definiție:
Este un material nemetalic cu o refractare de nu mai puțin de 1580 de grade, o bună rezistență la șocul termic și la eroziune chimică, conductivitate termică scăzută și coeficient de dilatare scăzut. Rezistența refractară se referă la temperatura în grade Celsius la care o probă conică de
materialul refractar poate rezista la acțiunea temperaturii ridicate fără a se înmuia și a se topi fără sarcină. Materialele refractare sunt utilizate pe scară largă în metalurgie, industria chimică, petrol, fabricarea de mașini, silicați, energie și alte domenii industriale. Sunt utilizate cea mai mare cantitate în industria metalurgică, reprezentând 50%-60% din producția totală.
tip:
Există multe tipuri de materiale refractare, care sunt de obicei împărțite în materiale refractare obișnuite (1580 ~ 1770 grade), materiale refractare avansate (1770 ~ 2000 grade) și materiale refractare de calitate specială (peste 2000 grade) în funcție de refractaritatea lor; în funcție de proprietățile lor chimice, acestea sunt împărțite în materiale refractare acide, materiale refractare medii și materiale refractare de calitate medie. Materiale refractare rezistente și materiale refractare alcaline. În plus, există materiale refractare pentru ocazii speciale.
Element:
Materialele refractare acide conțin oxid de siliciu ca componentă principală, iar cărămizile de silice și cărămizile de argilă sunt utilizate în mod obișnuit. Cărămizile de siliciu sunt produse silicioase care conțin mai mult de 94% oxid de siliciu. Materiile prime utilizate includ silice, cărămizi de silice reziduale, etc. Au rezistență puternică la eroziunea zgurii acide, temperatură ridicată de înmuiere sub sarcină, iar volumul lor nu se micșorează sau chiar se extinde ușor după calcinări repetate; Cu toate acestea, este susceptibil la eroziune de către zgura alcalină și are o rezistență slabă la șoc termic. Cărămizile de siliciu sunt utilizate în principal în echipamente termice, cum ar fi cuptoarele de cocs, cuptoarele de topire a sticlei și cuptoarele pentru producția de oțel acid. Cărămizile de argilă sunt fabricate din lut refractar ca materie primă principală și conțin 30% până la 46% alumină. Sunt materiale refractare slab acide cu o bună rezistență la șoc termic și rezistență la coroziune la zgura acidă și sunt utilizate pe scară largă.
Materialele refractare neutre sunt compuse în principal din oxid de aluminiu, oxid de crom sau carbon. Produsele din corindon care conțin mai mult de 95% alumină sunt materiale refractare de înaltă calitate, cu o gamă largă de utilizări. Cărămizile de crom cu oxid de crom ca componentă principală au o rezistență bună la coroziune la zgura de oțel, dar au o rezistență slabă la șocuri termice și o temperatură scăzută de deformare la sarcină la temperatură ridicată. Materialele refractare carbonice includ cărămizi de carbon, produse din grafit și produse din carbură de siliciu. Au coeficient de dilatare termică scăzut, conductivitate termică ridicată, rezistență bună la șocuri termice, rezistență ridicată la temperaturi ridicate și rezistență la eroziunea acizilor, alcaline și sărurilor, în special acizilor slabi și alcaline. Rezistență bună, nu umezită de metal și zgură, greutate redusă. Este utilizat pe scară largă ca material de căptușire a cuptorului la temperatură înaltă și, de asemenea, utilizat ca căptușeală de autoclavă în industria petrolieră și chimică.
Materialele refractare alcaline conțin oxid de magneziu și oxid de calciu ca componente principale, iar cărămizile de magnezie sunt utilizate în mod obișnuit. Cărămizile de magnezie care conțin mai mult de 80% până la 85% oxid de magneziu au o rezistență bună la zgura alcalină și la zgura de fier și au o refractare mai mare decât cărămizile de argilă și cărămizile de siliciu. Utilizat în principal în cuptoare cu vatră deschisă, convertoare cu oxigen, cuptoare electrice, echipamente de topire a metalelor neferoase și unele echipamente de înaltă temperatură. Materialele refractare utilizate în ocazii speciale includ materiale oxidice la temperatură înaltă, cum ar fi alumina, oxidul de lantan, oxidul de beriliu, oxidul de calciu, oxidul de zirconiu etc., și materialele compuse refractare, cum ar fi carburile, nitrururile, borurile, siliciurile și sulfurile. etc.; Materialele compozite la temperatură înaltă includ în principal cermet, acoperiri anorganice la temperatură înaltă și ceramică armată cu fibre.
