耐火材料品種繁多、用途各異,主要用于鋼鐵、有色金屬、玻璃、水泥、陶瓷、石化、機(jī)械、鍋爐、輕工、電力、軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,是上述產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行和技術(shù)發(fā)展的基本材料,在高溫工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中起著的重要作用。
耐火材料是高溫技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料。耐火材料應(yīng)用較為普遍的是在各種熱工設(shè)備和高溫容器中,作為抵抗高溫作用的結(jié)構(gòu)材料和內(nèi)襯。
在水泥石灰工業(yè)中,預(yù)熱塔就少不了不定型耐火材料——澆注料的保護(hù)。雷法耐火技術(shù)就是主要提供不定型耐火澆注料和定性耐火磚。
從礦物學(xué)的角度來看,都具有產(chǎn)品足夠高的耐火性能;從技術(shù)角度看,應(yīng)能滿足技術(shù)的基本要求;從性能上看,用它制成的產(chǎn)品應(yīng)該能夠滿足產(chǎn)品性能的要求,尤其是高溫性能。一般耐火材料分為鋁硅耐火材料(二氧化硅、粘土、高鋁等。)、堿性耐火材料、隔熱耐火材料和其他耐火材料。1.硅質(zhì)原料由于應(yīng)時(shí)變體的體積效應(yīng),硅磚也是直接由硅石制成,硅石是脈狀應(yīng)時(shí)、石英巖、燧石和砂巖的總稱。二氧化硅的主要成分是二氧化硅,其余為雜質(zhì)。用于耐火材料的硅石原料包括結(jié)晶碎石和膠結(jié)硅石。表1耐火材料用二氧化硅的分類和特性二、粘土原料耐火粘土是生產(chǎn)硅鋁酸鹽耐火材料的主要原料
由原生粘土轉(zhuǎn)移到其他地方,然后沉積下來的粘土。它的粒度細(xì),分散度大,可塑性高。用于耐火材料工業(yè)的耐火粘土主要分為以下兩類。①硬粘土的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)致密,硬度高,顆粒極細(xì),在水中不易分散,可塑性低。這種粘土的外觀通常是淺灰色、灰白色或灰色。貝殼狀骨折,有的表面有滑膩感,容易風(fēng)化破碎。②軟(半軟)粘土常為土塊狀,組織柔軟,可塑性好。由于雜質(zhì)的種類和含量不同,這種粘土的顏色差異很大。從灰色、深灰色到黑色;有些是紫色、紅色或白色。
高鋁原料(1)鋁土礦鋁礬土是生產(chǎn)棕剛玉的主要原料,Al2O3含量為88%~90%的高鋁熟料是生產(chǎn)亞白剛玉的主要原料。氧化鋁是生產(chǎn)白剛玉和致密剛玉的原料。鋁土礦又稱鋁土礦或鋁土礦,主要礦物為一水硬鋁石(al2o3·H2O)和三水鋁石(al2o3·3H2O)。中國(guó)的鋁土礦儲(chǔ)量極其豐富:產(chǎn)地從山西、河北、山東到黃河以北,中間經(jīng)過河南、廣西,西南到貴州、云南。目前鋁土礦熟料的主要產(chǎn)地有山西、河南、貴州。湖南還有一些正在開發(fā)的小煤礦。我國(guó)鋁土礦的主要礦物為勃姆石、勃姆石、高嶺石和葉蠟石,按其礦物組成可分為三種類型:勃姆石-高嶺石型(DK);勃姆石-高嶺石型(BK);一水硬鋁石-葉蠟石型(DP)。目前應(yīng)用廣泛的是
1)鋯石鋯英石(ZrO2SiO2或ZrSiO4)是生產(chǎn)鋯制品和鋯英石制品的主要原料。中國(guó)鋯石的產(chǎn)地是海南省。廣東省、廣西壯族自治區(qū)、山東省、福建省和臺(tái)灣省均有分布。鋯石的理論成分是ZrO267。01%和二氧化硅32。99%.常含有TiCfe等微量稀土氧化物,由于這些元素的存在,具有不同程度的放射性。因此,使用這種原料生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí),應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。鋯石的熱導(dǎo)率較低,在201000℃時(shí)為3.72W/(m.K)。與其他晶相相比,鋯石的膨脹系數(shù)也較低,1000℃時(shí)為4.6×10-6℃。其單晶在垂直和平行主軸(C軸)兩個(gè)方向上的膨脹系數(shù)差別很大。鋯英石是化學(xué)惰性的,難以與酸反應(yīng)。它與玻璃熔體反應(yīng)程度很小,在冶金和玻璃工業(yè)中常用作耐火材料。(2)斜鋯石天然斜鋯石(ZrO2)通常不規(guī)則,呈黑色、棕色、黃色或無色。我國(guó)天然斜鋯石礦體很少。工業(yè)上使用的ZrO2是一種化工原料,是由鋯石(ZrO2SiO2)經(jīng)化學(xué)方法制成的白色或微黃色粉末。