耐火材料的组成与性质（Ⅰ）

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　　耐火材料指的是物理和化学性质适宜于在高温下使用的非金属材料，但不排除某些产品可含有一定量的金属材料(CB/T 18930—2002)。一般是指耐火度不低于 1580℃的无机非金属材料或制品。耐火材料有一个标志性指标——耐火度，指的是耐火材料在无荷重的条件下抵抗高温而不熔化的特性。也可以理解为在高温作用下，耐火材料达到特定软化程度时的温度。它是一种材料抵抗高温作用的指标，可以作为窑炉在高温下使用的基本保证。耐火材料在使用过程中，除了受到高温(一般为 1000 ～1800℃)作用外，还要受到物理、化学、机械等方面的作用，如：高温下承受炉体及物料的荷重;操作过程中的外界应力;由于温度的急剧变化、受热不均而出现的极大温差以及由此而产生的内应力;各种高温流体及炉渣、烟尘的冲刷;液态金属、炉渣及杂质元素的侵蚀，环境气氛的转变及作用等。因此，选用耐火材料除了考虑耐火度以外，还需要考虑耐火材料全面抵抗上述作用的性质，使耐火材料能够尽可能在各种操作条件下适用。

　　耐火材料因材质、外形、制造方法及使用对象复杂，如不进行合理的划分将不利于(或不便于)进行研究、生产和选用，因此，有必要对耐火材料进行科学分类。通常按耐火材料的共性和特性进行划分，也可以按照材料的化学、矿物组成进行分类，还可以按照材料的制备方法、材料的形状尺寸及材料的应用等来分类。我们仅介绍耐火材料的主要分类方法。

　　1.1 耐火材料分类

　　1.1.1按化学性质分类

　　耐火材料在使用过程中除承受高温作用外，往往伴随着熔渣(液态)及气体的化学侵蚀。为了保证耐火材料在使用中有足够的抗侵蚀能力，选用的耐火材料的化学属性应与侵蚀介质的化学属性相同或接近。按化学属性分类对于了解耐火材料的化学性质，判断耐火材料在实际使用过程中与接触物之间的化学作用具有重要意义。耐火材料按化学属性可分为酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。

　　1.1. 1.1酸性耐火材料

　　通常是指以 SiO,为主成分的耐火材料。在高温下易与碱性耐火材料、碱性渣、含碱化合物或高铝质耐火材料起化学反应。一般为硅质耐火材料(酸性较大)、黏土质耐火材料(弱酸性)及半硅质耐火材料(酸性居于以上两者之间)。也有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料归入酸性耐火材料的，因为此类材料中含有较高的 SiO,或在高温状态下能转变为 SiO,。酸性耐火材料对酸性介质的侵蚀具有较强的抵抗能力。

　　1.1.1.2 中性耐火材料

　　在高温下与酸性耐火材料、碱性耐火材料、酸性或碱性渣或熔剂不发生明显化学反应的耐火材料称为中性耐火材料。按严格意义讲是指碳质耐火材料。通常也将以三价氧化物为主体的高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料归人中性耐火材料。因为此类材料含有较多的两性氧化物如 Al,0,、Cr,O,等。此类耐火材料在高温状况下对酸、碱性介质的化学侵蚀都具有一定的稳定性，尤其对弱酸、弱碱的侵蚀具有较好的抵抗能力。

　　1. 1.1.3 碱性耐火材料

　　碱性耐火材料是指在高温下易与酸性耐火材料、酸性渣、酸性熔剂或高铝质耐火材料起化学反应的耐火材料。一般是指以 MgO、CaO 或以 MgO·Ca0 为主要成分的耐火材料,如镁质、石灰质、镁铬质、镁硅质、白云石质耐火材料。镁质、石灰质、白云石质耐火材料为强碱性耐火材料;镁铬质、镁硅质及尖晶石质耐火材料为弱碱性耐火材料。这类耐火材料的耐火度都比较高，对碱性介质的化学侵蚀具有较强的抵抗能力。

　　1.1.2按化学组成分类

　　此种分类法能够很直接地表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用、科研上是常见的分类法，具有较强的实际应用意义。

　　1.1.2.1硅质耐火材料

　　以SiO,为主要成分的耐火材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。二氧化硅含量(质量分数)不小于 93%，以天然石英岩为主要原料的耐火材料为硅石耐火材料。硅砖以硅石为主要原料生产，其 SiO。含量(质量分数)一般不小于 85%而小于93%，主要矿物组成为鳞石英和方石英，主要用于焦炉和玻璃窑炉等热工设备的构筑。熔融石英制品以熔融石英为主要原料生产，其主要矿物组成为石英玻璃，由于石英豉璃的膨胀系数很小，因此熔融石英制品具有优良的抗热冲击能力。如熔融石英质浸入式水口用于炼钢连铸中，具有较好的使用效果。

　　1.1.2.2 硅酸铝质耐火材料

　　以Si02-AI2O3，系矿物为主要原料的耐火材料，为硅酸铝质耐火材料。依据 AL2O3含量的不同，可将硅酸铝质耐火材料划分为不同的种类，

关键词：

耐火材料的组成与性质