Materiale refractare comune:
Materialele refractare utilizate frecvent includ cărămizi AZS, cărămizi de corindon, cărămizi de crom cu magnezie cu lipire directă, cărămizi cu carbură de siliciu, cărămizi cu carbură de siliciu legate cu nitrură de siliciu și materiale refractare non-oxide, cum ar fi nitruri, siliciuri, sulfuri, boruri și carburi. ; Oxid de calciu, oxid de crom, oxid de aluminiu, oxid de magneziu, oxid de beriliu și alte materiale refractare. Materialele refractare izolante utilizate în mod obișnuit includ produse din diatomit, produse din azbest, plăci izolatoare, etc. Materialele refractare neformate utilizate în mod obișnuit includ materiale refractare pentru cuptoare, materiale refractare de batere, materiale turnate refractare, materiale plastice refractare, noroi refractar, materiale de tuns refractare, materiale de proiecție refractare, acoperiri refractare. , piese refractare ușoare etc.
Materiale refractare acide
Cărămizile de siliciu și cărămizile de lut sunt folosite în cantități mai mari. Cărămizile de siliciu sunt produse silicioase care conțin mai mult de 93% SiO2. Materiile prime utilizate includ silice, cărămizi de silice reziduale, etc. Cărămizile de silice au o rezistență puternică la eroziunea zgură acidă, dar sunt susceptibile la eroziunea zgură alcalină. Temperatura sa de înmuiere a sarcinii este foarte ridicată, aproape de refractaritatea sa. După calcinări repetate, volumul său nu se micșorează și nici măcar nu se extinde ușor, dar rezistența la șoc termic este slabă. Cărămizile de siliciu sunt utilizate în principal în echipamente termice, cum ar fi cuptoarele de cocs, cuptoarele de topire a sticlei și cuptoarele pentru producția de oțel acid. Cărămizile de lut conțin 30% ~ 46% alumină. Ei folosesc argila refractară ca materie primă principală. Au un grad refractar de 1580~1770 grade și o bună rezistență la șocuri termice. Sunt materiale refractare slab acide care sunt rezistente la zgura acidă și au o gamă largă de utilizări. În prezent este cel mai produs tip de material refractar.
Materiale refractare neutre
Principalele faze de cristal în produsele cu conținut ridicat de aluminiu sunt mulitul și corindonul. Conținutul de corindon crește odată cu creșterea conținutului de alumină. Produsele din corindon care conțin mai mult de 95% alumină sunt materiale refractare de înaltă calitate, cu o gamă largă de utilizări. Cărămizile cromate sunt fabricate în principal din minereu de crom, iar faza principală de cristal este cromit. Are o rezistență bună la coroziune la zgura de oțel, dar o rezistență slabă la șocuri termice și o temperatură scăzută de deformare la sarcină la temperatură ridicată. Cărămizile crom-magnezie realizate din minereu de crom și magnezie în proporții diferite au o rezistență bună la șocuri termice și sunt utilizate în principal ca cărămizi alcaline pentru acoperiș cu vatră deschisă.
Produsele carbonice sunt un alt tip de materiale refractare neutre. În funcție de compoziția materiilor prime carbonice și de compoziția minerală a produselor, acestea sunt împărțite în trei categorii: cărămizi de carbon, produse din grafit și produse din carbură de siliciu. Cărămizile de carbon sunt fabricate din cocs de petrol de calitate superioară ca materie primă, cu gudron și asfalt ca lianți și sunt arse la 1300 de grade în condiții izolate cu aer. Produsele din grafit (cu excepția grafitului natural) sunt fabricate din materiale carbonice prin tratament de grafitizare la 2500~2800 grade într-un cuptor electric. Produsele cu carbură de siliciu folosesc carbură de siliciu ca materie primă, adaugă argilă, oxid de siliciu și alți lianți și sunt arse la 1350 ~ 1400 de grade. Carbură de siliciu și pulbere de siliciu pot fi, de asemenea, adăugate pentru a face produse cu nitrură de siliciu-carbură de siliciu într-un cuptor electric sub atmosferă de azot. Produsele din carbon au coeficient de dilatare termică scăzut, conductivitate termică ridicată, rezistență bună la șocuri termice și rezistență la temperaturi ridicate. Nu se înmoaie după utilizarea pe termen lung la temperaturi ridicate, nu este corodat de niciun acid sau alcali, are rezistență bună la sare, nu este umezit de metal și zgură, este ușor și este un material de înaltă calitate, rezistent la temperaturi înalte. Dezavantajul este că se oxidează ușor la temperaturi ridicate și nu trebuie folosit într-o atmosferă oxidantă. Produsele carbonice sunt utilizate pe scară largă în căptușelile cuptoarelor cu temperatură înaltă (fundul cuptorului, vatra, partea inferioară a corpului cuptorului etc.) și căptușelile cuptoarelor de topire a metalelor neferoase. Produsele din grafit pot fi folosite ca căptușeli pentru rezervoarele de reacție și autoclave petrochimice. Produsele din carbură de siliciu și grafit pot fi, de asemenea, transformate în creuzete pentru topirea cuprului, aurului și aliajelor ușoare.
