粘土耐火砖要怎么选看这篇就够了

2020-07-28
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粘土耐火砖耐火砖的分类耐火砖选购耐火砖的价格

什么是耐火砖

耐火材料一般分为两种,即不定型耐火材料和定型耐火材料。不定型耐火材料也叫浇注料,是由多种骨料或集料和一种或多种粘和剂组成的混合粉状颗料,使用时必须和一种或多种液体配合搅拌均匀,具有较强的流动性。定型耐火材料一般指耐火砖,其形状有标准规则,也可以根据需要筑切时临时加工。

主要产品有:粘土质、高铝质、各种类型耐火砖、各种原料浇注料、不定型耐火材料等成品。

广泛应用于工业锅炉、电力锅炉、石油、化工、水泥窑炉、玻璃窑炉、冶金窑炉、冶金建材、钢铁等行业的各种窑炉、管道砌筑和保温。

耐火砖的价格不一主要原因是在选择耐火砖上面,与耐温度多少?用在哪里?用什么材料做的耐火砖?等等这些因素有关。

耐火砖的特点

自身属性

1、化学组成:主要成分决定该耐火材料的品质和特点。

2、体积密度:单位体积重量,密度大,说明致密性好,强度就可能高,但导热系数可能就大。

3、显气孔率:没做具体要求,但作为生产厂家必须严格控制显气孔。

4、荷重软化温度:也叫高温荷重开始变形温度,此参数很重要,标志材料耐高温的抵抗能力。

5、抗热震性能:抗温度急剧变化而不被破坏的能力。

6、抗压强度:承受(常温)的最大压力能力。

7、抗折强度:承受剪切压力的能力。

8、线性变化率:也叫重烧线变化或叫残余线变化,指每次在同等温度变化中体积发生膨胀收缩的变化,如果每次膨胀收缩一样,我们定义这样的线性变化率为0。

理化性质

1、耐磨性。

2、热导率:单位温度梯度条件下,通过材料单位面积上热流速率,跟气孔率有关。

3、耐冲击性:不用解释了吧,耐冲击性好,使用寿命就长。

4、抗渣性:在高温下抵抗熔渣侵蚀作用而不被破坏的能力。 

粘土耐火砖.png

耐火砖的分类

根据耐火砖成分的不同,其可以分为五大类,即:硅铝系耐火砖、碱性系列耐火砖、含碳耐火砖、含锆耐火砖、隔热耐火砖。任何炉子并不是只用一种耐火砖而砌筑而成的,需要个不同耐火砖的相互搭配使用。下面对这五大类耐火砖的成分一一作详细介绍。

1、硅铝系耐火砖据悉,其是以AL2O3—SiO2二元系统相图为基本理论,主要包括以下几种。

(1)硅砖

指含SiO293%以上的耐火砖,是酸性耐火砖的主要品种。它主要用于砌筑焦炉,也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位,在热风炉的高温承重部位也用,但是不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。

(2)粘土砖

粘土砖主要由莫来石(25%~50%)、玻璃相(25%~60%)和方石英及石英(最高可达30%)所组成。通常以硬质粘土为原料,预先煅烧成熟料,然后配以软质粘土,以半干法或可塑法成型,温度在1300~1400 C烧成粘土砖制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等结合剂制成不烧制品和不定形材料。它是高炉、热风炉、加热炉、动力锅炉、石灰窑、回转窑、陶瓷和耐火砖烧成窑中常用的耐火砖。

(3)高铝耐火砖

高铝耐火砖的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相,其含量取决于AL2O3/ SiO2比以及杂质的种类和数量,可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。原料为高铝矾土和硅线石类天然矿石,也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石的,以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的熟料。它多用烧结法生产。但产品还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。高铝耐火砖广泛用于钢铁工业、有色金属工业和其他工业。

(4)刚玉耐火砖

刚玉砖是指AL2O3含量不小于90%,以刚玉为主要物相的的一种耐火砖,可分为烧结型刚玉砖和电熔型刚玉砖。

 2、碱性系列耐火砖。碱性耐火砖是指以碱性氧化物如Mg0和CaO为主要成分的耐火制品,主要品种有以下几种。

(1)镁质耐火砖

是指以镁石作原料,以方镁石为主晶相,MgO含量在80%~85%以上的耐火砖。其产品分为冶金镁砂和镁质制品两大类。依化学组成及用途的不同,有马丁砂、普通冶金镁砂、普通镁砖、镁硅砖、镁铝砖、镁钙砖、镁碳砖及其他品种等。镁质耐火砖是碱性耐火砖中最主要的制品,耐火度高,对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性,是一种重要的高级耐火砖。主要用于平炉、氧气转炉、电炉及有色金属熔炼等。

