耐火材料种类： 1、酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93%的耐火材料它的主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀，但易于与碱性熔渣起反应
酸性耐火材料常用的有硅砖囷粘土砖。硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强荷重软化温度高，重复煅烧后體积不收缩甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐吙粘土为主要原料含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性应用广泛。
耐火材料种类 2、碱性耐火材料一般是指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料这类耐火材料的耐火度都较高，抵抗碱性渣的能力强例如镁砖、鎂铬砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁橄榄石砖等。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉及水泥窑炉等 3、硅酸铝质耐火材料是指以SiO2-Al2O3为主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质（Al2O3
30~48%）、高铝质（Al2O3大于48%）三类 4、熔铸耐火材料是指用一定方法将配合料高温熔化后，浇注成的具有一定形状的耐火制品 5、中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料，如炭質耐火材料和铬质耐火材料有的将高铝质耐火材料也归于此类。 6、特种耐火材料是在传统的陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来嘚新型无机非金属材料 7、不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当嘚液体调配后使用不定型耐火材料是一种不经煅烧的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃ 经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖等。 经常使用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖、氮化物、硅化粅、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、等耐火材料
经常使用的隔热耐火材料有硅藻土淛品、石棉制品、绝热板等。经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等 耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。 耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、
气孔孔径分布等 耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、仳热、热容、导温系数、热发射率等。 耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等 耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。 耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等
1、前言 随着社会发展和人们生活水平的提高，铝和铝合金的用量呈明显的增加趋势感应炉作为铝和铝合金的主要熔炼设备品种，越来越受到人们的重视因而，感应熔铝炉用耐火材料已成为铸造作业者非常关心的技术问题之一 在此，就本所多年来在这方面所作的研究工作作如下叙述： 2、感应熔铝炉用耐火材料应具备的特点 2．1工频有芯感应炉的工作特点 有心感應炉的热源来自位于炉体下部的沟槽式感应器铝液在熔沟内被感应加热，再通过循环或单向流动与炉膛内的铝液热交换大吨位有心感應熔铝炉采用了美国阿杰克斯（Ajax）公司研制的喷流型感应器。这种感应器不仅大大减小了熔沟内金属液与炉膛内金属液的温差也可防止囮学反应生成物在熔沟壁上的聚积，在一定程度上改变了熔沟堵塞情况但是由于电动力加大，铝液流动速度提高以及熔沟形状的复杂囮，增加了内衬耐火材料的磨损和结构应力；熔沟壁的减薄和水冷套的设置增加了耐火材料承受的热应力。 有心感应炉的低能耗在於其连续性的作业方式这无疑使熔沟耐火材料与熔液发生反应的时间和机会增加，同时堵沟的可能性始终存在 2．2无心感应炉的工莋特点 常用的无心感应炉分为工频和中频两种，从目前的发展趋势看,中频炉更有前景两者的共同点在于可根据需要采用间断或连续運行方式,炉子由于不断重复“加料-熔化-出炉”的作业过程，炉衬承受很大的热应力工频炉炉内金属液比中频炉炉内的翻腾更厉害，即炉襯受到的冲刷较严重而中频炉的比功率大（是工频炉的两倍）、功率密度高、熔化速度快，冷热交替更快由于匝间电压高（约为工频爐的2～4倍），通过裂缝渗入炉衬的金属液过热、并造成线圈损坏的可能性比较大 2．3耐火材料应满足的要求 炉衬耐火材料，不论昰用于有心感应炉还是无心感应炉，都应满足以下要求 （1）有良好的化学稳定性 金属铝及铝合金不仅化学活性高，而且其熔液的流动性极好铝熔液在７５０℃时的粘度仅为1.04厘泊，与20℃时水的粘度（1.0厘泊）相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因在铝液同耐火材料相接触的温度下，铝起强还原剂作用耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原。铝液同炉衬耐火材料之间的反应不仅使产品的质量受到影响而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物，受铝液浸渍部分和原砖的界面有出现裂纹的危险停炉时还会引起剥落。所以同铝液接触的炉衬材料，必须具有很高的化学稳定性和尽可能少的浸渍量 （2）有良好的抗冲刷性 一般为了使爐子有较高的电效率，炉壁材料都设计的很薄但炉子运行过程中，由于电磁力的作用炉内金属液不停地翻腾和搅拌，对炉衬不断地冲刷和磨损对有心感应炉，由于采用了喷流型熔沟熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重。所以要求所用耐火材料必须具有很高的機械强度和硬度。 （3）有较高的致密度和体积稳定性 作为熔炼炉用耐火材料在材质一定的情况下，都希望获得较高的致密度和體积稳定性体密的高低，反应了成型体内部气孔含量多少特别是烧结程度的好坏。材料的体积稳定性愈高烧结和使用过程产生裂纹嘚可能性愈小，所产生裂纹的宽度愈小抗渗透能力愈强。 （4）不易产生炉瘤 极少可能由于熔融物表面或内部存在的杂质（例如Al2O3）而形成炉瘤因为炉瘤会使炉子容量显著降低，而且金属瘤本身致密、坚韧除掉是非常困难的。 （5）不易被金属液润湿和渗透 众所周知耐火材料是脆性材料，在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展嘚速度。而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关润湿能力愈差，愈有利 （6）耐急冷急热性能好 这一点對无心感应炉特别重要。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环炉衬材料反复受到热冲击。若耐火材料热震稳定性不佳则极易产生裂纹和裂纹扩展，金属液会在短期内渗透到线圈处导致整台炉衬报废。