Materiale refractare alcaline
Reprezentat de produse cu magneziu. Conține mai mult de 80% până la 85% oxid de magneziu, cu periclaza ca fază cristalină principală. Principalele materii prime pentru producerea cărămizilor de magnezie sunt magnezitul, magnezia din apă de mare (care se obține prin calcinarea hidroxidului de magneziu extras din apa de mare la temperaturi ridicate), etc. Are o rezistență bună la zgura alcalină și la zgura de fier. Punctul de topire al oxidului de magneziu pur este la 2800 de grade. Prin urmare, refractaritatea cărămizilor de magnezie este mai mare decât cea a cărămizilor de lut și a cărămizilor de siliciu. De la mijlocul-1950sului, datorită utilizării convertoarelor suflate cu oxigen pentru fabricarea oțelului și utilizării blaturilor alcaline pentru cuptoare cu focar deschis, producția de refractare alcaline a crescut treptat, în timp ce producția de cărămizi de argilă și cărămizi de siliciu a scazut. Materialele refractare alcaline sunt utilizate în principal în cuptoare cu vatră deschisă, convertoare cu oxigen, cuptoare electrice, topirea metalelor neferoase și unele echipamente termice de înaltă temperatură.
Materialele oxidice precum oxidul de aluminiu, oxidul de lantan, oxidul de beriliu, oxidul de calciu, oxidul de zirconiu, oxidul de uraniu, oxidul de magneziu, oxidul de ceriu și oxidul de toriu au puncte de topire între 2050 și 3050 de grade.
Materiale compuse refractare, cum ar fi carburi (carbură de siliciu, carbură de titan, carbură de tantal etc.) nitrururi (nitrură de bor, nitrură de siliciu etc.) boruri (borură de zirconiu, borură de titan, borură de hafniu etc.) siliciuri (silicid de molibden, etc.) și sulfuri (sulfură de toriu, sulfură de ceriu etc.). Punctele lor de topire sunt 2000 ~ 3887 de grade, iar cel mai refractar dintre ele este carbura.
Materiale compozite la temperatură înaltă, cum ar fi cermet, acoperiri anorganice la temperatură înaltă și ceramică armată cu fibre.
aplicatie:
Materialele speciale utilizate frecvent includ cărămizi AZS, cărămizi de corindon, cărămizi de crom cu magnezie cu lipire directă, cărămizi cu carbură de siliciu, cărămizi cu carbură de siliciu lipite cu nitrură de siliciu, nitruri, siliciuri, sulfuri, boruri, carburi și alte materiale refractare neoxidice; oxid de calciu, oxid de crom , oxid de aluminiu, oxid de magneziu, oxid de beriliu și alte materiale refractare. Materialele refractare izolante utilizate în mod obișnuit includ produse din diatomit, produse din azbest, plăci izolatoare, etc. Materialele refractare neformate utilizate în mod obișnuit includ materiale refractare pentru cuptoare, materiale refractare de batere, materiale turnate refractare, materiale plastice refractare, noroi refractar, materiale de tuns refractare, materiale de proiecție refractare, acoperiri refractare. , piese refractare ușoare, noroi pentru arme etc.
performanţă:
Proprietățile fizice ale materialelor refractare includ proprietățile structurale, proprietățile termice, proprietățile mecanice, performanța de utilizare și performanța de funcționare. Proprietățile structurale ale materialelor refractare includ porozitatea, densitatea de volum, absorbția de apă, permeabilitatea aerului, distribuția mărimii porilor etc. Proprietățile termice ale materialelor refractare includ conductivitatea termică, coeficientul de dilatare termică, căldura specifică, capacitatea termică, coeficientul de conductivitate termică, emisivitatea termică. , etc. Proprietățile mecanice ale materialelor refractare includ rezistența la compresiune, rezistența la tracțiune, rezistența la încovoiere, rezistența la torsiune, rezistența la forfecare, rezistența la impact, rezistența la uzură, proprietatea la fluaj, rezistența de lipire, modulul elastic etc. Performanța materialelor refractare include refractaritatea, temperatura de înmuiere a sarcinii, schimbarea liniei de reardere, rezistența la șoc termic, rezistența la zgură, rezistența la acizi, rezistența la alcali, rezistența la hidratare, rezistența la eroziunea CO, conductivitate și rezistența la oxidare. aștepta.
