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耐火材料范文1
不定型耐火材料生產方法簡單、設備簡單、勞動強度小、免燒、節能、整體性好、導熱系數小、強度大、熱震好，這些技術優勢使不定型耐火材料迅速發展。不定型耐火材料大體可分為混凝土、澆注料、噴涂料和可塑料，高爐建設主要使用的也是這4種不定型耐火材料。澆注料是由耐火材料廠提供原料和配料方案，現場加工，用振動棒密實，養護后須熱處理。雖然受現場條件限制質量不穩定，但澆注料的整體性好于混凝土。只是在對澆注料質量至關重要的用水量和熱處理兩個方面不如混凝土，且原料的消耗比混凝土多5％～8％。可塑料介于混凝土和澆注料之間，由耐火材料廠先將“澆注料”做成具有可塑性的泥條，配料中有緩凝劑，由塑料袋封裝，在現場進行施工和熱處理?？伤芰鲜┕ぶ械淖畲髥栴}是打結接茬處易起皮脫落，緩凝劑用量不當或是塑封不良易硬化結塊。
二、耐火材料采購管理中常遇到的問題
1.供貨商資質考察問題
中國是耐火材料主要的生產國，生產廠家達數千家，企業實力良莠不齊，且多為民營企業，很多不具備科研實力。因此，在高爐耐材招標過程中，會有一些濫竽充數的廠家，在招標提供的一些書面資料中，夸大企業的實力，從而對采購方造成一定的誤導。耐火材料供應商資質考察對于耐火材料的采購非常重要，所以要嚴格把握資質考察關，最終選擇合格的供貨商。在對企業進行實地考查時，要從以下幾個方面對耐材供應商進行考察：一是要有合格的窯爐（目前，為了提高產品質量，節省能源，隧道窯已廣泛使用，且不同產品的隧道窯長度是不同的）；二是要對原料進行嚴格的進廠檢驗（原料檢測實驗室）；三是要對最終產品進項抽檢（產品檢驗室）；四是具有一定實力的科研團隊。
2.招標中存在的問題
目前，冶金類企業耐火材料招標主要是設計方提供耐火材料種類及數量，再由采購部實際操作招標，審計監督過程的模式。此模式在一定程度上保證了參加投標單位的技術可行性，過程的公開性及透明性，確保各投標商的權益。但因耐火材料的地域性特點及其本身受原料影響較大，故價格往往波動很大，為耐材最終定標造成很大影響。在以往工程中，常存在以下問題：（1）由于設計部門無專業耐材人員，耐材指標的制定往往出現偏差。（2）不能掌握耐材市場價格波動機制，一般通過與同期或往期項目比較，采用最低價中標的原則，為耐材質量埋下隱患。（3）在審計過程中，過分看重價格因素，有時造成中標價格低于成本價格。
三、耐火材料采購管理
耐火材料采購管理是一項非常繁瑣的工作，對于一項高爐工程，耐火材料現場到貨非常集中，這就為耐火材料的現場管理帶來一些問題。要順利完成耐火材料的采購管理，就必須嚴格把握各個環節，嚴格按照相關要求和標準進行。
1.供應商篩選
中國是耐火材料生產大國，要在眾多的廠家中選出合格的供貨商，就必須對供應商的資歷、誠信度等各方面進行全面的考察，獲取更多的一手資料。對于已成為企業合格供應商的，應對其進行重新評估，從這些供應商以往供貨的質量、合同履行情況、到貨情況、售后服務等方面進行評估。最后，根據各供應商的得分進行分級，將評估合格且優秀的供應商評為優級，并可成為企業的戰略合作企業；評估基本合格的供應商評為中級，需對其進行進一步的考察，留為備用供應商；將評估不合格的供應商評為差級，直接從企業供應商中去除。除對已有供應商進行評估外，還應該通過招標公告、行業刊物、互聯網、專家推薦等方式尋找新的供應商，使公司耐火材料供應商的數量和質量都有所提高。增選新的供應商，必須對其進行嚴格的考察，主要從以下幾個方面進行：一是考察企業資質，即考察供應商是否具備耐火材料生產資質。硬件方面，供應商必須具備生產耐火材料的完整生產線。
例如：嚴格的原料進廠檢測實驗室，原料混合、成型設備，燒成設備（最主要，因為不同的定型產品所需要的窯爐不同，如用隧道窯其長度也不同），成品檢測實驗室。企業軟件方面，供應商必須有一支技術過硬的專業團隊，企業管理有序，具備能長期合作的條件。二是考察行業信譽，即通過各種渠道對供應商的信譽進行考察，從供應商是否有不良的供貨事跡、其產品在行業中是否有競爭力、市場占有額是否高等全方位進行考察。三是考察生產能力，即對供應商往年的生產量和銷售額進行考察，看其是否具有一定的生產能力，能否滿足工程所需耐火材料的供應。對于所有的供應商都要進行定期考察?，F場采購人員要定期將現場供應商的供貨情況、產品質量和售后服務信息傳送到總部，使總部對供應商有一個定期的考察。當一項工程竣工后，采購部要對整個工程中耐火材料的供應商進行總結，總結采購過程中供貨廠商存在的問題和不足，為下一個工程的采購工作總結經驗，做好鋪墊。
2.招標