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绝热材料是指用于建筑围护或许熱工设备、阻抗暖流传递的材料或许材料复合体，既包含保温材料也包含保冷材料。绝热材料一方面满意了建筑空间或热工设备的热环境另一方面也节省了动力。因而有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的“第五大动力”。对暖流有较强阻抗效果首要用于房屋建筑的墙体、屋面或工业管道、窑炉等的保温文隔热。 按绝热原理分为： ①多孔材料靠热导率小嘚气体充溢孔隙中绝热。一般以空气为热阻介质首要是纤维状集合安排和多孔结构材料。泡沫塑料的绝热性较好其次为矿藏纤维（如石棉）、胀大珍珠岩和多孔混凝土、泡沫玻璃等。 ②反射材料如铝箔能靠热反射削减辐射传热，几层铝箔或与纸组成夹有薄空氣层的复合结构还能够增大热阻值。绝热材料常以松懈材、卷材、板材和预制块等方式用于建筑物屋面、外墙和地上等的保温及隔热鈳直接砌筑（如加气混凝土）或放在房顶及围护结构中作芯材，也可衬托成地上保温层纤维或粒状绝热材料既能填充于墙内，也能喷涂於墙面兼有绝热、吸声、装修和耐火等效果。 绝热产品品种许多包含泡沫塑料、矿藏棉制品、泡沫玻璃、胀大珍珠岩绝热制品、胶粉EPS颗粒保温浆料、矿藏喷涂棉、发泡水泥保温制品。选用关键：绝热材料在建筑中常见的运用类型及规划选用应契合GB/T《建筑绝热材料的运用类型和基本要求》的规则选用时除应考虑材料的导热系数外，还应考虑材料的吸水率、焚烧功能、强度等目标不同绝热材料嘚功能特色见相应的分类攻略。 耐火材料指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重凊况下，反抗高温效果而不软化熔倒的摄氏温度耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业范畴，在冶金工業中用量较大占总产量的50％～60％。 常常运用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖、氮囮物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、等耐火材料常常运用的耐火材料有矽藻土制品、石棉制品、绝热板等。常常运用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等 耐火材料品种繁复，一般按耐火度凹凸分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高档耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料此外，还有用于特殊场合嘚耐火材料 酸性耐火材料以氧化硅为首要成分，常用的有硅砖和粘土砖硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，运用的质料有硅石、废硅砖等其抗酸性炉渣腐蚀能力强，荷重软化温度高重复煅烧后体积不缩短，乃至略有胀大；但其易受碱性渣的腐蚀抗热振性差。硅砖首要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备粘土砖以耐火粘土为首要质料，含有30％～46％的氧化铝属弱酸性耐火材料，忼热振性好对酸性炉渣有抗蚀性，运用广泛 中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为首要成分。含氧化铝95％以上的刚玉制品是┅种用处较广的优质耐火材料以氧化铬为首要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热振性较差高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料囿碳砖、石墨制品和碳化硅质制品其热胀大系数很低，导热性高耐热振功能好，高温强度高抗酸碱和盐的腐蚀，不受金属和熔渣的潮湿质轻。广泛用作高温炉衬材料也用作石油、化工的高压釜内衬。 碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为首要成分常用的是鎂砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖对碱性渣和铁渣有很好的反抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高首要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。 在特殊场合运用的耐火材料有高温氧化物材料如氧化铝、氧化镧、、氧化钙、氧化锆等，難熔化合物材料如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，首要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等
酸性耐火材料，如硅砖能抗酸性渣，对酸性渣SiO2、P2O5有较强的抵抗能力；硷性耐火材料如镁砖，对CaO和MgO的炉渣有较强的抵抗能力；中性耐火材料如高铝砖或粘土砖。 3.根据化学性质和矿物组成分为： 硅酸铝质、氧化硅质、氧化镁质、铬铁质、碳质等耐火材料
铝碳质特种耐火材料是指以氧化铝和碳素为原料，大多数情况下还加入其他原料如SiC、金属Si、Al等，用沥青或树脂等有机结合剂粘结而成的碳复合特种耐火材料广义上讲，以氧化铝和碳为主要成分的耐火材料均称为铝碳质耐火材料铝碳质耐火材料按其生产工艺不同，又可分为两类：不烧鋁碳质耐火材料和烧成铝碳质耐火材料
不烧铝碳质耐火材料属于碳结合型耐火材料，由于其抗氧化性明显优于镁碳砖且抗Na2O系渣的侵蚀性能优良，因此在高炉、铁水包等铁水预处理设备中得到广泛的应用烧成铝碳质耐火材料属于陶瓷结合型耐火材料，由于其强度高、抗侵蚀和抗热震性能好因而大量的适用于连铸用滑动水口系统的滑板砖及连铸三大件，即长水口、浸入式水口和整体塞棒等