(2)白云石砖,是以白云石作为主要原料生产的一种碱性耐火砖。广泛用于碱性转炉,还可用作某些炉外精炼包的内衬。

(3)镁橄榄石耐火砖,是以镁橄榄石2MgO·SiO2作为主要组成的一种耐火砖。主要用于平炉蓄热室格子砖、铸锭用砖、加热炉炉底以及在炼铜炉中也有较好的使用效果。

耐火砖1.png

3、含碳耐火砖。含碳耐火砖是指由碳或碳的化合物制成的,以含不同形态的碳为主要成分的耐火砖制品,主要分为以下几种。

(1)碳砖,是以碳质材料为主要原料,加入的适量结合剂制成的耐高温中性耐火砖制品。碳砖被广泛应用于砌筑高炉炉底、炉缸、炉腹和炉身下部。可提高高炉的连续作业时间,延长使用寿命。此外,碳砖还广泛用于电化学工业、化学工业、石油化学工业、电镀行业、铁合金工业炉(或设备的内衬) 、酸液、碱液槽衬和管路,以及熔炼有色金属(如铅、铝、锡等)的炉衬。

(2)石墨质耐火制品,是以天然石墨为原料,以粘土作结合剂制得的耐火材料。这类制品有石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖、水口砖及盛钢桶衬砖等。其中生产最多、应用最广的是炼钢和熔炼有色金属的石墨粘土坩埚。

(3)碳化硅耐火制品,是以碳化硅(SiC)为原料生产的高级耐火材料。其耐磨性和耐腐蚀性好,高温强度大,热导率高,线膨胀系数小,抗热震性好。在钢铁冶炼方面,它可用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面。在有色金属(锌、铜、铝等)冶炼中,大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等。在硅酸盐工业中,它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料,如马弗炉内衬和匣钵等。在化学工业中,多用于油气发生器、有机废料煅烧炉、石油气化器和脱硫炉等方面。此外,在空间技术上可用作火箭喷管和高温燃气透平叶片等。

 耐火砖.jpg

4、含锆耐火砖。属于一种属酸性材料,是以天然锆英石砂(ZrSiO2)为原料制得的制品。锆质耐火砖不同于硅铝系耐火砖和含碳系列耐火砖,其抗渣性好,热膨胀率较小,热导率随温度的升高而降低,荷重软化温度高,耐磨强度大,抗热震性好,现已成为各个工业领域中的重要材料。随着冶金工业中连铸和真空脱气技术的发展,锆英石耐火砖的应用越来越广泛,主要有以下几种分类。

(1)锆英石砖,在炼钢过程中,采用出钢脱气法,而锆英石质耐火材料对熔渣,钢水的耐侵蚀性和抗热震性良好,且适于在减压下工作,它在冶金工业中广泛用于砌筑脱气用盛钢桶内衬,也用作不锈钢盛钢桶内衬,连铸盛钢桶内衬、铸口砖、塞头砖、袖砖以及高温感应电炉炉衬等。锆英石质耐火砖对酸性渣和玻璃具有高的抵抗性,因而还广泛用于熔炼最活泼玻璃的玻璃窑的严重损坏部位。锆英石质耐火材料还具有不为金属铝、铝的氧化物及其熔渣侵透的性质,因而在炼铝的炉底上也获得了良好的效果。

(2)AZS电熔砖,也称为电熔锆刚玉砖,随着玻璃工业的发展,AZS电熔砖已成为玻璃窑炉的关键部位必须的耐火材料。它抵抗玻璃液的侵蚀性较强。

(3)AZS再烧结电熔砖,主要用于砌筑玻璃池窑的底、墙和蓄热格子砖等热工设备。

(4)锆莫来石电熔砖,该种砖的特点是晶体结构致密,荷重软化温度高,抗热震性好,常温及高温下机械强度高,耐磨性好,热导率好,且有优良的抵抗熔渣侵蚀的能力。该种制品的用途较广,用于冶金加热炉、均热炉、电石炉的出料口,玻璃熔窑窑壁等,使用效果很好。