在設計方確定了耐材種類及數量后，就要進行耐火材料的招標工作。在進行招標前，要制定采購計劃，采購計劃是采購管理的第一步。對采購計劃的要求主要是及時性和準確性：及時性要求留有足夠的組織進貨時間；準確性要求計劃要反映真實情況，盡量避免臨時更改。（1）進行采購分析。根據設計部門的設計，分析所需采購耐火材料的種類、數量和采購時間。（2）供應商選擇。能否選擇到合適的供應商，關系到是否可以為工程開一個好頭，選取合適的供應商，應從以下幾個方面進行：①合同談判，和多個供貨商進行“議標”，通過與初步選擇的供貨商進行商談，選擇質量合格、價格相對低的供貨商；②加權方法，把耐火材料的各種要求指標化，然后把供貨商的指標進行比較，從而初步選擇比較合適的供貨商；③篩選和獨立估算，可以制定幾個評價標準，多方面進行選擇，自己編織“標底”，進行綜合比對選擇。（3）合同的簽訂。在最終選擇好供應商后，要和供應商簽訂合同。因為耐火材料生產周期一般比較短，且最終的使用量不確定，質量存在波動，因此，要充分考慮各方面的問題，在合同中明文規定，維護公司的權益，可以對不同類型的耐火材料制作專門的合同模板和技術附件。為了保證招標過程中技術的可靠性，應邀請耐材方面的相關專家參加技術交流，保證所購耐材的理化指標和工藝的準確性。根據市場原材料價格及各種生產成本，核算出各種耐火材料的價格區間，保證最終中標價格的合理性。在耐火材料的采購過程中，在保證采購成本低的情況下，要充分考慮耐火材料的質量問題、供貨問題，從各方面保證采購的順利進行，同時也降低采購成本。
3.監制
如何才可以保證耐火材料的質量和按時供貨，對供應商的監制顯得尤為重要。在監制過程中，監制人員不能只是一味要求供應商及時供貨，產品質量也非常重要，所以必須聘請精通耐火材料生產工藝的專業監制人員，嚴格監督耐火材料的每一個環節，確保耐火材料的質量。
4.催貨
高爐耐火材料使用主要集中在熱風爐、高爐本體、熱風管道和渣鐵溝部位，對耐火材料的需求相對比較集中，做好催貨工作，對整個工程的進度至關重要。進行耐火材料催貨，必須了解耐火材料的生產周期，了解其生產所需要的時間。此外，施工前要經常與現場施工監理人員進行經常性溝通，了解工程進度，制定詳細的催交時間安排表，并按照自己的安排進行催貨。在催交過程中，可能會出現以下情況：（1）發貨的品種和數量有偏差。由于耐火材料的到貨量大，且為連續性到貨，所以在發貨前必須告知廠家發貨量，如果發貨量不對，隨后再向供應商進行核對發貨就浪費了很多時間，因此，在向供應商發函要求其發貨時要向其明確此次發貨的品種和數量。（2）供應商發貨存在欺騙性。在催貨時，供應商常以各種理由說工期緊，貨已發出但實際沒發貨來搪塞，因此，在催貨時不能光以口頭形式通知，要以書面形式告知供應商，并說明設備不能按時供貨的嚴重性，并要其傳真發貨單以證實。如果屬于工期緊張，則需派專人到供應商催貨。由于耐火材料的使用量大，所以在催貨過程中要作詳細的催貨表。雖然在施工前施工方列出的計劃表中會寫明所需耐火材料的數量及時間，但采購人員不能完全按照施工方的計劃表來催貨，必須結合現場施工進度，按照自己的計劃進行催貨，防止現場到貨量大，難于管理，損耗量增加。
5.現場管理
耐火材料施工相對比較集中，貨到達施工現場的量也很大，所以對現場耐火材料的管理必須井井有條：（1）需防雨的必須做好防雨措施，能入庫的必須入庫，不具備條件的必須用防雨布進行遮蓋。（2）嚴格按照計劃及現場進度安排耐火材料有序進場，避免過多進場，存放混亂而造成浪費。（3）嚴格監督施工單位的施工及材料管理，避免施工單位因自身保管及使用不當而造成浪費?，F場情況多變，所以一切以現場為主，本著一切為工程服務的宗旨，做好耐火材料現場管理工作。
四、結束語
耐火材料范文2
關健詞：耐火材料；鎂碳材料；含碳量；納米技術；分散性
1 耐火材料的工程應用
耐火材料具有一定的高溫力學性能、良好的體積穩定性以及熱穩定性，是各種高溫設備必需的材料，其耐火溫度一般在1580℃以上，包含天然礦石及各種人工制品。耐火材料按其化學成分可分為酸性、堿性和中性；按耐火度可分為普通耐火材料（1580 ～ 1770℃）、高級耐火材料（1770 ～ 2000℃）、特級耐火材料（2000℃以上）和超級耐火材料（大于3000℃）四大類；按礦物組成可分為硅酸鋁質（粘土磚、高X磚、半硅磚）、硅質（硅磚、熔融石英燒制品）、鎂質（鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚）、碳質（碳磚、石墨磚）、白云石質、鋯英石質等。隨著當今高溫工業的飛速進步，耐火材料正日益成為其不可或缺的支撐材料，并廣泛應用于建材、電力、水泥、鋼鐵及軍工等國民經濟的各個領域。