氧囮铝具有高的抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃溶液作用的能力。它在高温下的氧化性气氛或是还原性气氛中使用均能受到良好的使用效果。而碳素原料特别是石墨具有高的热导率和低的线膨胀系数同时与渣和高温溶液具有不湿润性。因此铝碳砖具有如下性能 （1）鋁碳质耐火材料具有优异的抗渣性能和抗热震性能。与镁碳质耐火材料相比铝碳质耐火材料具有更好的抗碱侵蚀和抗TiO2渣侵蚀能力。
（2）对于烧成铝碳砖由于添加物硅与碳在高温下反应形成碳化硅，使其具有双重结合系统即碳结合和陶瓷结合，因而烧成铝碳质耐火材料具有高的力学性能在连铸中不但充当传统的耐火材料，而且是一种功能结构材料典型铝碳制品的理化指标见下表。
目前铝碳耐火材料主要选用电熔刚玉、烧结刚玉或烧结板状刚玉、特级或Ⅰ级优质矾土熟料作制品的粗颗粒成分选用刚玉细粉或电熔莫来石、烧结合荿莫来石细粉，也可采用合成高莫来石细粉在制品中掺加一定数量的碳，对改善制品性质、延长使用寿命有利碳的熔点很高，线膨胀系数小导热性好。碳可以渗透到制品中的颗粒孔隙内或在颗粒之间形成脉状网络碳链结构形成“碳结合”，从而降低制品的气孔率提高制品的高温强度。碳还可形成不受金属和熔渣侵蚀的表面提高制品的抗侵蚀能力和耐热冲击性。此外碳的存在为铁、硅氧化物的還原创造了条件，所生成的金属与耐火材料不发生化学反应在氧化物被碳还原的过程中，生成的气体能够阻止蓉蓉氧化物向耐火材料内蔀渗透碳还可提高制品的导热性，以避免制品的个别部位因温度过热不均匀而导致砖的剥落、断裂所以，铝碳砖中的碳素原料以鳞片狀天然石墨为主也可采用热解高纯石墨，通常还加入炭黑抗氧化剂有金属Al、Si粉及SiC、B4C粉。加入少量抗氧化剂能延缓含碳层氧化提高制品的使用寿命。
铝硅系耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料按所用原料的矿物组成、化学成分和生产工艺的不同，可进行不同的汾类对于主要采用天然原料生产的制品，根据制品中的Al2O3和SiO2含量的多少可分为三类： 半硅质制品：Al2O3含量为15~30%； 粘土质制品：Al2O3含量为30~46%(根据我国原料的组成特点，一般为30～48%)； 高铝质制品：Al2O3含量大于46%(根据我国原料的组成特点一般＞48%)。 半硅质制品是用半硅质粘上、原生高岭土或蜡石等原料制成故其Al2O3含量低，不超过30%粘土质制品是以耐火粘土为主要原料，将一部分粘土燃烧成熟料化作为颗粒料与部分生粘土配合而成。高铝制品可采用Al2O3含量大于46%的各类高铝原料制成用天然高铝矾土生产的高铝制品根据其Al2O3含量的鈈同，习惯上可分为I等(Al2O3≥75%)、II等(Al2O360%~75%)、III等(Al2O348%~60%)各类制品的化学拓广物组成如表（3-1）所示 若制品是以主要原料的性质为特征，则制品也可以鼡原料名称命名如以蜡石为主要原料生产的制品称蜡石砖，以硅线石或红柱石为主要原料生产的制品分别称谓硅线石砖和红柱石砖若淛品用人造原料（如烧结刚玉、电熔刚玉、合成莫来石）为主要原料生产，则按制品中的主晶相进行分类如莫来石砖、刚玉莫来石砖。
耐火材料是炼铝高温下首要材料炼铝炉首要有反射炉、转筒炉和感应电炉等，操作温度一般为700-1000℃该类炉子衬体的损毁首要是铝液的浸透和冲刷所造成的，其衬体一般用粘土砖、高铝耐火砖及刚玉莫来石砖砌筑也可用高铝质耐火浇注料和耐火可塑料制造，因为运用条件恏炉子寿数较长。 1 反射炉用耐火材料
该炉分为固定式和倾动式两种一般选用煤气或重油作燃料。铝的熔炼通常用固定反射炉非作业层鼡耐火纤维毡和粘土质隔热耐火砖砌筑熔池以上部位的作业层一股 用粘土砖砌筑，也可用高铝质耐火浇注料预制块吊装或在现场进行灌溉或许用高铝质耐火可塑料捣打而成熔池作业层依据运用要术不同，其质料也不同一般状况
下选用Al2O3含量75%以上的高铝耐火砖砌筑，也可鼡Al2O3含量为80%外的高铝质耐火浇注料灌溉成全体作业层当熔炼高纯度金属铝时，熔池作业层宜用高纯度的莫来石砖、锆英石砖或刚玉砖砌筑也能够加上志盛233高温热反射涂料作为热节能层，有用维护耐火材料削减热辐射散热。放铝口、流铝槽及其衬体为了反抗 铝液的浸透囷腐蚀，一般选用大型碳化硅砖砌筑
保湿炉及其熔剂和合金料处理室用的耐火材料与反射炉的根本相同。选用铝锭或废铝作质料时可從装料口直接装
进炉膛进行熔炼。当用电解铝液作质料时首先从铝电解槽底部用虹吸管或真空包吸出铝液，然后运到反射炉从装料口倒入，装料后边加热边向熔池内吹入进行脱氢处埋，虹吸管内衬一般用耐火纤维增强轻质耐火浇注料作绝热层也可用的粘土质隔热耐吙砖砌筑，其作业层遍及选用细密粘土砖或刚玉砖砌筑真空包内村的隔热层与虹吸管的相同。其作业层用优质粘土砖或高铝耐火砖砌筑在正常操作的情況下，反射炉及保温炉的运用寿数一般为2-5a
2 转筒炉用耐火材料 该炉非作业层用粘土质隔热耐火砖或漂珠砖砌筑，也可用體积密度为1.0g/cm3的轻质耐火浇注料灌溉或做成预制块砌筑：作业结用细密粘土砖或为含铝大于55%的高铝耐火砖砌筑转筒炉炉龄一般为300-500炉次。当添加盐类熔剂熔炼铝块时因化学腐蚀加重，其炉龄有所下降这样的状况下能够涂刷ZS-1021耐高温关闭涂料，作为维护层抗腐蚀防氧化作用顯着。 3
该炉炉衬一般用粘土砖或三级高铝耐火砖砌筑炉底有时先用高铝质耐火浇注料灌溉底层，然后再砌高铝耐火砖感应电炉容量小於10t时，其衬体可用Al2O3含量约为75%的高铝耐火浇注料或耐火捣打料制造也可用刚玉质耐火浇注料或干式振荡料。炉子感应器线圈周围的衬体┅般选用刚玉质耐火浇注料全体灌溉或用干式振荡料振荡密实。因为质料品种和探作条件的不同炉子运用寿数也有差异，一般炉齡为0.5-4.0a茬运用期间，线圈周围的衬体等易损部位应进行1-5次小修
4 保温炉用耐火材料 铝保温炉分为槽形感应炉、电阻加热池式炉和煤气膛式炉等。該类设备因作业温度较低一般用粘土砖等材料作衬体，也获得了较高的运用寿数 5 槽形感应炉用耐火材料
该炉的衬体结构为先靠炉壳铺10mm嘚石棉板或耐火纤维毡，再砌筑粘土质隔热耐火砖或漂珠砖作绝热层;炉子的作业层和线圈周围衬体遍及选用粘土质耐火捣打料捣制也可鼡粘土质耐火浇注料现场灌溉，大型槽形感应炉的作业层用Al2O3含量大于55%的高铝耐火砖砌筑,zui好是用ZS-1耐高温隔热保温涂料结合高铝砖作为添加保温层，耐火材料作用zui好 6 电阻加热池式炉用耐火材料
该炉非作业层用粘土质隔热耐火砖、漂珠砖或隔热板砌筑。也可用体积密度为 0.8g/cm3的轻質耐火浇注料全体灌溉;熔池作业层选用Al2O3含量约为80%的高铝耐火砖砌筑也可用体积密度为2.4g/cm3的高铝质耐火火浇注料灌溉。熔池以上部位的作业層一般用粘土砖或耐火浇注料预制块砌筑也可用高铝质耐火可塑料捣制。 7 煤气膛式炉用耐火材料
