、定义用以改善不定形耐火材料性能的物质，如施工性能、使用性能等，为组成总量的万分之几到百分之几。一、定义二、分类1、减水剂：保持浇注料流动值基本不变的条件下，可显著降低拌和用水量的物质。

作用机理：不与材料反应，只起表面物理化学作用。溶于水后能吸附在粒子表面上，提高粒子表面的ζ电位，增加粒子间斥力，释放出由微粒子组成的凝聚结构中包裹的游离水。保持浇注料流变性（作业性）的条件下，能使单位用水量减少，满足作业需要。二、分类1、减水剂：保持浇注料流动值基本不变的条常用的减水剂有：三聚磷酸钠(Na3P3O10)、六偏磷酸钠(NaPO11)n，n＝14～40，硅酸钠(Na2·nSiO2·mH2O)和木质磺酸盐(R-SO3Na)，最后一种为有机类物质。

常用的减水剂有：三聚磷酸钠(Na3P3O10)、六偏磷酸钠(2、增塑剂增大拌和好的耐火材料混合物的可塑性，或者说能提高混合物（泥料）在应力作用下产生应变能力的物质。主要用于：可塑料和捣打耐火材料。增塑剂是一类具有粘滞性物质或是一类表面活性物质。常用的有：塑性粘土、氧化物超微粉、木质磺酸盐。2、增塑剂3、促凝剂促使耐火材料凝结和硬化的物质。促凝剂的作用机理比较复杂。不同结合剂使用不同促凝剂。铝酸钙水泥结合的浇注料所用的促凝剂多为碱性化合物，如：氢氧化钙、碳酸钠和硅酸钠等。磷酸和磷酸二氢铝结合的浇注料使用的促凝剂有：氧化镁、铝酸钙水泥、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）等。硅酸钠（水玻璃）结合的浇注料用的促凝剂有：氟硅酸钠、磷酸铝（钠）和石灰等。3、促凝剂

定义：延缓耐火材料凝结和硬化时间的物质。作用机理：a.形成络合物b.形成薄膜缓凝剂一般在铝酸钙水泥结合的浇注料中使用，所用缓凝剂有乙二醇、木质磺酸盐、磷酸盐等。4、缓凝剂

4、缓凝剂5、发泡剂能够降低液体表面张力，大量产生均匀而稳定的泡沫的物质。多孔轻质耐火浇注料在生产时，往往需要加入一定量的发泡剂，如松香胶等。5、发泡剂能够保持不定形耐火材料储存一定时间后施工性能不变或变化不大的物质。

6、保存剂

能够保持不定形耐火材料储存一定时间后施工性能不变57

7、膨胀剂弥补材料在温度变化过程中的体积收缩，以避免不利后果的产生。如：三石类矿物(Al2O3•SiO2,同质异形体)。高温下：3(Al2O3•SiO2)→3Al2O3•2SiO2+SiO2

原料名称莫来石形成温度，℃体积增大，％蓝晶石1300～150016～18红柱石1350～14003～5硅线石1500～15507～8577、膨胀剂原料名称莫来石形成温度，℃体积增大，％蓝晶58

8、烧结剂降低材料的烧结温度，促进材料在低温下烧结的物质。如：粘土，可提高浇注料的中温强度。588、烧结剂第三节浇注耐火材料Mouldrefractory第三节浇注耐火材料Mouldrefractory60

一、定义耐火浇注料是一种由耐火物料制成的粒状和粉状材料，加入一定量结合剂、外加剂和水共同组成的，具有较高流动性，适用于以浇注成型的不定形耐火材料。类比：建筑混凝土：石子+沙子+水泥+水耐火混凝土：骨料+粉料+结合剂+添加剂60一、定义类比：61

二、原材料的选择1、颗粒料基本上说，可由各种材质的耐火原料制成。需要注意的是：兰晶石不宜直接用作粒状材料，在1200～1400℃温度范围内变成莫来石会发生急剧体积膨胀，可制成粉料，适量加入浇注料中防止体积收缩。应根据原料的性质和使用部位的具体情况来选择原材料。61二、原材料的选择62