上世紀70年代初，隨著鋼鐵鑄造技術的發展，傳統氧化物基耐火材料逐步顯示出其落后性，研究者們開始嘗試將石墨引入到傳統氧化物基耐火材料中，形成了氧化物-碳復合耐火材料，鎂碳耐火材料即是其中的一種，它曾經在鋼鐵鑄造工業的發展中作出了重要貢獻[1-3]。鎂碳耐火材料在我國也經歷了四十多年的研究和發展，并取得了顯著的成績。但隨著目前潔凈鋼技術、爐外精煉技術、鋼鐵工業節能減排技術及資源循環利用等技術的不斷發展，傳統的鎂碳耐火材料由于較高的石墨含量（12 ～ 20wt%），也逐步開始無法滿足生產要求。主要原因包括：（1）碳的導熱系數高，造成含碳耐火材料熱損耗大，從而使煉鋼能耗增加；（2）高碳含量引發的鋼水增碳效應降低了鋼材的理化性能；（3）石墨氧化導致材料結構疏松，其高溫強度、抗侵蝕性等快速衰減，降低了耐火材料的使用壽命。
這些問題急需進一步優化其工藝，尤其是降低其含碳量來加以解決。在這種技術背景下，國內外大量學者都開展了低含碳量、高性能的鎂碳耐火材料的研究，這主要包括：（1）將碳源從微米尺度向納米尺度發展，優化基質結構；（2）改善結合劑的碳結構，提高其抗氧化性進而提高材料的強度和韌性；（3）抗氧化劑的復合使用及對碳素原料進行保護處理，提高碳的抗氧化性。這些研究都力求使鎂碳耐火材料中的碳含量低于8 wt%，有的甚至低于3 wt%，從而最大限度降低對鋼水的增碳，同時，還能改善煉鋼能耗，提升耐火材料的使用壽命[4，5]。
2 國內外采用納米技術改善鎂碳材料的研究現狀
隨著鎂碳耐火材料的低碳化（碳含量低于8wt%）的研究，人們發現，鎂碳耐火材料降碳后，其抗熱震性和抗侵蝕性也都大幅下降，這很難滿足實用要求。因此，高性能低碳鎂碳耐火材料的研究格外引人注目。近期，研究者們發現在鎂碳耐火材料中引入納米技術來降低碳含量是制備高性能、低碳化耐火材料的一種重要方法。
Tamura等2003年首次開展了將納米炭黑引入到鎂碳耐火材料中的研究[6]。隨后九州耐火材料公司采用該技術開發了低碳鎂碳耐火材料，在碳含量僅為1 ～ 3 wt%的情況下，鎂碳耐火材料的抗熱震性、抗侵蝕性和抗氧化性都得到提高，而且其隔熱性能也有所改善[7]。同時，他們還研究了含2 wt%的單球形炭黑的鎂碳耐火材料，發現其具有高的耐壓強度及優良的抗熱震性。兩年后，他們的研究又揭示了低碳鎂碳材料的抗熱震性和抗侵蝕性提高的微觀原因[8-9]。含納米炭黑和雜化樹脂的低碳鎂碳材料經高溫熱處理后，內部會生成大量的柱狀、纖維狀或晶須狀的碳化物，它們形成的相互交錯的網絡結構提高了低碳鎂碳耐火材料的抗熱震性和抗侵蝕性。Yasumitsu等人[10]也利用單球形炭黑，開發了低碳鎂碳材料（碳含量為4 wt%），與傳統鎂碳材料相比，它具有相同的抗熱震性和更優異的抗侵蝕性。黑崎公司與新日鐵公司[11]也利用納米技術制備了低碳鎂碳材料（碳含量為10 wt%或8 wt%），結果表明：與傳統鎂碳材料相比，它的保溫性能和高溫服役壽命更好。針對納米炭黑在鎂碳材料中表現出誘人的性能，Tamura等人[12]進一步深入研究了納米技術在耐火材料中的應用技術理念，并指出未來納米技術的重點在于提升納米顆粒在耐火材料中的分散性和形貌可控性。印度人Bag等[13-14]也制備得到了納米石墨和炭黑為復合炭源的低碳鎂碳材料，其納米石墨和炭黑的含量分別為3 wt%和0.9 wt%，發現其性能優于石墨含量為10 wt%的傳統鎂碳材料。此外，還有國外研究者[15-16]將SiC、TiC等復合的納米炭黑以及碳納米纖維等引入鎂碳耐火材料中，成功將其碳含量降至3wt%左右，且材料的抗熱震性和抗侵蝕性優良，抗氧化性明顯改善。這是由于在鎂碳材料中添加的復合結合劑在高溫還原條件下熱處理后可原位生成碳納米纖維，它們在空間相互交織成三維網絡，使得低碳鎂碳材料不但具有優良的熱震穩定性和抗侵蝕性，還具有較高的高溫強度及較低的熱導率，可明顯降低爐襯的熱損失，提高其服役壽命。
國內諸多學者也開展了含納米碳的低碳鎂碳耐火材料的研究。朱伯銓等[17]采用納米炭黑制備了碳含量小于6 wt%的低碳鎂碳材料，發現其高溫服役壽命與國外進口鎂鈣材料相當。李林等[18]將納米炭黑-酚醛樹脂引入鎂碳磚中，發現其氣孔尺寸減小，高溫性能提高。孫加林等[19]研究了3 wt%低碳鎂碳材料的性能，發現其力學性能、抗氧化性和抗熱震性隨炭黑顆粒尺寸的減小而提高，當炭黑達到納米量級時，試樣的抗熱震性能比傳統16 wt%高碳鎂碳材料更為優異。顏正國等[20]以硼酸和炭黑為原料，采用碳熱還原法合成部分石墨化B4C-C復合納米粉體，并利用其對鎂碳磚進行了低碳化改性。發現它作為碳源和抗氧化劑用于低碳鎂碳磚時，不僅可以使其常規物理性能滿足實際工程的需求，而且還能讓耐火材料具有良好的抗氧化性及熱震穩定性。華旭軍等[21]以金屬鈦、氧化鈦及炭黑為原料在真空感應爐內合成了炭黑和TiC復合納米粉體，開發出碳含量為4 ～ 6wt%的低碳鎂碳磚。謝朝暉等[22]將二茂鐵引入到低碳鎂碳磚中提高了材料的抗侵蝕性和抗熱震性，這源于二茂鐵熱解產生的納米 Fe 粒子催化基質原位反應生成大量的尖晶石晶須。