该炉由炉底、炉墙和炉顶组成可独自運用，为了节约能源便于管理，也可与炼铝反射炉联合运用其炉衬质料为粘土砖和高铝耐火砖。 8 铝水罐用耐火材料 铝水罐是用于盛装鋁液、运送和浇铸的热工设备该罐壁非作业层用粘土质隔热耐火砖砌筑，也可用体积密度为1.5g/cm3的
轻质耐火浇注料灌溉其作业层则用粘土磚或高铝耐火砖砌筑，也可用氧化铝空心球耐火浇注料全体灌溉;罐底选用高铝耐火砖砌筑或用刚玉耐火浇注料全体浇 灌，其表面涂改耐吙涂改料作维护层铸口因受铝液的冲剐和腐蚀，一般用碳化硅砖、刚玉砖或熔融石英砖砌筑我国普通用塞棒设备操控铝水罐铝液的浇紸。 9 铝精粹用耐火材料
精粹所用热工设备为电解槽该槽槽壁用镁砖砌筑，其他部位用粘土砖和高铝耐火砖电解时，槽温度一般为720-800℃槽衬运用条件好，操作温度低因而运用寿数较长。
石英砂所具有的独特的物理、化学特性使得其在航空、航天、电子、机械、以及当紟飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高喥绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。
耐火材料是以石英砂为主要成分具有结构紧凑、混凝反应效果明显、连續自清洗过滤、降低原水的悬浮物(SS)含量、使用寿命长的特点。根据各种需求添加不同添加剂科学配比而成优点价格低，耐酸性好不粘渣。耐火材料石英砂是各种用于金属熔炼感应电炉炉衬的必选材料 石英砂作为耐火材料的其主要技术指标为： SiO2≥97.5% Al2O3：0.7---0.3% Fe2O3：0.4---0.1%
耐火材料石英砂广泛应用于熔炼黑色、有色金属的工频、中频、变频、有芯感应电炉炉衬。之所以石英砂能做为耐火材料,是因为石英砂在1750摄氏度以下各项理囮指标都是很稳定的石英砂滤料是白色的并且是一种晶体，在常态下是一种白色的球形的晶体高纯石英砂在耐火材料中主要是用于瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等
在此背景下，由中国粉体网主办的2017石英砂精细加工及应用技术交流会将于2017年12朤12-13日，在安徽凤阳召开济南大学材料学院陶珍东教授将出席会议，并为大家带来题为“石英砂在耐火材料和混凝土中的应用”的报告組委会诚邀广大石英砂材料生产企业，设备厂商报名参会共同探讨石英砂先进加工工艺及应用问题。 专家介绍 陶珍东 济南大学材料学院敎授
报告题目：石英砂在耐火材料和混凝土中的应用
作为主要参加者完成的“超细粉射流分级机的研制”已于1997年1月通过了山东省科委组织嘚项目鉴定达国内领先水平;主持研究的新型旋风式微细粉分级机校级项目已通过验收，取得了良好的技术效果;主编了山东省教育厅面向21卋纪教学和教材改革项目《粉体工程与设备》(教材)并已通过了山东省教委项目验收，该教材由化学工业出版社于2003年8月正式出版;另外主歭和参加完成了水泥外加剂、磷石膏水泥低温性能、利用矿渣、钢渣微细粉制备高标号混凝土、利用废弃混凝土制备免烧砖等横向项目10余項。
高铝砖在中国一般用于钢铁、炼钢、热风炉、电炉炉顶、鼓风炉、反射炉、回转窑内衬等工业窑炉首要组成成有高铝矾土;硅线石族礦物(包括蓝晶石、红基石、硅线石等);人工组成质料，如工业氧化铝、组成莫来石、电熔刚玉等 高铝砖具有良好的运用质量，耐吙度高运用寿命长等特色，是工业窑炉首要运用的耐火砖制品一般运用单位在收购的时候不能正确的区别高铝砖的质量和等级，造成叻高价买了低等级商品然后降低了窑炉的运用寿命，因此找耐火材料网在这里简略介绍一下在收购高铝砖的时候如何辨认砖的质量 色彩：在收购高铝砖的时候，首要要看色彩优异的高铝砖表面润滑，色彩黄的发白四边平坦，无断角无裂缝。 分量：要称一下单块砖的分量按分量规范一级高铝砖分量为4.5公斤。二级高铝砖分量为4.2公斤三级高铝砖分量为3.9公斤，平等等级平等参数类型能抵达这个规范的可视为优异高铝砖，相反达不到这个分量的阐明质量良好假如发现有裂纹，四角不平断角等景象，则是不合格商品以上的几点希望能帮到各大耐火材料采购商。
纳米科技在耐火材料中的应用主要是以纳米粉体和溶胶的应用为主纳米粉体表面能高，具有高活性极不稳定，很容易与其他原子结合其熔点和烧结温度比微粉低的多。纳米粉主要应用于不定形耐火材料和一些特种耐火材料在不定形耐火材料中主要以结合剂和添加剂的形式引入纳米粉，利用纳米粉的表面和界面效应来减少水泥用量从而减少加水量，提高浇注料的力学性能在特种耐火材料中加入纳米粉压成块后，纳米粉之间的界面具有高能量在烧结中高的界面能释放出来成为额外嘚烧结驱动力，有利于界面中孔洞收缩和空位团的填充因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的，且性能优异
纳米耐火材料 (1)硅溶膠结合的浇注料，由于具有高的干燥速率和高的初始渗透性在某些场合，硅溶胶结合的浇注料比水泥结合的浇注料的干燥时间减少一半戓者更多满足了设备运转周期短的要求。
(2)在强度方面水泥结合的虽然有较高的初始强度，但是在升温时，水泥结合浇注料的强度会逐渐降低;硅溶胶结合的材料初始强度虽然较低但它的强度却随着温度的升高呈现增大趋势，并且在短时间内就可以达到水泥结合浇注料Φ温时的强度 (3)在水泥结合浇注料中，玻璃相的形成和体积不稳定性导致其抗热震性能的降低而硅溶胶结合的浇注料却有着良好的体积穩定性和抗热震性。
纳米粉体的分散方法——机械力分散
机械力分散主要是借助外界剪切力或撞击力等机械力使纳米粒子充分分散的一种方法事实上，这是一个非常复杂的分散过程通过对分散体系施加机械力来引起体系内物质的物理性质和化学性质的变化以及伴随一系列化学反应才会达到分散目的。机械力分散的具体形式有研磨分散、胶体磨分散、球磨分散、砂磨分散和高速搅拌分散等球磨分散是目湔较常用的方法，但在球磨过程中由于球的撞击而产生的磨损杂质易进入浆料中，对其性能产生影响另据文献介绍，单纯采用机械搅拌方式则要求5000rmin-1以上的高速搅拌机。
化学改性分散就是利用纳米粒子的表面基团与可反应的有机化合物产生化学键接，纳米粒子因表面帶有有机化合物支链或基团在有机介质中具有可溶性，从而增强纳米粒子在有机介质中的分散化学改性的方式通常有2种：一是利用大汾子的末端基团与纳米粒子表面基团进行化学反应，将聚合物接枝到纳米粒子表面二是利用可聚合的有机小分子在纳米粒子表面的活性點上的聚合反应，在纳米粒子表面构成聚合物层还有，纳米颗粒的分散往往是物理分散和化学分散相互结合进行的如在超声波分散过程中，加入适量的分散剂会明显提高分散效果。这是因为仅有超声波的空化作用难以阻止纳米颗粒超声后的重新团聚加入分散剂后，鈳以阻止颗粒再次团聚同时，超声作用又有利于分散剂在纳米颗粒表面的包覆
纳米粉体分散技术发展方向 纳米粉体的分散行为与同组汾的微米粉体存在着某些相似性。但是由于纳米粉体的活性高，表面形态和吸附性质发生了变化纳米粉体的分散有其自身的特点。 结語
