耐火材料种类及成分有哪些（耐火材料的一般性质）

凡是耐火度不底于1580℃，能在一定程度上抵抗温度骤变作用和炉渣侵蚀作用，并且能承受高温荷重作用的材料统称为耐火材料，今天小编就来说说关于耐火材料种类及成分有哪些?下面更多详细答案一起来看看吧!

耐火材料种类及成分有哪些

凡是耐火度不底于1580℃，能在一定程度上抵抗温度骤变作用和炉渣侵蚀作用，并且能承受高温荷重作用的材料统称为耐火材料。

耐火材料的使用条件和制品的质量主要取决于它的性质，而它性质又决定于制品的化学矿物组织和组织结构，也就是制造所用的原料和制造方法所决定的。

1、化学矿物组成：

1.1化学组成：耐火制品的化学组成是它的基本特征。若知道耐火制品的化学组成，就可按化学矿物组成分类法确定其所属的类别。根据其类别，可以判定组成制品的基本化合物或元素、或其它氧化物。根据化合物的性质，确定耐火制品的化学性质是性于酸性、

中性或是碱性。根据耐火制品的化学组成含量的多少，可归纳为两部分：即占绝大多数的主要成分和仅占少量的杂质成分。杂质成分通常是易熔物，它在制品中起着熔剂的作用。熔剂的强弱，取决于各个基本成分和杂质成分相互间的化学性质和比例。

1.2 矿物组成：在研究耐火制品的组成时，更重要的是研究它的矿物组成，而不是制品的化学组成，因为化学组成相同的耐火制品，其矿物组成不一定相同，矿物组成是和外形条件有关，如成型压力、烧成温度、火焰气氛及加工工艺等。

研究耐火制品的矿物组成，应该研究它的矿物相各类。耐火制品中矿物相大体分为主晶和基质。主晶是耐火制品中主要组成的结晶相或称为骨架，它的性能基本上决定了耐火制品的性能。基质是包围主晶周围的起胶结作用的结晶矿物或玻璃质，它的熔点较低，

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起着熔剂作用。

耐火制品的矿物结构类型分为晶体交错和呈孤岛分散的结构，从制品的高温结构强度、抗渣性和热特定性等性能来看，前者的结构型优于后者的结构。

2、耐火材料的物理性质：

2.1 体积密度：包括全部气孔在内的单位体积制品所具有的重量。r（体积密度，克/立方厘米）=G（干燥试样的重量，克）/V（试样的体积，立方厘米）

2.2 真比重：是耐火制品除去全部气孔后单位体积制品所具有的重量。

2.3 气孔率：气孔率往往表示耐火制品的致密程度。

2.3.1 气孔分类：(1)密封在制品中的与外界不相通的闭口气

孔。(2)与外界相通的并且贯通耐火制品两面的贯通气孔。（3）没有贯通制品两面的气孔。后面两者统称为开口气孔或显气孔。

2.3.2 气孔影响：耐火制品中具有开口气孔，使用中与炉气、熔渣或金属直接接触，使耐火制品容易受到物理化学侵蚀；闭口气孔在耐火制品中含量少，其危害较小，由于闭口气孔不能直接测定，所以耐火制品的气孔率往往用开口气孔率来表示它的致密程度。

2.3.3 开口气孔（显气孔率）：是指与外界相通的气孔的体积与耐火制品体积之比的百分率。

2.4 吸水率：指耐火试样吸水的重量与干试样重量之比的百分率。

2.5 评价耐火制品致密程度的指标：体积密度、真比重、气孔率、吸水率和透气性。

2.6 透气性：指制品具有透过气体的能力。透气性在某种场合决定制品的使用寿命。

2.7 常温耐压强度：按标准规定，耐火制品常温耐压强度不低于100～150㎏/㎝2,一般耐火制品特别是高级的耐火制品的常温耐压强度都在250～300㎏/㎝2以上，一般热工设备上所承受的荷重都较小，不超过2㎏/㎝2，拱形炉顶上的应力不超过4～5㎏/㎝2，因此要求耐火制品具有较高的常温耐砖强度主要是用来表示耐火制品的加工质量。

2.8热膨胀性：耐火制品受热时体积膨胀，冷却后又恢复为原来的体积，这种随温度变化而发生的可逆体积变化的现象。热膨胀性的大小取决于耐火制品内部产生应力的大小，膨胀的百分率可用线性膨胀百分率表示，也可用线性膨胀系数来表示。线膨胀系数是

指在某一温度范围内，温度每升高或降低一度时，耐火制品平均长度的变化值。

2.9 导热性：耐火制口的导热性以导热系数λ来表示。λ愈大说明制品的导热能力愈大，反之愈小。

2.10 热容：计算导热性时常要用到热容。

2.11 导电性：除碳质、石墨粘土质、碳化硅质耐火制品外，一般来说在常温下是绝缘体，但温度升高时开始导电，在1000℃策划其导电性增加更为明显，因为制品中产生了液相，使制品变成了导电体。

3、耐火材料的工作性质：

3.1 耐火度：指材料在高温下抵抗熔化的性能指标。耐火度并不能代表实

3.1 耐火度：指材料在高温下抵抗熔化的性能指标。耐火度并不能代表实际使用温度，耐火度是在无荷重的条件下测定的，实际使用时具有荷重作用，实际使用温度要低于耐火度。