3 納米技術在鎂碳耐火材料中的應用前景
在低碳耐火材料中引入納米物相可提高其高溫強度、抗熱震性和抗侵蝕性。這是因為納米物相可改善鎂碳材料的顯微結構，使材料結構致密化、微細化，起到提高物理強度的作用。同時，納米相彌散在材料中有助于緩解熱應力，使裂紋偏轉或裂紋被釘扎，從而耗散大量的能量，充分提高材料的韌性。納米粒子包裹石墨可提高含碳材料的抗氧化性，以及防止鋼渣的侵蝕和滲透等[23]?？傊?，將納米技術應用到鎂碳耐火材料中，可為開發高性能、低碳化鎂碳耐火材料提供新方法。
但納米技術在鎂碳耐火材料中的應用研究尚處起步階段，仍有很多工程問題需要解決，其中最顯著的就是納米材料的團聚問題。納米材料，包括納米顆粒、納米纖維及納米管等，由于其巨大的比表面積和表面能的存在，以及由于其納米顆粒間的范德華力大于其自身重量的原因，導致其在實際工程中往往存在團聚現象。團聚后的顆粒尺寸將不再在納米范圍內，從而失去納米材料的小尺寸效應帶來的活性。此外，團聚現象使納米材料在鎂碳材料中分布均勻變得十分困難，極易由于團聚而在材料局部富集，這不僅不能改善鎂碳材料的耐火性能，反而還會降低其理化性能。
因此，發展納米材料在鎂碳耐火材料中的均勻分散技術至關重要。這可采用超聲分散、納米表面化學修飾等方法。例如，我們可以采用超聲分散來改善納米炭黑在鎂碳材料中分布的均勻性。在超聲波的劇烈震蕩下，處在液態環境下的納米碳會有微泡形成和破裂的交互過程，伴隨著這一交互過程，耐火材料中將激起由于能量瞬間釋放而產生的高強振動波。這些短暫的高能微環境，將在材料中產生局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流等效應，能很好地地弱化納米粒子間的范德華力，從而有效地制止納米粒子間的團聚現象[24-25]。但這些分散技術目前還停留在實驗室階段，將它們應用在工業化大規模生產中還需要解決好設備及工藝參數等諸多實際問題，包括對超聲功率和超聲時間等重要工藝參數的反復摸索。因為納米相在耐火材料中的超聲分散時間并非越長越好，而是存在一個最佳的值。當超聲時間超過某一臨界值時，超聲激勵時產生的局部高溫增加，使體系溫度升高，熱能和機械能都不斷增加，反而會使得納米顆粒碰撞的幾率增加，導致其進一步團聚。
此外，納米技術在實際工程應用中另一關鍵問題是工藝成本較高。眾所周知，由于納米纖維等納米材料制備工藝復雜，設備要求高，導致其價格昂貴。這就使得采用納米技術來改善鎂碳材料性能時，性能改善與成本降低間存在一定的矛盾。例如，將納米粉引入到氧化物制品中以降低其燒結溫度，但降低燒結溫度所節省的成本往往還不能抵消由于引入納米材料后原料成本的上升。那么，最終使用納米相復合后的耐火材料由于其經濟效益的降低往往會阻礙它們在實際工程領域中的應用。這就需要我們深入探討在耐火材料中引入納米材料和微米材料的性價比問題。如果引入納米尺度的原料與微米尺度的原料對耐火材料性能改善的差異性較小，而且，引入微米尺度的原料同樣能達到耐火工程的要求，則引入納米技術并不具有實用的性價比。
因此，在納米原材料的選用上，除了要考慮其對耐火材料性能和顯微結構的提升，對其工程性價比也要進行優化。實際使用中，后者往往還是決定耐火材料是否能在工程應用中推廣的關鍵因素。目前，在納米技術領域中，將納米原材料以溶膠、凝膠的形式引入比直接引入其相應的固態納米顆粒往往更利于其在耐火材料中的分散，并且溶膠、凝膠的價格相對低廉，對于提高耐火材料的理化性能及其服役壽命具有更現實的意義。此外，采用納米前驅體技術，并使其在加熱過程中產生原位分解形成納米結構，也能在耐火材料中產生極佳的分散效果。而且，這種原位分解產生的納米結構可與耐火材料基體進一步化學反應形成新的納米物相，從而還能進一步優化材料的顯微結構和理化性能。這種納米前驅體技術不僅價格低廉，關鍵是它能使納米原料分散性得到極大改善，充分發揮納米材料的小尺寸效應和化學活性。因此可以預計，在未來的耐火材料工業中采用化學凝膠或納米前驅體技術將展現出美好前景。
4 結 語
低碳鎂碳耐火材料在潔凈鋼生產和煉鋼節能減排技術中具有廣泛的應用前景。研究表明，采用納米技術可獲得與傳統高碳鎂碳耐火材料性能相當的低碳鎂碳材料，是制備優質高性能鎂碳耐火材料的新途徑，極具工程實用化前景。但目前納米技術在鎂碳耐火材料中的應用研究還處在實驗室階段，真正將其應用到耐火工程中還存在許多挑戰。尤其是，解決好耐火材料納米物相的分散性問題和性價比問題至關重要。采用化學凝膠技術或納米前驅體技術不僅工藝可行、性價比高，更重要的是，還能利用其原位分解效應實現良好的納米物相分散，是目前最適合工業化應用的技術手段，將在未來的耐火材料工業中展現出美好前景。