对颗粒料的要求：1)烧结良好，吸水率为1～5％；2)熔融材料不宜以颗粒料的形式加入，可以超细粉的形式加入。因熔融材料表面不吸水，易使浇注料中粗颗粒的下部积水多，使颗粒与结合剂之间结合强度降低，在使用中不易形成烧结密实的整体；62对颗粒料的要求：63

2、粉料粉料的作用：1)紧密堆积；2)保证混合料流动性；3)提高浇注料结合强度；4)体积稳定性；5)促进烧结和提高耐侵蚀性；632、粉料64

通常采用同颗粒料相同的材质的原料作为细粉，其品位要求更高。如以普通烧结镁砂为骨料，就以电熔镁砂为细粉。为避免材料在使用过程中发生收缩，应尽量选择热膨胀系数较小的耐火材料原料为颗粒料，在基质中加入适量膨胀剂或加入在反应过程中可带来体积效应的材料。64通常采用同颗粒料相同的材质的原料作为细粉，其65

破碎－颚式破碎机（粗碎）粉碎－圆锥破碎机，辊式破碎机（对辊）筛分－按尺寸大小分成不同粒径的颗粒料。有固定筛和电磁振动筛之分，其中，后者的筛分效率较高。细磨－耐火粉料的制作。球磨机、管磨机（筒磨机）、振动磨机等。主要工序有：耐火原料的破碎、粉碎、筛分、配料、混合、分装和检验等。三、耐火浇注料的生产65破碎－颚式破碎机（粗碎）主要工序有：耐火原66

预混合－指外加剂、结合剂和细粉等全部粉料和某几种粉料的预先混合。在高档不定形耐火材料的生产中，必须用预混合粉，否则，微量的外加剂、超微粉等外加物难以混合均匀，造成性能的不稳定性，影响施工和使用性能。

混合－双螺旋锥形搅拌机66预混合－指外加剂、结合剂和细粉等全部粉料和某67

在耐火材料浇注料的生产中，如果采用水泥或液体结合剂式，可分装或直接发到用户，必须注明其技术要求和用量。不定形耐火材料的生产过程大致如下图所示。67不定形耐火材料的生产过程大致如下图所示。68

四、浇注料生产时的注意事项1、可以根据最紧密堆积原则进行配料。如：3～4级配料，最大粒径取决于砌体的尺寸大小，一般10～15mm；68四、浇注料生产时的注意事项69

2、防爆裂外加剂防爆裂外加剂的作用原理：通过加入物形成的气体、融化后形成的裂纹或因膨胀系数不一致形成裂纹来开辟排除水蒸汽的通道。A、金属铝粉金属铝粉与水混合后发生放热反应，逸出氢气。2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑692、防爆裂外加剂A、金属铝粉70

B、某些有机或无机物

融化后形成裂纹，有利于形成排气通道。聚乙烯和聚丙烯纤维直径一般只有15um左右，这些化学纤维在较低温度下就发生收缩，在加热产生蒸汽的温度以下就能熔融，这种收缩和熔融形成了空洞，使浇注料透气率提高。C、乳酸铝Al(OH)3-x(CH3CHOHCOO)x·nH2O

在常温下，具有凝结硬化性，在硬化时发生溶胶－凝胶转化，使硬化体基质内产生微小裂纹，从而使浇注料透气性能提高。

70B、某些有机或无机物C、乳酸铝Al(OH)3-x(C五﹑浇注料的性质不仅受粒状料和粉状料的材质和配比的支配，相当程度上还受结合剂的影响，也在一定程度上受施工技术的控制1.强度常温强度，高温强度皆受结合剂的控制2.耐高温性能相当大的程度上受结合剂的控制，耐热震性要优于同材质的烧结制品五﹑浇注料的性质第四节可塑耐火材料Shaperefractory第四节可塑耐火材料Shaperefractory73

一、定义由粒状和粉状物料与可塑粘土等结合剂和增塑剂配合，加入少量水分，经充分混练，所组成的一种呈硬泥膏状并在较长时间内保持较高可塑性的不定形耐火材料。可塑料多数用于不直接与熔融物接触的各种加热炉中，材质多为粘土质和高铝质，也有硅质、镁质、碳化硅质等。有粘土结合、水玻璃结合、磷酸盐结合和硫酸盐结合等等。73一、定义74