 5、隔热耐火砖。是指气孔率高、体积密度低、热导率低的耐火材料。隔热耐火材料又称轻质耐火材料。它包括以下几种分类。

(1)高铝隔热轻质耐火砖。是以铝矾土为主要AL2O3含量不小于48%的隔热轻质耐火砖。其生产工艺采用泡沫法,也可采用烧尽加入物法。高铝质隔热轻质耐火砖可用于砌筑隔热层和无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位。直接与火焰接触时,一般的高铝质隔热耐火砖的表面接触温度不得高于1350℃。莫来石质隔热耐火砖可直接接触火焰,具有耐高温,强度高,节能效果显著等特点。适用于热解炉、热风炉、陶瓷辊道窑、电瓷抽屉窑及各种电阻炉的内衬。

(2)粘土质隔热轻质耐火砖,是以耐火粘土为主要原料制成的AL2O3含量为30%~48%的隔热耐火砖。其生产工艺采用烧尽加人物法和泡沫法。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料,掺加结合剂和锯木屑,经配料、混合、成型、干燥、烧成,制得体积密度为0. 3~1. 5g/cm3的产品。粘土质隔热砖的产量占隔热耐火砖总产量的一半以上。

中国标准(GB 3994—1983)将粘土质隔热砖按体积密度分为NG—1.5、NG—1.3a、NG—1.3b、NG—1.0、NG—0.9、NG—0.8、NG—0.7、NG—0.6、NG—0.5、NG—0.4 10种牌号。

(3)硅藻土隔热轻质耐火砖,是以硅藻土为主要原料制成的隔热耐火制品。它主要用在900℃以下的隔热层。

中国标准(GB 3996—1983)将硅藻土隔热制品按体积密度分为GG—0.7a、GG—0. 7b、GG—0.6、GG—0. 5a、GG—0.5b和GG—0.4六种牌号。

(4)漂珠砖,是以漂珠为主要原料制成的隔热耐火制品。漂珠是从热电厂粉煤灰中浮选出的硅酸铝质玻璃空心珠体。它体轻、壁薄、中空、表面光滑、耐高温、隔热性能好。利用漂珠这些优良特性,可制造出保温性能优异的轻质隔热耐火材料。生产漂珠砖可采用半干法成型。

耐火砖的制作工艺

耐火原料的公益性质主要取决于原料的矿务组成与颗粒组成,与耐火材料的制造工艺密切相关。这类性质主要有粒度与颗粒尺寸分布,细度与比表面积,可塑性与结合性,干燥收缩与烧成收缩,烧结温度与烧结范围等。

一、粒度与颗粒尺寸分布

粒度是指耐火原料的颗粒大小。颗粒尺寸分布(Particle Size Distribution,简写PSD)是指连续的、不同粒度级别(以mm,μm或筛孔网目表示)范围内,各粒度级别的颗粒所占的重量百分比。粘土类原料的颗粒尺寸分布对其可塑性、干燥性能、烧成性能都有很大影响。原料的颗粒尺寸分布对耐火制品的体积密度、气孔率、机械强度及热震稳定性等的影响也十分明显。要想得到质量稳定的耐火材料,除对原料的化学矿物组成有所要求外,对其颗粒尺寸分布也应有明确要求。

颗粒尺寸分布的测定通常用筛分分析与颗粒分析仪。筛分分析有干法筛分与水法筛分。由于受筛网孔径的限制,筛分分析适合于做较粗颗粒(>10μm)的颗粒分布测定。颗粒分析仪通常用于黏土及微分等级细颗粒的尺寸分布测定。

二、细度与比表面积

细度表示粉状原料的粗细程度,常以标准筛的筛余百分数或比表面积表示,也可用颗粒大小的百分比组成或单位重量物料的平均直径来表示。细度与粒度没有严格的区别,只是前者习惯于细粉状原料粗细程度的表示。

比表面积是指单位质量的原料所具有的表面积,单位为m/g。比表面积分外表面积和内表面积。理想的非孔性原料只有外表面积;但带有气孔的原料除外表面积之外尚有内表面积。比表面积的测定方法较多,常用的有气体吸附法、有机分子吸附法和透气法等。