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耐火材料范文3
近幾年，營口青花集團依靠科技創新加大科技投入，以自主研發的優質鎂鈣砂為主要材料，開發出具有高附加值的耐火材料產品――鎂鈣碳磚系列產品，填補了我國耐火材料產品種類的空白。產品從投入市場至今已經創造產值3億多元，在寶鋼、武鋼等國內外十余家鋼廠使用。
營口青花集團始創于1984年，地處“中國鎂都”大石橋市。經過20多年的求實創新，伴隨著老工業基地振興，“青花”已經從一個名不見經傳的作坊式小廠發展成為海內外聞名的集科、工、貿為一體的大型非公有制企業集團，現有員工7000多人，占地400萬平方米，資產50億元，是國內乃至亞太地區最大的堿性耐火材料生產企業。
集團下轄15個公司，擁有礦山10座，裝備有輕燒鎂砂反射窯86座、重燒鎂砂豎窯16座、高純鎂砂燃油豎窯6座、電熔鎂砂及電熔鎂鉻砂電爐22臺；不定形生產線1條、不燒磚生產線3條、最高燒成溫度達1850℃的超高溫隧道窯23條；從德國、日本進口的2000～3600噸液壓機12臺，同時配備了德國愛立許混砂機、機器人等先進設備。青花集團以堿性耐火材料為主導產品，年生產能力200萬噸，深加工能力和技術水平居國內同行業領先地位。
耐火材料市場競爭非常激烈。青花集團意識到技術是一個企業生存與發展的關鍵，早在2001年，“青花”就投資數千萬元，建成青花耐火材料研究設計院，打造了一支由國家級科技專家領銜的近300人的全職研究隊伍。研究院被確定為“遼寧省級企業技術中心”、“遼寧省工程技術研究中心”及“民營企業博士后科研基地”。青花集團還與東北大學、北京科技大學等大專院校及科研院所建立了合作關系，共同進行項目的合作研發。依托科技創新推動，青花集團正在從單純的生產型企業向科技型企業轉變，先后推出了大批國內領先的新產品。
集團研制的“燒成浸漬鎂白云石磚”獲國家專利，優質鎂鉻磚、鋁碳鋯滑板磚被評為國家級新產品。高級含碳磚、優質鎂鉻磚、浸漬鎂白云石磚被科技部認定為高新技術產品，鎂碳磚被定為國家免檢產品。產品除滿足國內鋼鐵、有色、建材、輕工等行業需求外，還遠銷日本、美國、俄羅斯、印度等40多個國家和地區。部分產品在國內市場及國際區域市場處于主導地位，被客戶譽為首選產品，并與很多大型國內外企業建立了戰略合作伙伴關系。
耐火材料范文4
關鍵詞：Al2O3-C耐火材料；碳含量；抗折強度；耐壓強度
1 前言
Al2O3-C耐火材料是指以剛玉材料與石墨為主體原料，加入Si粉和Al粉等作為抗氧化劑，并以樹脂為結合劑，在適當燒結工藝下燒結而成的一類用途廣泛的耐火材料。由于其具有高強度、高耐火度、耐腐蝕性好和抗熱震性強等特點，而被廣泛應用于煉鋼連鑄系統。它分為不燒鋁碳質耐火材料和燒成鋁碳質耐火材料，主要用于連鑄系統中的滑板、長水口及塞棒等，是現代煉鋼系統中不可或缺的一種優質耐火材料制品[1，2]。近年來，隨著連鑄、爐外精煉及潔凈鋼等煉鋼新技術發展，不僅對耐火材料的使用性能提出了更高的要求，而且還要求耐火材料的含碳量進一步降低，以避免鋼液增碳，影響鋼的質量[3，4]。因此，在保證含碳耐火材料高性能的基礎上，低碳化成為其發展趨勢[5，6]。
本文以剛玉為主體原料，以Si粉和SiC粉為抗氧化劑，熱固性5405樹脂為結合劑，并加入烏洛托品作為固化劑，同時加入10%、15%、20%、25%的石墨，采用埋碳環境燒結Al2O3-C耐火材料，來研究不同含碳量對樣品力學性能的影響。
2 實驗內容
2.1 實驗原料
本實驗采用剛玉原料和石墨原料為主體原料，加入研磨后的SiC和Si粉作為抗氧化劑，利用5405樹脂作為結合劑，并添加烏托作為樹脂固化劑，同時設計了四種不同含碳量（10%、15%、20%、25%）的原料，來研究不同含碳量對樣品力學性能的影響。其具體的配方如表1 所示。
2.2 實驗步驟
首先，將稱量好的原料在混料機中進行混料，將混合好的原料進行干燥并控制揮發分在1%左右；然后將干燥好的原料裝入模具中進行等靜壓成型制成樣塊；其次，將樣塊再次進行干燥后，在埋碳氣氛下的馬弗爐中進行燒結得到樣品。燒結溫度為900 ℃，保溫時間為3 h。由于需要完成4種不同配方試樣的抗折強度、耐壓強度、體積密度和顯氣孔率的測試，需制備條形試樣（規格為：25 mm×25 mm×125 mm）四塊和方形試樣（規格為：25 mm×25 mm×25 mm）四塊（受成型條件所限，方形試樣為條形試樣利用切割機切割并打磨而成），并取平均值。
2.3 實驗表征
本實驗采用阿基米德排水法測量試樣的致密度；采用三點彎曲法在InCstron5585型材料萬能試驗機測量抗彎強度；在YAW-300D型全自動壓力機測試耐壓強度。