3.2 荷重软化点：

3.2.1 概念：亦称荷重软化温度，是指耐火材料在高温下对荷重的抵抗性能。

3.2.2 耐火材料实际使用温度有时高于荷重软化温度，是因来一方面材料的实际荷重很少达到2㎏/㎝2，另一方面耐火材料在炉子中只是单面受热。

3.3 热稳定性：是指耐火材料抵抗因温度急剧变化而不开裂或剥落的能力。耐火制品在使用过程中，当温度急剧变化时会产生裂纹或剥落，这是由于耐火制品的导热性能差，使得砖内部产生应力，

若制品内部的应力超过砖体的结构强度极限就会造成裂纹。开始时裂纹很小，随着温度波动次数的增加，裂纹逐渐扩展，直到最后产生剥落。

3.4 抗渣性：

3.4.1 概念：是指制品在高温下抵抗熔渣侵蚀作用的能力。

3.4.2 熔渣对耐火材料的侵蚀作用主要在以下三个方面：化学腐蚀、物理溶解和机械冲刷。

3.4.2.1 化学腐蚀是指熔渣和耐火制品发生化学反应，生成新的物质进入熔渣中，从而改变了熔渣的化学成分。

3.4.2.2 物理溶解是由于化学腐蚀和耐火制品颗粒结合的不牢固耐使得耐火制品颗粒熔解到熔渣中去。

3.4.2.3 机械冲刷是由于熔渣的流动使结合力差的火颗粒被带

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走，或者被溶于熔渣中。

3.4.3 三种作用一般同时进行，通常情况下，溶解、冲刷是从属的。但如果耐火制品中的耐火颗粒对炉渣化学作用抵抗力很强，而颗粒间胶结物不耐温或者烧结不良，则溶解、冲刷会变得更严重。

3.5 影响耐火制品抗渣能力的主要因素：

3.5.1 耐火制品和熔渣的化学成分。耐火制品的化学成分的属性基本上分为三种，即酸性、碱性和中性。熔渣的化学成分分为两种 ，即酸性熔渣和碱性熔渣。酸性熔渣制品对酸性耐火制品时具有良好的抗渣性，对碱性熔渣抵抗能力差。对于炉子的熔渣呈碱性的，采用碱性的耐火制品时具有良好的抗渣性，对酸性熔渣抵抗能力差。对于中性耐火制品来说，对上述两种熔渣都有一定的抵抗能力。

3.5.2 熔渣与耐火制品的接触面。熔渣与耐火制品的接触面愈大，腐蚀作用愈厉害。制品的气孔愈多，则接触面愈大，因此高密度的耐火制品，气孔率低，抗熔渣的侵蚀能力愈强。炉渣对耐火制品的润湿性愈强，腐蚀作用愈强，因润湿性愈强，接触面愈大。

3.5.3 炉子工作温度。熔渣和耐火材料的化学反应速度、溶解能力的多少和熔渣的粘度大小是影响化学腐蚀的主要因素。而化学反应速度、溶解能力以及熔渣润湿性等随着温度的升高而增大，所以耐火制品的使用温度是影响其抗渣性最重要的一个因素。

3.6 高温体积稳定性：

3.6.1 概念：是指耐火制品在高温条件下，体积发生不可逆变化的数量。绝大多数耐火制品在高温长期使用时，它的体积可能产生不可逆的收缩，有些则产生体积膨胀，这种体积的变化称为残余

收缩或残余膨胀。

3.6.2 影响：耐火砌体过大的体积收缩会导致砌体的砖缝增大，不利砌体的气密性、整体性、抗渣性和热稳定性，严重时可能产生炉顶、炉墙下沉以致倒塌。过大的残余膨胀也会造成砌体内部应力分布不均，从而破坏了原来的几何形状，甚至会使炉子倒塌。因此，无论是残余收缩或残余膨胀都会使炉子寿命降低。

3.6.3 产生的原因：残余收缩的是由于耐火制品在生产中烧结不完全造成的。制品产生残余收缩的过程是制品继续致密的过程，由于在高温时液相产生，在表面张力作用下，晶相重新分布和使颗粒互相靠紧，因此产生收缩。若生成的新的晶相密度大于原料的密度就引起收缩，反之小于原料的密度就引起残余膨胀。由此可见，残余收缩或残余膨胀都是由于烧成制品内部反应不完全的结果。

1、耐火度高。现在冶金炉窑工作温度一般在1000～1800 ℃之间，耐火材料的性能应能满足不易熔化的要求。

2、高温结构强度大。各种耐火材料在熔化温度之前首先开始熔化，从而降低结构强度。因此耐火材料不仅应具有较高的熔化温度，而且还应具有在受到炉子砌体的荷重下或其他机械震动下，在高温下不易软化的性能。

3、热稳定性好。冶金炉和其它工业炉窑由于温度聚变引起材料各部温度不均匀，砌体内部会产生应力而使材料破裂或剥落。耐

3.7 耐火制品形状和尺寸的准确性。耐火制品形状和尺寸的准确性直接影响炉子寿命，合乎规定的外形尺寸的耐火制品，砌筑

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