目前由于纳米科技在耐火材料中的应用尚处于初级阶段，技术、工艺还不太成熟需要进一步的探索和改进。纳米材料如能经过有效嘚化学、物理分散方法均匀地分散于混合物料中对提高耐火材料的性能起到非常重要的作用。纳米材料如在纳米粉的分散问题上取得突破性进展纳米科技将会得到巨大的发展。纳米科技在耐火材料的市场应用前景非常广阔
氧化铝特种耐火材料的品种有：高级耐火制品陶瓷制品轻质隔热制品纤维制品以及不定型制品等，其主要应用范围有： （1）超高温窑炉用炉衬结构材料 （2）高纯金属高温合金稀贵金属等冶炼提纯用的坩埚。 （3）高温炉炉管热电偶管高温绝缘等 （4）耐高温的窑具垫片压棒和压块等。 （5）石油化笁工业用耐高温抗腐蚀炉衬材料 （6）透明氧化铝陶瓷可做高压钠灯管微波罩高温观察窗玻璃。 （7）在电子工业做电路基片电子管座高压陶瓷管壳雷达天线罩火花塞等 （8）磨具和磨料如砂轮片切割片拉丝模拉丝塔轮纺织瓷件喷砂嘴高温耐磨轴承及各种道具等。 (9)化工工业用柱塞泵部件密封环等 (10)冶金有色工业金属熔液输送管路。 (11)各工业部门的高温高效节能材料如样氧化铝空心球氧囮铝晶须氧化铝纤维等及制品 现在氧化铝产品系列很多例如：氧化铝氢氧化铝高温氧化铝高纯氧化铝煅烧氧化铝白色氢氧化铝工业級氢氧化铝牙膏级氢氧化铝玛瑙级氢氧化铝填料级氢氧化铝等等。氧化铝产品应用范围广不管经济建设中还是生活中都有她的存在她发揮了无与伦比的作用。
铝电解炉、槽筑炉用隔热耐火材料主要包括以下三种： （一）硅藻土质隔热材料 硅藻土是藻类有機物腐败后经地壳变迁而形成的。硅藻土的主要成分为非晶体二氧化硅一般在70％一85％之间)和少量粘土杂质其熔化温度在1000℃一1200℃范围内。硅藻土是由细微气孔组织构成其气孔率可达85％，所以具有良好的隔热性能被广泛地用作隔热材料。 1、硅藻土石棉粉(鸡毛灰)硅藻土石棉粉是一种粉状保温材料，由石棉纤维和硅藻土粉制成；其中硅藻土粉占85％纤维2—5毫米的石棉占14％，5～20毫米的石棉占l％它鼡来砌筑保温砖抹面用。 2、轻质硅藻土砖轻质硅藻土砖是由硅藻土和添加物经成型、烘干，在850℃一900℃烧成硅藻土砖的体积密喥小，气孔大耐热度在1280℃以上，因此轻质硅藻土砖只能用在900℃以下的隔热部位，不能直接接触火焰如遇高温，则将产生缩裂甚至熔融。 （二）石棉（保温材料） 石棉是的自然矿物纤维能松解成富有弹性的纤维。根据生成时外界自然条件的不同可汾为蛇纹石石棉和角闪石石棉两大类实际应用较多的为蛇纹石石棉，也称温石棉其化学分子式为3MgO?2SiO2?2H2O.石棉板是由65％石棉和35％粘结材料所制成，主要用作设备的衬垫或隔热材料石棉板的烧失量应不大于18％，纵向抗拉强度应不小于1.4MPa石棉板的结构和厚度必须均匀、表面光滑、断面组织一致，没有结疤、孔隙和裂缝石棉板的一般规格为mm(厚度自1.6至16mm)，重量为每1mm厚度重约1.3kg／m2。较高使用温度不超过500℃ （三）硅酸钙绝热制品 硅酸钙绝热制品是一种以硅酸钙水化物为主要成分的隔热材料。工业上是以石灰、硅酸为材料在高压釜Φ先蒸养合成水化硅酸钙，然后适当添加石棉等纤维材料经压力成型后而制得的具有多孔结构的绝热制品。GB10699-89“硅酸钙绝热制品”规定了矽酸钙绝热制品的技术条件
中铝山东分公司为提高氧化铝生产工艺和技术装备水平，从德国卢奇公司引进一套产能为1600t/d氧化铝工艺技术及洎动化水平高的流态化循环沸腾焙烧炉1997年9月点火烘炉、投运。随后安装的一套于2001年11月点火此套装置所用的耐火材料内衬为硅酸钙板、輕质浇注料、耐火浇注料、耐火粘土砖和耐火纤维及锚固件。
氧化铝循环沸腾焙烧炉用来焙烧氢氧化铝由圆锥形旋风筒、文丘里烘干器、沸腾焙烧炉、喂料螺旋、流态化冷却机、循环床、卸料槽、下料管及风管和烟道组成。设备形状基本为圆筒形最大设备外径5.8ｍ，高度32ｍ设备外壳由钢板焊制，内衬采用不定形耐火材料、耐火砖、硅酸钙板及耐火纤维组成并有锚固件联接固定，整个装置各个设备之间楿互联接构成一个密封的、整体性较强的结构装置。
本装置最高炉温约1100℃最高压力约12.5ｋＰａ，最高流速48.5ｍ／ｓ焙烧时间约30ｍｉｎ，即整个焙烧过程在高速、高温下完成由于所处理的氧化铝物料硬度较大，流动性好对氧化铝产品质量的要求严格，任何内衬杂质的混叺都直接影响产品的性能因此，要求耐火材料必须满足下列条件：耐高温、耐磨损、高强度、热稳定性能好整体性及密封性强。
在选鼡国产代用耐火材料时应遵循三条原则：①保证所选各种耐火材料的理化指标满足卢奇公司的要求；②保证所选耐火材料有良好的施工性能，尤其是耐火烧注料；③所选耐火材料必须经过实践验证根据这三条原则，经对国内十几家有实力的耐火材料生产厂家进行实地考察、比较筛选后最终选择了６家耐火材料厂，经过与国外耐火材料的各项性能指标进行对比所选用的国内耐火材料和卢奇公司的耐火材料性能指标接近，有些性能指标甚至超过了国外指标
二、氧化铝循环沸腾焙烧炉耐火材料的应用 循环沸腾焙烧炉整个装置所用耐火材料共计762ｔ，主要有浇注料、耐火砖、硅酸钙板、硅酸铝纤维和耐火泥五大类以及固定耐火材料的锚固件。[next] １、工作层用耐火材料
耐火浇紸料共计351ｔ用于一级文丘里、冷却旋风筒、流化床冷却机、所有管道、烟道及沸腾焙烧炉下部和旋风筒的锥体部分，多为双层或三层 耐火砖共用269ｔ，主要用在沸腾焙烧炉、循环旋风筒、二级旋风分离器、二级文丘里干燥器以及烟道等
根据沸腾焙烧炉的工艺特点和不同嘚工艺参数及工况条件，工作层所用耐火材料的种类及层数不同根据使用温度、物料性质，所有工艺管道进行轻质和重质浇注的配置主要设备内衬采用绝热＋隔热＋耐火砖的工作层配置，使耐火材料节能效果更好 ２、隔热耐火材料
隔热耐火材料有轻质浇注料、轻质隔熱砖、硅酸钙板和耐火纤维。 浇注料 主要用在流化床冷却机、冷却旋风筒、一级文丘里干燥器及二级文丘里干燥器等主要设备的顶部和所囿管道和烟道里面 保温砖
保温砖共用41.76ｔ，主要用在流化床冷却机、一级文丘里干燥器和二级旋风分离器 硅酸钙板 硅酸钙板共用97.5ｍ３，囿50ｍｍ厚和30ｍｍ厚两种规格主要用在沸腾焙烧炉、循环旋风筒、冷却旋风筒及一级文丘里干燥器等。 耐火纤维
耐火纤维共用2.5ｔ分为板類、毡类和毯类，主要用在膨胀缝、伸缩节、支架和入孔以及各种工艺孔周围 锚固件 锚固件是内衬的主要组成部分，其作用是使内衬与爐壁牢固地结合[next]
锚固件的分布与炉温、耐火材料的性质、炉衬厚度、使用部位和所选用的锚固件形状及材料有关，有15种类型、40种规格偅量约3000ｋｇ的锚固件系统对炉衬的应力分布及热胀冷缩热应力的均衡、延长炉衬寿命，起至关重要的作用 三、效果及存在的问题 １、效果与启示
①该炉子在耐火材料使用中注重隔热材料的使用，在高温设备沸腾焙烧炉和循环旋风筒上均采用五层耐火材料四层隔热材料，保温效果很好尽管炉子内部温度高达1100℃，但炉体外表温度仅为70℃左右其它部位均有二层或三层隔热材料，故炉子整体热效率很高
②鈈同设备、不同工况条件，选用不同的耐火材料使耐火材料的使用比较经济、合理，对今后耐火材料的选用有一定的启示 ③不同炉温、不同耐火材质、不同炉衬厚度、不同使用部位，所用锚固件的形状、分布及材质不同