3 結果分析與討論
圖1為試樣密度與含碳量的關系。
從圖1中可以看出，試樣密度隨著碳含量的增加而降低。當碳含量為10%、15%、20%和25%時，樣品的密度為2.68 g/cm3、2.63 g/cm3、2.59 g/cm3和2.56 g/cm3。造成此結果的原因主要在于原料中剛玉的密度大于石墨密度[8]。石墨量的不斷升高，導致剛玉量不斷降低，致使密度成下降趨勢。
圖2為試樣抗折強度與含碳量的關系。
從圖2中可以看出，試樣抗折強度同樣隨著碳含量的增加而降低。當碳含量為10%、15%、20%和25%時，樣品的抗折強度為7.74 MPa、7.36 MPa、6.49 MPa和6.04 MPa。由上述數據，可以做出以下分析，鋁碳耐火材料的常溫抗折強度與其原料中含碳量有很大的關系。這是由于本實驗所選用的石墨為鱗片石墨（石墨-895和石墨-195），在混料，壓制和燒成過程中，石墨與剛玉材料之間的堆積無法按照層狀堆積的方式進行堆積，導致壓制過程中，孔隙的出現使材料的空間架構并不十分穩固，造成抗折強度在石墨含量較高時逐漸變低。從另一方面解釋，鋁碳耐火材料具有高強度的原因，也是由于氧化鋁自身性質的因素，由于碳含量的增高，相應氧化鋁含量會逐漸下降，強度也隨之下降。
圖3為試樣耐壓強度與含碳量的關系。
從圖3中可以看出，試樣耐壓強度同樣隨著碳含量的增加而降低。當碳含量為10%、15%、20%和25%時，樣品的耐壓強度分別為38.46 MPa、36.92 MPa、33.85 MPa和32.69 MPa。這與其抗折強度降低的原因大致相同。
4 結論
用埋碳的方法，在剛玉中加入含量為10%、15%、20%和25%的石墨，以Si粉為抗氧化劑，熱固性5405樹脂為結合劑，并加入烏洛托品作為固化劑，燒結得到了Al2O3-C 耐火材料。實驗研究表明：隨著含碳量增加，力學性能會隨之降低。當含碳量為10%、15%、20%和25%時，樣品的密度分別為2.68 g/cm3、2.63 g/cm3、2.59 g/cm3和2.56 g/cm3；樣品的抗折強度分別為7.74 MPa、7.36 MPa、6.49 MPa和6.04 MPa；樣品的耐壓強度分別為38.46 MPa、36.92 MPa、33.85 MPa和32.69 MPa。
參考文獻
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耐火材料范文5
關鍵詞 不定形耐火材料；結合劑；流變特性
中圖分類號：TQ175 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0043-01
結合劑對不定形耐火材料的粒料有著分散性、性和硬化方面的作用。結合劑對不定形耐火材料的成型體密度和性能有著直接的影響，這主要是因為不定形耐火材料的填充成型是通過低壓力或自重、振動等流動來完成的。而且對不定形耐火材料的混煉與成型、干燥等過程都需要現場來進行，因此結合劑對于各種不定形耐火材料生產中的窯爐、氣候和容量等都要適應。因此，不定形耐火材料的性能很大程度上取決于結合劑使用技術。對于不同結合劑對不定形耐火材料流變特性影響的研究已經成為了當前研究的重點課題。
1 結合劑概述
在不定形耐火材料的生產過程中將各種配料粘結在一起，使其產生一定強度的物質就是結合劑，也可成為粘結劑、膠結劑。結合劑的種類非常多，一般情況下按照結合劑的化學性質將其分為無機結合劑與有機結合劑，其中無機結合劑包括硅酸鹽類、鋁酸鹽類、磷酸鹽類、硫酸鹽類、氯化物類和溶膠類等，有機結合劑包括天然有機物與合成有機物。
2 同結合劑對不定形耐火材料流變特性的影響
流變學、膠體化學、粉體工學和熱力學這四大理論是不定形耐火材料的基礎理論，其中與不定形耐火材料作業性相關的是流變學與膠體化學兩種基礎理論[1]。不定形耐火材料的流變特性和作業性的變化機理通過膠體特性來解釋，其中不定形耐火材料作業性的決定因素是流變特性。
不定形耐火材料的流變性主要從流體模型（一般為賓漢姆流體）、流變特性（與時間有關）、流變參數（屈服應力、塑性粘度、平均表現粘度）三個方面來進行評價。
1）凝集類結合劑對不定形耐火材料流變特性的影響。由于凝集而使本來處于分散狀態的粘土、氧化物懸浮體等產生的硬化反應就是凝集結合[2]。凝集結合能夠在遇到水后實現很好的分散或者凝集，也能夠在分散劑與凝聚劑的作用下實現凝集硬化。粘土就是非常具有代表性的凝集類結合劑，蘇州土與陽泉青土等由于含鐵量較低、耐火度較高、分散性較好等自身的特性為成為了良好的結合劑，對于陶瓷行業而言具有這些特性的粘土屬于較好的懸浮劑。主導粘土膠體系統穩定性的因素是粘土帶負電的膠體與溶液擴散層形成的ε電位，而且粘土表面吸附的陽離子是能夠進行替換的。對于不同的粘土而言，三聚磷酸鈉都是較好的分散劑，且當其用來為2%左右時，粘土能夠保持最好的流動性。而粘土的促凝劑一般選用能夠降低粘土ε電位的堿土金屬離子。粘土之后在分散性、可塑性以及化學組成都滿足條件之后才能夠被用為結合劑，而且當粘土用于澆注時，分散劑與促凝劑的選擇也非常重要。在澆注料中，粘土與分散劑。促凝劑需要同時加入，比例大概為粘土15%，促凝劑1%，分散劑1.5%（具體的比例要結合粘土的性質確定）。除了粘土結合劑之外，凝集型結合劑中還包括超微粉SiO2、AL2O3、TiO2、Gr2O3等[3]。