二、可塑料应具备的基本性能1）有一定的可塑性2）有一定的保存期3）常温养护后具有一定的强度4）具有一定的高温体积稳定性74二、可塑料应具备的基本性能75

三、如何控制可塑料的可塑性与粘土的特性、加入量及水量有关。水量增加，可塑性提高，但也不能过高，一般5～10％，也可外加增塑剂。增塑剂的作用：1）使颗粒的吸湿性提高，使粘土微粒分散并被水膜包覆；2）使粘土中腐植物分散，并使颗粒溶胶化；3）使粘土－水系统中的粘土微粒间静电斥力提高，稳定溶胶；4）使粘土中的水提高粘度，以形成结实的水膜。75三、如何控制可塑料的可塑性76

增塑剂的种类：木质素磺酸盐、木质素磷酸盐、纸浆废液等；结合剂有水硬性和气硬性（要采取密封措施）之分，长期储存还需要缓凝措施。76增塑剂的种类：木质素磺酸盐、木质素磷酸盐、77

四、困料困料：磷酸盐结合的，因制成混合料后，物料中的金属铁等杂质与酸反应，形成气体，使混合料膨胀，结构疏松，硬化强度下降，需要将混合料放置一段时间，使气体充分逸出，再加入余下的结合剂，也可以加抑制剂与金属反应成络合物，从而抑制膨胀作用。77四、困料第五节其他不定性耐火材料Otherunshapedrefractory第五节其他不定性耐火材料Otherunshapedref79

采用捣固法施工的半湿状态的耐火混合料称为耐火捣打料。与耐火可塑料不同，此类耐火混合料是一种低塑性或无塑性捣固材料，是依靠强制捣固而形成致密体，再经加热烘烤或焙烧发生硬化而获得一定的结构强度。一、耐火捣打料79采用捣固法施工的半湿状态的耐火混合料称为耐80

1、高铝-碳化硅-碳质捣打料由高铝熟料、碳化硅、碳素材料、结合剂和外加剂组成的用捣打法施工的混合料称为高铝－碳化硅－碳质捣打料。此类捣打料主要用于作中、小高炉出铁沟和渣沟内衬。801、高铝-碳化硅-碳质捣打料81

配制此类捣打料的高铝矾土熟料要求杂质(Fe2O3，R2O)含量越低越好，吸水率＜4.5％，其粒度组成为粗颗粒(8～2mm)40％～60%，中颗粒(2～0.074mm)10％～20%，细颗粒(<0.074mm)30％~40%。碳化硅粒度为＜100目。碳素材料可采用冶金焦或石墨，要求杂质含量低，固定碳含量高。为了提高捣打料的作业性能和使用中的烧结性能。还可加软质粘土或膨润土。根据使用温度不同还可加入不同温度下的助烧结剂。81配制此类捣打料的高铝矾土熟料要求杂质(Fe82

用于改善高铝－碳化硅－碳质捣打料性能的添加剂包括有防氧化剂、增塑剂、浸润剂、防缩剂等。加防氧化剂的目的在于防止碳素材料过份氧化，通常采用金属硅粉、金属铝粉作为防氧化剂。增塑剂一般采用塑性粘土。加浸润剂的目的在于使碳化硅、碳素材料能与氧化物耐火材料很好地混合在一起。加防缩剂在于防止使用中收缩过大而使沟衬产生裂纹，一般可用硅石细颗粒作防缩剂。82用于改善高铝－碳化硅－碳质捣打料性能的添83

2、碱性耐火捣打料碱性耐火捣打料是由烧结或电熔镁砂（或镁钙砂、镁钙铁砂）、结合剂和外加剂（烧结剂）组成的半湿状态可捣打施工的混合料。832、碱性耐火捣打料84

碱性耐火捣打料有含水碱性捣打料和无水碱性捣打料之分。含水碱性耐火捣打料不能直接用水来调制捣打料，因为水会与MgO反应生成Mg(OH)2而导致捣打衬体胀裂或碎裂。因此必须用能防止镁砂水化生成Mg(OH)2的结合剂，这类结合剂包括有氯化镁（卤水MgCl2·6H2O)水溶液，硫酸镁水溶液，水玻璃和聚磷酸盐水溶液等，它们能与MgO反应生成复合盐（或络合盐）而产生结合作用。84碱性耐火捣打料有含水碱性捣打料和无水碱性捣85