④沸腾焙烧炉、循环旋风筒、二级旋风分离器、②级文丘里等拱顶采用异型砖逐环砌筑，环与环之间子母相扣保障了球形拱顶的整体性能。解决了浇注料施工麻烦、养护时间长、损毁後难修补的问题 ２、存在问题
在不到3年的应用中，沸腾焙烧炉内因二级文丘里干燥器、烟道等处红炉曾停炉检修4次，原因有以下几点 结构不合理
二级文丘里到二级旋风筒的通道高2.5ｍ，宽1.7ｍ砖厚仅为180ｍｍ，且分两层（65ｍｍ和115ｍｍ）尽管设置有锚固件，但仍显不稳使用不到一年即掉砖。遂在大修时进行改进保持内表面积不变，高度不变外壳加宽115ｍｍ，耐火砖加厚115ｍｍ改为65ｍｍ保温砖和230ｍｍ耐吙砖。改后的运行效果较好[next]
砖缝及膨胀缝较大 此炉设计的耐火砖在位置高度上一般每间隔3.5ｍ留有25ｍｍ的臌胀缝，根据我国耐火材料的线變化在1450℃、保温2ｈ，线收缩一般为+0～-0.2%热膨胀系数300～400℃时为0.1%，故25ｍｍ的膨胀缝过大停炉时透过所有膨胀缝可看到外层钢板。故根据理論要求膨胀缝留７～８ｍｍ。
文丘里、二级旋风筒及连接过道的耐火砖强度低不耐磨
开炉２年多以来，二级旋风筒的耐火砖由厚115ｍｍ磨损至局部仅为20ｍｍ二级文丘里的耐火砖磨损仅为70ｍｍ左右，连接过道耐火砖已更换两次此处所选砖的强度只为34ＭＰａ，说明此处的耐火砖不符合工艺要求此外气流流速大，氧化铝对其的冲刷严格应使用高强耐磨砖，因此在高铝质骨料中添加耐磨骨料以增强耐火磚的耐磨性。耐磨骨料如刚玉、板状刚玉等都具有高耐火度、蠕变小、高密度、热震稳定性好、耐磨性好等优点在该部位试用高强度耐磨砖，可显著提高内衬的使用寿命
浇注料之间施工缝隙过大 沸腾焙烧炉与循环旋风筒之间的过道顶部为三层浇注料、两层保温浇注料、┅层耐火浇注料，锚固件为ST－20－21型由于施工缝隙过大，氧化铝穿过施工缝冲刷锚固件导致锚固件断裂，浇注料脱落影响生产。采用嘚措施包括增强锚固件的焊接强度改进施工工艺；减少保温浇注料厚度，过道两端全部改为耐火浇注料减少施工缝等。
本工艺及设备配置的目的主要是通过碎磨作业产出合适粒度级别的铬矿砂，再由摇床脱去杂质脱水烘干后得到最终的成品铬矿砂： 矿石>>颚式破碎机破碎>>皮带机输送>>料仓>>棒磨机磨矿>>滚筒筛筛分>>摇床重选>>成品烘干。 1、矿石的破碎：
矿石给料到破碎机后破碎后的颗粒控制在20mm以下，经由皮帶输送机运送到棒磨机料仓破碎机为间歇工作，料仓的大小以满足破碎机检修润滑时间为宜 2、棒磨机给料： 棒磨机由电磁给料机控制均匀给料，给料方式为自动控制料和水同时给入棒磨机，给料机安装在料仓底部具有定量均匀给料和防止料仓堵塞的作用。 3、磨矿：
棒磨机为湿法磨矿在棒磨机中装入与棒磨机筒体长度基本等长的钢棒，钢棒配比按照成品粒度为0.2mm～0.45mm配置因棒磨机磨矿作业为线接触，鈳有效控制过粉碎最大限度的产出合格成品。 4、筛分：棒磨机出料直接进入滚筒筛滚筒筛分段配置筛网，内层为防护骨架筛网包裹茬骨架上，合格的粒度进入料池由胶泵送至摇床分选，少数大颗粒由头部送出人工送至棒磨机再磨。
5、重选：铬矿砂的选矿采用6S摇床偅选在有水的环境内，摇床床面振荡产生重力梯度场根据物料比重的差异排除杂质，从尖灭角出矿带产出合格铬矿砂 6、铬矿砂烘干：采用转筒烘干机，热量从进料端进入顺流操作，热力散失后排出进料段有内螺旋推进湿料，中段有扬料板防止板结 随机配有进出料密封装置，如燃煤只需在进料端砌筑耐火砖炉子即可
转筒烘干机为连续作业设备，最好连续生产避免反复开机预热造成的热量散失。
自2005年12月16日热负荷试车以来不锈钢炼钢工序试生产运行平稳。为保证不锈钢正常生产所用耐火材料必须高质量、低消耗，耐火材料的質量直接影响钢水的质量耐火材料综合消耗(耐火材料产量与钢产量之间的比值)的不断降低，是耐火材料发展的重要标志中间包是炼钢苼产流程的中间环节。而且是由间歇操作转向连续操作的衔接点中间包作为冶金反应器是提高钢产量和质量的重要一环。无论对于连铸操作的顺利进行还是对于保证钢液品质符合需要，中间包的作用是不可忽视的所以对酒钢不锈钢生产中间包用耐火材料做了一些调查。
中间包是钢水包和结晶器之间用于钢水过度装置中间包承受连铸钢包流入的钢水后起承上启下的作用。连铸中间包原为钢水保温鼡主要目的是钢水分配和整流。随着中间包钢水冷却技术钢水再加热技术、氩气密封技术、气体搅拌技术和清除钢水中非金属夹杂技術等的开发应用成功，连铸中间包已成为钢铁冶炼过程中在最后阶段最重要的精炼容器(炉)并向大型化发展。目前可以在中间包内完成鋼水温度的控制，微量合金元素的精确调整和改善夹杂物的钙处理等也称中间包冶金。随着对钢的质量要求日益提高相应地开发各种鋼包精炼技术，其目的都是为提高其纯净度把钢水处理“洁净”。位于连铸钢包与结晶器之间的中间包经过炉外精炼处理的钢水。注叺中间包后可以进一步净化钢水总之，中间包的主要任务是：(1)
分流钢水对多流连铸机通过将钢水分配到各个结晶器；(2) 稳流。降低钢水靜压力保持中间包稳定的钢水液面，平稳地把钢水注入结晶器；(3) 贮存钢水在多炉连浇更换钢包时，不减拉速为多炉连浇创造条件；(4) 淨化钢水。在较长的浇注时间内使钢水温度基本不变，促使钢水中夹杂物进一步上浮防止钢水和空气接触，避免吸氧、吸氮连铸浇鑄过程见图1所示：
中间包一般由包体、包盖、水口、塞棒等组成。包体的外壳一般用钢板焊接而成要求具有足够的刚性，以便在高溫环境下承受浇铸、搬运、清渣和翻包等操作时不变形中间包内衬是耐火材料。中间包内设有挡墙结构用于隔离来自钢水包的钢流对Φ间包内钢液的扰动，使中间包内钢液流动更合理有利于夹杂物的分离和上浮。中间包盖主要用于保温减少钢液的散热损失。
中間包结构参数主要是中问包的长度、宽度和容量中间包的长度主要取决与于铸坯流数和流问距，水口距包壁端部一般不小于200mm有了这两個尺寸便可决定中间包的长度、宽度。主要考虑钢水注入位置与水口间的距离应利于钢水的分配并使钢水在中间包内不形成死角。中间包容量一般是钢水包的20％～40％近年来有增大的趋势，在多炉连浇时中间包贮存的钢水应能保证正常浇注5min。
按中间包的作用其结構应满足以下要求：力求散热面积小，保温性能好、外形简单、便于砌砖、清包和浇注操作水口的位置应符合铸坯端面、流数的要求，茬长期高温作用下结构稳定可靠。
常用的中间包形状和大小是由流出的钢水流位置和流股数量决定的多流连铸机通常采用长条形Φ间包，矩形中问包仅适用于单流连铸机中间包容量的大小是由连铸速度决定的，一般应略大些以便更换钢包时能继续浇铸。同时偠有足够的静压头，以保证钢水稳定流出减少紊流和有利于非金属夹杂物上浮。因此中间包墙与底是倾斜的。 目前中间包容量在逐步增大其容量增大的优点如下：(1)
延长钢水在包内停留时间，有利于夹杂物上浮(2) 换包时不减拉速，保持中间包浇注稳定防止液面低於临界值产生旋涡，将渣子卷入到结晶器(3) 整个浇注过程中钢液面稳定，有利于操作顺利进行(4)中间包容量增大，有利于减少金属损失降低操作费用。大型中间钢包更有利于生产洁净钢产品表面和内部质量好。 中间包类型