2）硅微粉對超低水泥澆注料流動性的影響。硅微粉能夠通過與水的水化反應來大幅度降低基質泥漿的體系粘度，增大基質泥漿的流動性。分散劑的工作原理基本上為：一方面通過在膠體粒子表面雙電層重疊而產生的靜電斥力來降低界面能，使粒子之間的吸附和絮凝降低；另一方面膠體粒子通過對分散劑的吸附而形成溶煤層。
硅微粉的用量增加之后能夠通過自身的減水機理來降低澆注料中的加水量。耐火骨料與分類在澆注料中是分級搭配的，表觀上的密致并不是最緊密的堆積，這是因為水填滿了胚體中的大量空隙。當硅微粉加入到澆注料之后，硅微粉會代替水對這些空隙進行填充，原來空隙中的水就會被置換出來，從而達到減少澆注料需水量的目的。當硅微粉的量增加時，就會有更多的空隙被其填充，空隙中的水就會更加減少，從而大大地降低了澆注料的需水量，增強其振動流動性。而且由于硅微粉的粒子呈現球形的特性，使硅微粉能夠進入到微小的空隙中而提高了減水效果[4]。
3）水玻璃結合劑對不定形耐火材料流變特性的影響。多種那硅酸鹽的混合物就是水玻璃，化學式中的模數影響著水玻璃的粘度。當在不定形耐火材料中使用時，模數大于2的非晶質結構的熔點和比重都不固定，這都是因為模數變化的原因，因此在不定形耐火材料的使用中要盡量選擇同一個批次的水玻璃，減少模數的變化。水玻璃中含有的一定質量的鉀或鈉會對耐火材料的耐高溫性能產生影響，但這并不影響水玻璃結合劑在不定形耐火材料中的使用，水玻璃由于其粘結度高、成本低、無毒、使用簡單等特性而在不定形耐火材料得到了廣泛的使用。水玻璃主要是在可塑料、復合耐火泥中作為結合劑使用，在噴補料、澆灌料中也有使用[5]。
4）水泥的含量對泥漿流變特性的影響。將加水量定位20%，水泥的含量從1%增加到10%，在水泥含量從1%增加到8%的過程中可以看到，泥漿的表觀粘度和剪切應力都會隨著水泥含量的增加而增加的幅度并不明顯，當水泥含量增加大9%與10%之后，泥漿的表觀粘度和剪切應力增加幅度加大。出現這種情況的原因主要是當水泥含量處于低水泥和超低水泥范圍內的時候，水泥與水之間的反應較弱，因此不能夠對泥漿的粘度產生太大的影響。泥漿的流變曲線表明了其流動類型接近賓漢姆流體。
3 總結與展望
本文簡要介紹了不同類型的結合劑對于不定形耐火材料流變特性的影響。由于結合劑的種類繁多，研究結合劑對于不定形耐火材料流動特性的影響還有待進一步的驗證，從而掌握全面、正確的理論對實踐進行指導，避免使用不當帶來的一系列人力、物力等方面的浪費，使結合劑使用能夠的達到預期的效果。國內外為了能夠提高不定形耐火材料的性能而致力于新的結合劑的開發，這就促進了結合劑的發展。結合劑的發展方向主要有：結合劑帶入的雜質降低甚至消失；結合劑產生的水分降低甚至消失。結合劑的發展促進了不定形耐火材料的發展，雖然新的不定形耐火材料有著環境適應性強、使用范圍廣的特點，但是傳統的不定形耐火材料也有著不能被替代的特點，例如原料豐富、成本較低等，因此傳統的不定形耐火材料也有著自己獨特的用武之地，不能夠將其完全淘汰。
參考文獻
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耐火材料范文6
關鍵詞：鍋爐爐墻；耐火；保溫
鍋爐耐火材料經歷了耐火磚、耐火混凝土、耐火澆注料、可塑料、涂抹料以及噴涂料等不同階段，同時保溫材料也從主要的硅藻土發展到蛭石制品、硅酸鈣制品以及珍珠巖制品等。我國近十年間從國外整套引進了不少大型的發電設備以及與鍋爐配套的耐火保溫材料，這些材料的使用極大地促進了國內耐火保溫材料的發展。
1 隨機組引進的保溫耐火材料
1.1 隨機組引進的耐火材料
1.1.1 從日本引進的13t、13h、13s耐火澆注料，主要分別使用于包墻過熱器、爐頂、后圍擋，相應的使用溫度分別達到1400、1400及1550度。此外還有使用于爐頂棚、爐底墻體以及折焰角處的pc-130、s-135以及c-140。
1.1.2 美國ce公司生產的氣硬性3000號耐火膠泥，其耐火溫度達到1649度、氧化鋁含量達到48%，主要適用于爐頂穿墻管以及爐頂管管?a href="baidu.com" target="_blank" class="keylink">陳醬α?