三、可塑性与结合性

物质受外力作用后发生变形而不产生裂纹,在外力解除后,变形的形态仍然保留而不再恢复原状的性能称为可塑性。可塑性是结合粘土的一个重要的成型工艺指标。可塑性与固体颗粒吸附水的性能、比表面积和水量有关,如黏土加水后,由于在大量黏土颗粒表面吸附一层水膜,使颗粒间既便于在外力作用下滑移,又具有一定的结合力,因而具有较高的可塑性。

可塑性的测量有可塑性指数法与可塑性指标法,也有用可塑水分来衡量的。可塑性指数是指泥料呈可塑状态时,含水量的变化范围,其值等于液性限度(液限)和塑性限度(塑限)之差。液限是泥料呈可塑状态时的上限含水量,当含水量超过液限时,泥料呈半固体状态。液限与塑限之差,以百分数表示即为可塑性指数。

可塑性指标代表泥料的成型性能。方法是将泥团加工成直径为45mm的球体,置入可塑中,加重力压缩至开始出现裂纹为止。可塑性指标是泥球在外力作用下的变形程度,即应力与应变之乘积,计算公式如下:

可塑性指标 S=(d-b)G

式中:d——泥球原始直径,cm;

b——受重力压缩后泥球的高度,cm;

G——泥球受压而出现第一条裂纹时的载荷,kg

粘土的可塑性按可塑性指数或可塑性指标可以分为四级,其对应关系如表1所列。

表1粘土的可塑性等级

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影响粘土可塑性的因素很多。一种是粘土矿物的生成年代、矿物种类、结晶形态和结晶度。由有序度高的高岭石组成的高岭土,可塑性低;由有序度低的高岭石组成的高岭土则与之相反。另外粘土的粒度、阳离子交换性、可交换性阳离子种类均影响其可塑性。几种常用结合粘土的可塑性对比列于表2中。

表2粘土的可塑性

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在实际生产中,增加原料可塑性的主要方法有:

① 选料,除去其中的非可塑性杂质,如石英等;

② 将选料细磨,增加其分散度;

③ 加入适量可塑性物质结合剂,如纸浆废液、糊精等;

④ 对泥料进行真空挤出处理;

⑤ 延长困料时间。

原料的结合性是指粘土类原料与非塑性原料结合,形成可塑性泥团并具有一定的干燥强度能力。结合粘土的结合性通常以能够形成可塑性泥团时所加入标准石英砂(颗粒组成0.25~0.15mm占70%,0.15~0.09mm占30%)的数量和干燥后的抗折强度来反映。一般可塑性强的粘土,其结合能力也强(也有例外,如南宁球粘土很纯而粒度细,可塑性很好。但因表面能大吸附水多,干燥时脱水收缩大,产成的裂隙多致使干燥强度差。其可塑性指数可达36~47,而抗折强度仅为0.48Mpa。

耐火砖的选购

耐火材料的品种有很多,适用的行业也不同,不能笼统地看品牌排行,只能说河南、山东地区的耐火材料比较多比较集中,建议寻找有质量管理认证的厂家,以确保购入的耐火产品既合乎使用要求,而且能长期保持稳定的高质量水平。

第一,看耐火砖的杂质比例。一般来说,在耐火砖严格按照配料比例烧结过程中都会有杂质的产生,这是没有问题的但有些生产厂商往往会不按用料比例生产,使得烧结的耐火砖并没有坚硬的结构,从而使得烧结的砖质星不过关,最后又以高价来坑骗消费者。

在购买耐火砖时,可通过其表面来查看。一般杂质含量高的耐火砖表面会很粗糙,而那些质星达标的耐火砖整体颜色均匀、表面光滑平坦,这是我们从表面上能直观地辨别。

第二,就是耐火砖烧结实验,这个方法最有效。一般在购买耐火砖时,都会事先拿样检测。尤其在我们决定购买之前,一定要让生产厂家进行高温测试,以此检验耐火砖的烧结指数是否跟标准指数一样。只要实验结果的偏差不大,那么砖体的质量是过关的,这也不失为一个好方法。

耐火砖的价格和品牌

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以上就是关于耐火砖是什么以及挑选耐火砖注意事项的相关内容,对于耐火砖是什么我们也有所了解,大家在挑选耐火砖的时候要注意以上事项,以免发生不必要的麻烦。希望以上内容对大家有所帮助,想了解更多相关内容,可以关注广材网广材资讯选材百科。


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