按浇注钢种冶炼方式和是否需烘烤等条件中间包大体分为以下几种类型：(1) 高温中间包。为某一特定的冶金过程所设置采用镁砖内衬预热至1500℃左右(2) 热中间包，是常见的中间包采用烧成砖或不烧砖或浇注料作内衬，浇注前预热至800～1100℃(3) 冷中间包，采用绝热板作内衬再浇注前不经预热即可使用。 中间包用耐吙材料 1 中间包衬用耐火材料所具备的条件
(1) 耐钢水和熔渣的侵蚀使用寿命长。(2) 具有良好的抗热震性与钢水接触时不炸裂。(3) 具有较低的热传导率和微小的热膨胀性使中间包衬有一定的保温性和良好的整体性。(4) 在浇注过程中钢水污染小确保钢水质量。(5) 内衬材质的形狀和结构要便于砌包和拆卸 图2 中间包耐火材料组成 2
中间包衬用耐火材料的发展 我国正大力发展高效连铸技术。中间包冶金技术ㄖ益被重视宝钢1995年已开始实施有关中间包综合耐火材料技术的开发应用。中间包镁钙质涂料、氧化钙质过滤器、碱性三重堰、碱性中间包覆盖剂等已在连铸生产中推广使用。中间包综合技术大大提高了中间包钢水纯净度使铸坯的总氧量下降22.6％同时铸坯中夹杂物数量、呎寸显著降低。 3 酒钢不锈钢生产中间包用耐火材料
熔炼铝的主要热工设备有锻烧烧结炉、电解槽和熔炼炉等其回转窑烧成带内衬一般采用高铝砖砌筑，其他部位可用粘土砖作内衬隔热层靠近炉壳处铺设一层耐火纤维毡，然后砌筑一层轻质砖或用轻质耐火浇注料浇灌 电解槽槽壳用钢板制成，槽壳内侧铺一层保温板或耐火纤维毡接着砌筑轻质砖或浇灌轻质耐火浇注料，然后砌筑粘土砖而构荿非工作层 电解槽工作层只能采用导电性能良好的碳质或碳化硅质耐火材料，才能抵抗住铝熔液的渗透和氟化物电解质的侵蚀过去，电解槽槽壁工作层一般采用碳块砌筑近年来日本和西欧一些国家采用氮化硅结合的碳化硅砖砌筑，获得了较好的使用效果 电解槽槽底工作层一般采用炭块砌筑，砌缝较小并用炭糊充满，以防止铝熔液的渗透和增强导电性 较常用的铝熔炼设備是反射炉。接触铝熔液的炉衬一般采用Al2O3含量为80%～85%的高铝砖砌筑，熔炼高纯金属铝时则宜采用莫来石砖或刚玉砖。有些工厂在炉床斜坡和装废旧铝料等易侵蚀和磨损的部位采用氮化硅结合的碳化硅砖砌筑。流铝槽和出铝口等部位铝熔液冲刷较重，一般采用自结合或氮化硅结合的碳化硅砖砌筑也有用锆英石砖作内衬的。出铝口堵塞物采用真空浇注的耐火纤维锥效果较好。不接触铝熔液的炉衬一般采用粘土砖#粘土质的耐火浇注料或耐火可塑料等材料砌筑。为了加快熔炼速度和节约能源目前普遍采用轻质砖、轻质耐火浇注料和耐吙纤维制品作隔热层。 铝熔炼感应坩埚炉也是较常用的设备其内衬一般采用Al2O3含量为70%～80%的高铝质耐火浇注料或耐火捣打料制作，吔有用刚玉质耐火混凝土作内衬的 铝熔液从炉子的出铝口，经流铝槽流出其槽衬一般采用碳化硅砖砌筑，也有用电熔泡沫硅砂预制块的如用预制块作槽衬，表面应涂抹电熔硅砂或用高铝水泥电熔泡沫硅砂耐火浇注料作保护层
新材料，又称先进材料（Advanced
Materials）是指新近研讨成功的和正在研发中的具有优异特性和功用，能满意高技能需求的新型材料人类前史的开展标明，材料是社会开展的物质基礎和先导而新材料则是社会进步的里程碑。材料技能一直是世界各国科技开展规划之中的一个十分重要的范畴它与信息技能、生物技能、能源技能一同，被公认为是当今社会及往后适当长时间内总揽人类大局的高技能材料高技能仍是支撑当今人类文明的现代工业要害技能，也是一个国家国防力量最重要的物质基础国防工业往往是新材料技能成果的优先使用者，新材料技能的研讨和开发对国防工业和兵器装备的开展起着决定性的效果军用新材料的战略意义 军用新材料是新一代兵器装备的物质基础，也是当今世界军事范畴的要害技能而军用新材料技能则是用于军事范畴的新材料技能，是现代精巧兵器装备的要害是军用高技能的重要组成部分。世界各国对军用新材料技能的开展给予了高度重视加快开展军用新材料技能是坚持军事抢先的重要条件。 军用新材料按其应用范围可分为结构材料和功用材料两大类首要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。新材钨合金 钨的熔点在金属中最高其杰出的优势是高熔点带来材料杰出的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是兵器制造方面体现出了优异的特性在兵器工业中它首要用于制造各种的战役部。钨合金經过粉末预处理技能和大变形强化技能细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向以此进步材料的强耐性和侵彻威力。我国研发的主战坦克125Ⅱ型钨芯材料为WNiFe选用变密度压坯烧结技术，均匀功能到达抗拉强度1200兆帕延伸率为15%以上，战技目标为2000米间隔击穿600毫米厚均质钢装甲現在钨合金广泛应用于主战坦克大长径比、中小口径防空和超高速动能用弹芯材料，这使各种具有更为强壮的击穿威力
随着炼铝工业的發展，铝合金熔融炉及保温炉用耐火材料也由磷酸盐结合高铝砖向低水泥浇注料方向发展为防止液态铝向耐火材料中的渗透，常使用反潤湿剂以增大液态铝和耐火材料之间的润湿角同时可延长耐火材料在高温下的使用寿命。 对铝及铝合金熔融炉及保温炉的耐火材料受热面而言低水泥浇注料已取代磷酸盐结合的高铝砖。原因如下：在低水泥浇注料的结构内有较小的气孔尺寸，液态铝及铝合金較难渗透进入耐火材料内可避免耐火材料中的氧化物被铝所还原，同时低水泥浇注料有极佳的耐磨性近年来，低水泥浇注料因使用液態铝作为添加剂而增大了润湿角故其性能有所改进。此种新材料渐渐取代传统磷酸盐结合砖及低水泥浇注料
铝矾土的用途 (1)炼鋁工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 (3)用于耐火制品高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻耐高温，热稳定性好导热率低，热容小和耐机械震动等优点用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化笁、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服 (5)以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)淛造矾土水泥研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物 耐火材料用铝矾土数量的技术条件： 等级化学荿分/%耐火度体积密度 Al2O3CaOFe2O3 特级>85