1.1.3 從德國引進的sab以及ab耐火可塑料，其使用溫度分別達到1400-1500度，烘干強度與焙燒強度分別達到981-1471.5n/cm2以及1765-1962 n/cm2。
1.1.4 由美國fw公司生產的鉻礦砂澆注料以及超強耐火澆注料，使用溫度為1320度，其中氧化鋁的含量達到40%以上，主要用于爐頂、噴燃器以及折焰角。此外這一公司還提供使用溫度為1650度的磷酸鹽搗打料，其中氧化鋁的含量高達85%，主要用于燃燒器噴口。
1.1.5 源自德國的磷酸鹽結合劑的碳化硅涂抹料，其最高的使用溫度為1750度，其中碳化硅的含量高達89%，主要用于旋風爐以及液態排渣爐。
1.2 隨機組引進的保溫材料
應用于鍋爐爐墻的保溫材料主要有玻璃棉輕質板、硅酸鈣制品、專用抹面材料、礦棉硬質板面金屬網夾、礦棉氈以及礦棉半硬質板，其中礦棉板、硬紙板以及半軟板的容重分別為80-100kg/m3，100-130kg/m3，80-90kg/m3或者160-200kg/m3，而使用溫度也一般為 650度。以上材料在使用中表現出極大地方便性、適用性，具有很好的保溫效果。
1.3 國內耐火保溫材料的發展及應用
目前國內的耐火保溫材料正在朝著以下幾方面發展：礦渣棉、巖棉在鍋爐爐墻上的推廣使用、改進硅酸鹽制品以及與之配套的抹面材料的研發與推廣、泡沫棉在大型鍋爐爐墻上的應用、研發與推廣高溫膨脹耐火可塑料、硅酸鋁耐火纖維制品的爐墻高溫部位的應用、耐火澆注料以及高鋁磷酸鹽耐火可塑料的研發、不需要熱處理的碳化硅土料在衛燃帶的應用、快硬鍋爐密封耐火材料的研發以及粘土超強澆注料在噴燃器以及爐頂部位的使用等。
2 耐火保溫材料應用問題及改進
2.1 硅酸蓋制品
這種材質的保溫制品一般用于鍋爐的頂罩以及鍋爐本體管道并且曾經在國內大型鍋爐中得到廣泛的應用。但是由于這種硅酸鈣制品在振動以及局部溫度過高的環境下會發生破裂、爐墻產生松動，為此不宜使用于爐墻墻體部位。鑒于以上問題，硅酸鹽制品的制品還有待進一步的提升，將其中的增強纖維升級為耐高溫的纖維材料，同時在施工中嚴格控制壓縫、錯縫、并縫以及勾縫等施工過程。目前國內在濕砌及干砌中分別使用了負荷硅酸鹽保溫填料與礦纖維填塞，顯示了很好地改善效果。
2.2 硅酸鋁纖維制品
硅酸鋁制品可以分為干法與濕法兩種制品。其中濕法制品具有較大的容重，一般在150-200kg/m3，而耐熱溫度僅為150度，同時具有一定的吸濕性、易折斷性，為此保溫效果有限；干法制品中含有不高于2%的樹脂以及不含樹脂的針刺氈，由干法熱固性樹脂制備的硬質制品以及長纖維半硬質制品具有很好耐火保溫效果。為此這里建議在爐頂以及爐墻內側使用硬質、半硬質及針刺氈的干法制品。
2.3 鍋爐衛燃帶耐火材料
鍋爐衛燃帶耐火材料所應該具備的主要性質包括抗渣性、高強度、耐磨、熱穩性、熱導率高等性能。傳統的衛燃帶耐火材料主要使用鉻質搗打料，
是由于國內高品質鉻資源匱乏，為此目前主要使用碳化硅搗打料、碳化硅高鋁質涂抹料、高鋁磷酸鹽可塑料、高溫膨脹可塑料。其中前兩種材料的價格較高，但是壽命長、性能好，而后兩種材料的價格雖低，但是性能一般，并且壽命短。為此在旋風爐以及液態排渣爐中不宜使用高磷酸鹽耐火可塑料或者搗打料，避免在使用中發生剝落或者裂縫的產生，從而提升材料的抗渣性以及降低修補頻次。
2.4 高溫微膨脹耐火可塑料
這種耐火材料從1986年開始推廣使用，與引進的超級3000號耐火水膠泥性能相當，在應用于穿墻管以及鍋爐爐頂中表現出一定的優勢。但是這種材料自身的凝固時間較長，易于出現干縮裂縫，從而為施工及維護帶來很大的麻煩。同時供貨質量存在一定波動性，有時的耐火度以及常溫強度低于1580度及 981n/cm2。
而近年來研發的快硬鍋爐密封耐火材料很好地克服了以上問題，在使用中表現出強度高、凝固時間短、干縮性小、微膨脹、不裂縫等優勢，為此建議將高溫微膨脹耐火可塑料改為快硬鍋爐密封耐火材料。
2.5 泡沫石棉保溫材料
這種材料具有施工手感好、導熱系數小以及容重輕的優勢，為此被廣泛的應用于煙風道、除塵器以及鍋爐爐墻上。但是依然存在兩個問題需要盡快解決，即彈性差、防水處理后發脆。根據相關的國家標準，泡沫石棉的最佳容重為25-30kg/m3，此時其蓄熱性、氣密性均很好。在實際使用中考慮到爐墻的保溫性要合理的控制容重，并將使用溫度控制在400度以下。
3 結束語
綜上所述，要有效地提升鍋爐爐墻及保溫質量需要從以下幾點入手：首先要選擇使用效果顯著、性能優異、價格合理的材料，例如快硬鍋爐密封耐火材料、高鋁磷酸鹽可塑料、碳化硅質澆注料等。建議在爐墻及保溫材料中選用干法硅酸鋁纖維制品，例如礦棉、泡沫石棉、硅酸鈣制品等，以進一步的提升耐火保溫性能；其次要建立健全相關的標準，從而保證火電廠耐火、保溫材料有章可循；最后也是最為關鍵的是要強化耐火保溫研究工作，不斷地研發高性能的材料、提高工程質量。
參考文獻
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