耐火材料(4)氧化硅质耐火材料

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1、氧化硅质耐火材料二氧化硅的同素异晶转变硅砖生产硅砖的性质和使用其他氧化硅质耐火制品氧化硅质耐火材料是指以二氧化硅SiO2为主成分的耐火材料。主要制品：硅砖+不定形硅质耐火材料+石英玻璃制品。酸性耐火材料，抵抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，耐磨。导热性好，在600℃以上使用时耐热震性较好，而在600℃以下使用时耐热震性很差。用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉以及其他热工设备。三种晶型：石英，方石英，鳞石英石英：熔点1600℃，高温转变为方石英和鳞石英，伴随体积膨胀；方石英：熔点1723℃，有利于提高耐火度；鳞石英：熔点1670℃，网状结构，有利于提高荷重

2、软化温度二氧化硅在加热过程中，在不同的温度下以不同的晶型存在，在一定条件下相互转变，并伴随有体积变化。第一节二氧化硅的同素异晶转变迟钝型转变不可逆快速型转变可逆第一节二氧化硅的同素异晶转变迟钝型转变不可逆晶型变化，消耗能量大，转变温度高，转变速度慢快速型转变可逆晶型不变化，消耗能量小，转变温度低，转变速度快Question:1.如何实现迟钝型转变？2、如何减少转变的体积效应？第二节硅砖生产石英岩脉石英石英砂岩燧石岩石英砂★★★★★★★★★★一、原料——硅石第二节硅砖生产工艺特点：使用前原料必须拣选，冲洗。原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀。原料不经煅烧，直接

3、配用破碎和筛分后的硅石颗粒料和细粉。需加矿化剂(3%-4%)。二、生产工艺流程矿化剂作用（催化剂/缓冲热应力）：在烧成时加速石英转化为鳞石英和方石英，同时仍保持其耐火度并防止松散和开裂。常用矿化剂：CaO：石灰乳，常温时做结合剂，烧成时做矿化剂FexOy：轧钢皮，氧化铁含量大于90%，减少裂纹具体情况具体对待：焦炉用硅砖：FeO促进2CO=CO2+C反应，使碳素在硅砖的气孔中沉积和石墨化，从而引起焦炉炉体松散。———用MnO代替FeO第三节硅砖的性质和使用一、化学矿物组成第三节硅砖的性质和使用二、真密度和体积密度一般硅砖的真密度在2.388g／cm3以下

4、，优质硅砖在2.33—2.34g／cm3范围内，硅石为2.652／cm3。根据真密度可以判断硅砖的矿物组成。硅砖的体积密度与气孔率有关。一般硅砖的显气孔率为17－25％，体积密度为1.8一1.95g／cm3。硅砖的成型压力愈高，体积密度愈大。增大体积密度可以提高硅砖的结构强度、导热性和抗渣能力。第三节硅砖的性质和使用三、耐火度1600一1730℃。随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同而略有变化。SiO2含量愈高耐火度愈高，杂质含量愈多则耐火度愈低。四、荷重软化温度一般为1620一1670℃，与其耐火度接近。影响因素主要是砖中杂质种类、数量和晶型与

5、密实状况等。五、高温体积稳定性热膨胀+晶型转变导致的体积膨胀。第三节硅砖的性质和使用六、耐热震性在850℃下水冷仅为1—2次。其原因在于温度剧烈变化时，硅砖内部的结晶发生快速型转变，体积突然膨胀或收缩，产生较大的内应力所致。当使用温度在600℃以上波动时，由于结晶不发生快速型转变，耐热震性较好。七、抗渣性对酸性及弱酸性炉渣和含腐蚀性炉气的侵蚀有很强的抵抗能力。对含CaO和FeO有一定的抵抗能力。八、使用焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉以及其他热工设备。用硅砖砌筑焦炉炭化室隔墙，在高温下具有良好的稳固性和气密性，使用寿命可达10-15年。Question:钢铁冶

6、炼设备所需的最高温度通常是多少？高炉，转炉，电炉，焦炉，热风炉，铁水包，钢包，连铸设备，……12第四节其他氧化硅质耐火制品一、高密度高导热性硅砖为了适应焦炉大型化和强化生产的需要，对焦炉硅砖的质量提出了更高的要求。在保证焦炉稳固性和机械强度的前提下，适当减薄炭化室隔墙的厚度，以强化传热过程，缩短炭化时间。因此需要生产具有密度高、结构强度大和导热性能高的硅砖。掺加CuO、Cu20、TiO2、Fe2O3等导热能力高的金属氧比物，一般采用高硅质原料，经高压成型。气孔率为16％左右，体积密度超过1.95g／cm3。导热系数大于18W／m·℃，机械强度高。随着金属

7、氧化物的掺入，硅传导热能力显著提高，但对制品的耐火度、荷重软化温度有影响。第四节其他氧化硅质耐火制品二、石英玻璃制品耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730℃，可以在1100℃下长时间使用，短时间最高使用温度可达1450℃。耐腐蚀。石英玻璃几乎不与除氢氟酸外的其他酸类物质发生化学反应，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍。热稳定性好。石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。透光性能好。石英玻璃在紫外到红外的整个光谱波段都有较好的透光性能。电绝缘性能好。石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万

8、倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能。第四节其他氧化硅质耐火制