过去含水碱性耐火捣打料主要是用卤水来调制，主要用于构筑或修补电炉和平炉熔池与出钢槽。现在已逐渐改用聚磷酸溶液作结合剂，这类结合剂可以更有效地防止镁砂水化，但成本较高。85过去含水碱性耐火捣打料主要是用卤水来调制，喷射耐火材料是通过专用的设备以高速气流为载体进行喷射施工的耐火混合材料。

二、喷射耐火材料二、喷射耐火材料喷射耐火材料料按受喷补衬体上接受喷射物料的状态可分为两大类：Ⅰ冷物料喷射法Ⅱ熔融物料喷射法（简称熔射法）喷射耐火材料料按受喷补衬体上接受喷射物料的状态可分还可按受喷补衬体的表面温度状态分为：（1）冷态喷补（喷涂），指受喷补衬体处于常温下；（2）热态喷补（喷涂），指受喷补衬体表面温度在约700℃以上。还可按受喷补衬体的表面温度状态分为：冶金设备/构件结合剂材质使用部位转炉磷酸盐磷酸盐＋碳氧化镁质镁钙质炉帽、耳轴装料侧、出钢口钢包磷酸盐硅酸盐镁质、镁钙质镁铬质、高铝质渣线包壁真空炉磷酸盐硅酸盐镁质镁钙质、镁铬质浸入管上升、下降环流管中间包微粉复合磷酸盐镁质、镁钙质工作层出铁沟硅酸盐铝碳化硅碳质渣线、金属液线高炉内衬氧化铝水泥铝碳化硅质氧化铝制风口以上的炉身部位电炉硅酸盐磷酸盐镁质镁钙质、镁铬质侧壁渣线和熔池冶金设备/构件结合剂材质使用部位转炉磷酸盐氧化镁质炉帽、旋转布料筒供料喷射机结构

旋转布料筒供料喷射机结构双仓喷涂机结构示意图

双仓喷涂机结构示意图复合型多用途喷补设备

复合型多用途喷补设备理想喷补状态示意图理想喷补状态示意图常用的几种喷嘴示意图

常用的几种喷嘴示意图喷射耐火混合料可视为一个“稀释系统”，由湿粉和颗粒组成。在喷射到炉衬表面上的时候，后继的颗粒料会嵌入先前形成的喷射层中，如此反复，喷射层得以加厚。喷射耐火混合料可视为一个“稀释系统”，由湿粉和颗粒喷射料的颗粒分布对炉墙喷射层的性能有重要影响。一般来说，细颗粒料能改进粘附性所要求的可塑性，但也会增加干燥期间的剥落数量。粗颗粒料可以是喷射层更加稳定，提高致密度，改进抗蚀性。但是，太多的粗颗粒却会导致高的施工回弹率，增加材料的损失和延长施工时间。

喷射料的颗粒分布对炉墙喷射层的性能有重要影响。一般来粗颗粒可以提高喷射材料的抗侵蚀性能，然而粗颗粒过多则会在管道中显示出较高的偏析性，而且会使喷射回弹率上升，不利于现场操作。细颗粒料能够改善喷射材料的塑性，但是有增加干燥期间的剥落程度的趋势，使喷射层变得不够稳定。

粗颗粒可以提高喷射材料的抗侵蚀性能，然而粗颗粒过多则98

耐火泥浆是用于砌筑定形耐火制品的接缝材料，它是由耐火粉料、水或液态结合剂和外加剂（如分散剂、塑化剂，稳定剂或保水剂）等组成的，是一类含高浓度固体粒子的膏状浆体（或称浓悬浮液）。耐火泥浆中固体／液体重量比约为(70~75)/(30~25)，一般是用抹刀涂抹法施工。一般说耐火泥浆的化学性质要与所砌筑的耐火制品的化学性质相似，因此与耐火制品的分类相同三、耐火泥浆98耐火泥浆是用于砌筑定形耐火制品的接缝材料，它99

硅酸铝质耐火泥浆包括有粘土质、莫来石质和高铝质耐火泥浆。根据