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大石桥市兴华镁矿有限公司 / 0417-5225170

什么是轻量耐火材料?轻量耐火材料的种类和研究重点

发表时间:2024-06-03 访问量:700

轻量耐火材料通常是指体积密度介于轻质耐火材料和重质耐火材料之间,且具有较低的热导率和足够的承载能力以及良好的抗侵蚀性能的一类耐火材料。目前尚无轻量耐火材料与轻质耐火材料和重质耐火材料有关体积密度或气孔率的具体划分。

目前,轻量耐火材料的研究主要集中在耐火浇注料、不烧含碳耐火材料、轻量烧成耐火材料和具有密度梯度的轻量耐火材料的制备与性能研究。

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轻量耐火浇注料

耐火浇注料是目前用量最多的耐火材料,关于轻量耐火浇注料的报道也最多。

研究了五种高铝质骨料对Al203-SiC-C浇注料抗渣性能的影响。五种高铝质骨料分别是烧结板状刚玉、电熔白刚玉、电熔棕刚玉、回转窑煅烧致密高铝矾土熟料和竖窑煅烧的轻量高铝矶土熟料,结果表明,随着氧化铝含量的增加和气孔率的降低,抗侵蚀性能增强,气孔率高的物料(竖窑烧结高铝矾土熟料)降低了试样的抗侵蚀性能。

以体积密度为2.33g/cm3、气孔率为36.0%的刚玉尖晶石轻量骨料为主要原料,重点研究了基质部分氧化硅微粉的加入量对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性能和抗渗性能的影响,当基质部分引入1.95%〜2.60%(质量分数)氧化硅微粉时,该浇注料具有好的抗侵蚀和抗渣渗性能。

等利用动态渣蚀法对比研究了轻量刚玉骨料和板状刚玉对精炼钢包用铝镁浇注料抗侵蚀性能的影响,结果证明两者对其影响效果相当。

对比研究了微孔刚玉轻量骨料与板状刚玉对铝镁浇注料性能的影响,结果表明:引入微孔刚玉骨料,浇注料体积稳定性、强度、隔热性能和抗热震性能提高,引入微孔刚玉骨料的浇注料由于骨料气孔孔径比板状刚玉小,使得抗渣浸渗和侵蚀性能远优于板状刚玉作为骨料的浇注料。

02

轻量含碳不烧耐火材料

用体积密度为3.36g/cm3的轻量刚玉骨料制备Al2O3-MgO-C砖,并用于钢包试验,结果表明,用轻量刚玉骨料取代致密的刚玉骨料,实验砖热导率降低20%,砖衬蚀损情况与致密料相当,同时可使出钢温度偏高。

以微孔方镁石-尖晶石原料为骨料,以酚醛树脂为结合剂,制备了方镁石-尖晶石-碳砖。研究了其抗渣性能,结果表明,其具有较好的抗渣性能,并有望获得低热导率和优良抗热震性能的耐火材料。

03

轻量耐火材料烧成砖

利用轻量镁砂骨料取代致密的镁砂制备镁铝砖,并用于水泥窑过渡带,研究了轻量骨料的引入对耐火砖热导率、弹性模量、抗侵蚀性能以及回转窑表面温度的影响,结果表明:利用轻量骨料制备的耐火砖的1000℃热导率由普通砖的4.5W/(m•K)降低到3.6W/(m•K),弹性模量降低,抗侵蚀性能相当,窑皮温度比普通砖降低20℃。

以氧化硅溶胶涂覆的莫来石轻量骨料为主要原料,制备了高铝-碳化硅耐火材料,希望用于水泥回转窑过渡带。研究了氧化硅溶胶涂覆对该耐火砖强度、热导率和抗碱侵蚀性能的影响,结果表明:用氧化硅溶胶涂覆莫来石轻量骨料制备的耐火砖强度与普通砖相当,热导率显著降低,由于氧化硅溶胶的引入,其抗碱性能优异。

研究轻量方镁石尖晶石骨料中尖晶石含量对该轻量骨料抗水泥熟料侵蚀和结窑皮性能的影响,当轻量骨料中尖晶石含量为15%〜40%(质量分数)时,该类轻量骨料具有较好的抗水泥熟料侵蚀性能和挂窑皮特性。

轻量耐火材料的研发重点

轻量耐火材料与重质耐火材料相比在节能降耗方面具有明显的优势,尽管它出现了近10年,但是要得到很好的推广使用仍有很多工作要做,这需要耐火材料研发人员、生产企业和使用单位共同努力,才能尽快地推进这类新材料更为广泛的使用。为此需要从如下几个方面进一步开展工作。

(1) 轻量骨料制备技术。

重点解决在实现轻量化的同时,具有较低的开口气孔率和吸水率,以便不会对轻量耐火材料的制备带来过大的影响;另外,目前国内的研究多集中在轻量高铝系列原料和尖晶石类拟料,轻量镁质原骨料鲜有报道,可以借助目前镁质原料控制开采的机会,开发出轻量镁质材料。通过引入轻量镁砂可以降低镁碳砖的热导率,降低炼钢过程中的热损失及耗能。

(2) 轻量耐火材料的新品种和新技术的开发。

可以根据耐火材料的工况进行分类,对不涉及工作介质侵蚀或者使用条件相对较好的耐火材料的使用领域进行优先开发,以便拉动轻量原料生产和耐火材料制济技术的积累。例如,可以选用电炉盖、轧钢加热炉、钢包衬等非接触部位开展轻量耐火材料的制备与使用,逐渐拓展到工作条件相对苛刻的转炉、电炉、梢炼炉、钢包衬、鱼雷罐、玻璃窑熔池、煤气化炉壁工作衬等场合。加大轻量耐火材料使用环境损毁机理研究,为改进制备工艺提供依据。加大轻量耐火材料制备新技术开发,加强与其相关基础理论和工艺研究.以便突破已有框架,实现创新。

(3) 加强轻量耐火材料使用窑炉的热工标定和模拟计算。

联合耐火材料研发人员、生产企业和使用单位进行高温窑炉热工标定,通过标定获得节能降耗的手资料。为轻量耐火材料的推广使用提供推动力。可以借助模拟计算,这样可以节约大量实验成本,并且可以解决很多实验方法完成的研究。

(4) 加强轻量耐火材料材料技术和质量标准以及表征技术的研发。

经过一段时间的积累,通过技术规范和标准的制订,规范轻量耐火材料的生产、经营和使用。


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