河南郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司

特種耐火材料有哪些特點及常用的礦物原料有哪些?

日期:2024-06-11    編輯:榮盛耐材    


采用等靜壓生產工藝制成特種耐火磚

特種耐火材料的特點
特種耐火材料是從傳統陶瓷和普通耐人材料的基礎上發展出來。它與普通耐火材料有相同之處,但也有很大的不同。相對于這些普通耐火材料而言,特種耐火材料具有如下特點:
    
(1)特種耐火材料的大多數材質的組成已經出了硅酸鹽的范圍,而且品位高,純度高,一般的純度均在95%以上,特殊要求的在99%以上。所用的原料幾乎都是人工合成或是將礦物經過機械、物理、化學方法提純的化工料,而少直接引用礦物原料。這些材質的熔點都在1728℃以上;
 
(2)特種耐火材料的制造工藝有了很大的發展,已經不局限于干壓法。除了應用傳統陶瓷的注漿法、可塑法等成型工藝外,還采用了大量的新工藝,諸如等靜壓、熱壓注、氣相沉積、化學蒸鍍、熱壓、熔鑄、等離詛涂、軋膜、等成型工藝,并且成型用的原料大多采用微米級的細粉料;
       
(3)特種耐火材料成型以后的各種坯體需要在很高溫度下和在各種氣氛環境中燒成,燒成溫度一般均在1600~ 2000℃,甚至更高。燒成設備也是多種多樣,除了像燒成普通耐火材料用的高溫倒焰窯和高溫隧道窯外,還經常使用各種各樣的電爐,如電阻,爐、電弧爐、感應爐等。這些燒成設備可以提供不同坯體燒成所需的氣氛環境和溫度,如氧化性氣氛、還原性氣氛、中性氣氛、惰性氣氛、真空等。某些特殊電爐的溫度可高達3000℃以上;   
 
(4)特種耐火材料的制品更加豐富。它不僅可以制成像普通耐火材料那樣的磚、棒、罐等厚實制品,也可以制成像傳統陶瓷那樣的管、板、片、坩堝等薄形制品,還可以制成中空的球狀制品、高度分散的不定形制品、透明或半透明制品、柔軟如絲的纖維及纖維制品、各種寶石般的單晶、以及硬度僅次于金剛石的硬制品;
        
(5)特種耐火材料比普通耐火材料具有更良的熱性能、電性能、機械性能、化學性能。因此使用范圍更加廣泛。


常用的礦物原料種類
礦物原料依其礦物相組成和化學組成有以下幾類:鋁硅酸鹽質、堿質、硅質、鋯質、碳質等。鋁硅酸鹽質包含黏土、礬土、葉蠟石、硅線石族等;堿質包含菱鎂礦、白云石、石灰巖等;硅質有硅石;鋯質有鋯英石;碳質有石墨等。
 
一、黏土
 
自然界中硅酸鹽巖石經過長期風化作用形成的一種土狀礦物,是多種含水鋁硅酸鹽的混合體。主要礦物相是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)。
 
二、礬土
 
鋁土礦和礬土礦的總稱。礬土的化學成分主要是Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3,約占總成分的95%。
 
三、葉蠟石
 
俗稱印章石,化學式為Al2O3·4SiO2·H2O。由于硬度低且灼燒收縮小,可在半成品時進行機械車削加工,燒成后可保持原定形狀和尺寸。
 
四、硅線石族
 
指同質異晶結構的硅線石、藍晶石、紅柱石(又稱三石),分子式均為Al2O3SiO2,但晶體結構不同。三石加熱過程中均產生不同程度的體積膨脹。
 
五、硅石
 
塊狀硅質原料的統稱,其礦物相主要是石英。有多種結晶變體,主要的有石英、鱗石英、方石英以及3種晶型的高低溫變體
 
六、菱鎂礦
 
主要礦相是菱鎂石,主要化學成分是MgCO3。1600~1900℃煅燒后可獲得穩定的燒結鎂石(MgO)。
 
七、白云石
 
白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復合鹽,分子式為MgCO3·CaCO3。白云石需煅燒成熟料后才能使用。加熱過程中,730~760℃開始分解得MgO;880~990℃分解得CaO;1200 ℃MgO和CaO晶體發育生長;1800℃熟料燒結。
 
八、鋯英石
 
分子式為ZrO2·SiO2。加熱過程中,自1540℃開始分解,產物為單斜氧化鋯和石英,伴有體積膨脹。
 
九、鉻鐵礦
 
多種礦物的混合體,主要成分為FeCr2O4。由于Mg2+總是或多或少存在,故鉻鐵礦用(Mg,Fe)Cr2O4表示較為妥當。
 
十、石墨
 
石墨可分為晶質石墨和非晶質石墨。自然界中純碳石墨很少,都含有一定雜質。石墨易氧化,在550℃以上已很顯著,故適宜在低氧環境或保護氣氛中使用。
 
十一、石灰巖
 
俗稱石灰石,主要礦物相是方解石,主要成分是CaCO3,900~1300 ℃煅燒分解,得石灰(CaO)。