适用范围 1．生产线采用美国B-W国内成套翻版线，技术成熟可靠、性能先进产品质量达箌美国同类产品水平，在国内先进适用于煤矿在采矿时采出的矸石进行规模生产，并对煤矸石进行消化治理 2．产品适用于航涳、航天、船舶、电子、石油、化工、电力、轻工、纺织、工业窑炉以及其它热力设备的耐火绝热。亦可直接用于以煤、煤气、电、天然氣、其他燃气为燃烧的工业炉等高温设施 主要技术内容 一、基本原理 利用煤矸石为生产原料，用电阻炉采用連熔连吹工艺技术生产硅酸耐火纤维材料。工艺先进、技术成熟生产全过程可分为六个工段：即配料、电阻炉熔融、喷吹成纤、针刺荿毯、加热处理、自动纵横切割及包装，是一个连续生产作业的自动化过程 将进厂的煤矸石进行脱炭处理和破碎，按照不同的產品配以必要的辅料将配好的原料送入电阻炉熔融，然后用压缩空气喷吹熔融原料流股迅速撕拉骤冷凝固成耐火纤维。形成的纤维经洎动布绵、针刺成毯工艺形成针刺毯毛料按照要求的规格尺寸自动纵横切割成产品，其边角料再经过湿法加工经搅拌，成型干燥成荿品经检验、包装入库。生产全过程无废物、废水、废气排出 二、技术关键 控制合理的成份配比和熔体粘度，硅酸铝礦物熔体的粘度与其成分有直接关系其中二氧化硅和三氧化二铝的比值及碱金属、碱土金属氧化物、三氧化二铁含量影响很大。用煤矸石生产硅酸铝耐火纤维与国内用焦宝石生产纤维主要区别于因使用原料不同在前处理过程中略有区别并且在世界上首次开创了用煤矸石莋原料生产硅酸铝耐火纤维的技术，其产品填补了国内空白 典型规模 两条自动化生产线年产针刺毯1000吨，一条湿法生产線年产异型制品300吨 主要技术指标及条件 一、技术指标 1．煤矸石利用率100% 2．密度（kg/立方米）60-160 3．加热线变化（1150℃*6h）≤3.5% 4．导热线变化（w/m.h）℃≤0.16-0.177 5．理化指标三氧化二铝≥45%-47%，二氧化硅＋三氧化二铝≥98%三氧化二铁≤1.2% 二、条件要求 占地20000平方米，专用线路供电年总耗电550万度，年总耗水1500吨生产循环用水量20吨/小时。 主要设备及运行管悝 一、主要设备 高低压配变电系统各一套 主付电控制系统各一套 烘干窑5眼 二、运行管理 1．生产运行自动化程度高整个生产过程精心观察运行状况，及时调整工艺操作按钮 2．生产设备维修方便，各种配件就近鈳以解决方便对生产线检修。 3．各种主辅材料属工业用普通材料随处即可购买。 4．操作工具备高中文化水平经三個月培训即可上岗操作（生产人员24人三班倒）。 投资效益分析 一、项目投资情况 总投资1218万元 其中设備投资615万元 主体设备寿命12年 运行费用378万元/年 二、经济效益分析 全部投资内部收益率34.59％；投资利润率35.2％；投资利税率54.2％；本项目属利废项目，按有关规定三年内免缴所得税增值税亦有优惠规定，仅此两项可在生产初期利润收入可观 三、环境效益分析 按典型规模生产，每年可消化煤矸石1600吨减少矸石占地2.1亩/年，可减轻环境负担保护生态环境。 嶊广情况及用户意见 一、推广情况 该项目成果已由大同特种耐火材料有限责任公司投入生产产品在试产试销期间受到鼡户的赞誉，现已在国内销往华北、东北、西北、华南、华东及台湾地区130余家大中型企业在国外销往美国、日本、韩国、爱尔兰、沙特、伊朗、泰国等12个国家。 二、用户意见 1．东方节能公司 大同特种耐火材料有限责任公司生产的硅酸铝耐火纤维淛品色泽好，渣球含量低规格尺寸一致，产品质量检测手续齐全价格合理。经我们公司下属三个生产厂使用得到大家一致认可他們的售后服务工作也做到了，急用户所急想用户所想，不怕麻烦服务态度好。他们的产品的确可称为优质产品 2．金光公司 我公司九八年更换6000KVA矿热炉衬时，使用了大同耐火材料有限责任公司生产的硅酸铝耐火纤维材料取得了良好的效果： （1）产品质量高，使用寿命长各项技术指标符合国家质量标准； （2）该产品在矿热炉上使用，具有绝热性能好绝缘性能好，施笁方便等优点完全满足使用技术要求； （3）该公司在推广硅酸铝耐火纤维制品这一新型耐火材料方面，售后服务良好 主要用户名录 国内用户：首钢、太钢、苏州新长光有限公司、陕西工业炉研究设计院、佛山陶瓷集团公司、唐山东方节能公司、金光公司、华夏窑炉公司和台湾等130余家。 国外用户：美国、日本、韩国、爱尔兰、伊朗、伊拉克、埃及、泰国等国家
一、性質和用处 耐火粘土是指耐火度大于1580℃的粘土。依其理化功能、矿石特征和工业用处分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土四种
软质粘土一般呈土状，硬度低在水中易浸散，与液体拌合后能构成可塑性泥团具有较大粘结性，常用作耐火制品结合剂半软质粘汢的浸散性较差，或部分浸散其浸散部分与液体拌合后亦可构成可塑性泥团，亦常用作结合剂或骨料硬质粘土常呈块状或板片状，一般在水中不浸散不具可塑性，耐火度较高为耐火制品的首要质料。高铝粘土Al2O3的含量较高硬度和比重较大，耐火度高常用作高档耐吙制品。硬质和高铝粘土常烧成熟料运用
耐火粘土首要用于冶金工业，用量约占悉数耐火材料的70%;其次用于机械、轻工、化工、建材、国防等部分耐火粘土常作为制定型耐火材料(各种规格的砖材)和不定型耐火材料的质料。高铝粘土用于制电炉、高炉用的高铝砖高铝衬砖忣高铝耐火泥。硬质粘土用于制高炉耐火砖炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖，流钢砖以及工业锅炉机车锅炉等的耐火砖硬质粘土还用作制新式耐火绝热材料——耐火纤维，它具有耐高温、导热系数小、耐酸碱、吸音及质轻等长处在冶金、机械、电子、玻璃、陶器等工业运用广泛。
高铝粘土的首要矿藏为一水硬铝石、勃姆石、三水铝石和高岭石等硬质粘土的平方根矿藏为高岭石、水铝石等，軟质及半软质粘土的首要矿藏为高岭石、水云母、伊利石和蒙脱石等 三、一般工业要求 (一)工业对矿石质量的要求 1、首要组分对制品功能嘚效果与影响 三氧化二铝(Al2O3)为耐火粘土的首要有利组分。是衡量耐火粘土质量的首要因素之一其含量越高，耐火度也愈高
二氧化硅(SiO2)在粘汢中呈铝硅酸盐类矿藏方式或呈粒状石英及胶状氧化硅呈现，石英能削弱粘土的可塑性和粘结力而胶状的SiO2能增强粘土的可塑性。 铁质矿藏：多为褐铁矿、赤铁矿、水赤铁矿、菱铁矿、钛铁矿、黄铁矿等它是耐火粘土的有害杂质，首要是下降耐火度、抗碴性并引起制品呈现熔蚀结疤、空泛影响制品外观。
钙镁碳酸盐和硫酸盐类矿藏：含量多时下降粘土的耐火度、增大烧成的缩短率、下降荷重软化温度并發生裂纹 二氧化钛(TiO2)：随含量多寡发生不同影响，适量TiO2在烧结中起助熔效果促进烧结。而过量(一般>4.5%)则损坏制品的热稳定性和高温运用效能 、(K2O、Na2O)：含量高时削弱粘土可塑性，在煅烧时下降烧成温度在运用制品时易构成龟裂胀大。
有机质：首要是含碳物质含量高时增大粘土的烧失量，并使制品发生空泛添加气孔率和烧成收 下降荷重软化温度并发生裂纹① 按此化学样为10A°埃洛石，另7 A°埃洛石为Al2O3·2SiO2·2H2O其Al2O3为39.5% 縮率，下降制品的抗碴性 2、物理技能功能
耐火度：粘土制坯在高温煅烧下不变形时的最高温度。是衡量耐火粘土质量好坏的首要标准之┅其凹凸取决于粘土的矿藏组分和化学成分。 可塑性：粘土在机械外力效果下改动其形状而不改动其细密性，在外力取消后仍然坚歭其变形的性质，称之为可塑性一般软质粘土为可塑性粘土，半软质粘土为半可塑性粘土硬质粘土和高铝粘土为非可塑性粘土。是断萣耐火粘土类型和运用处径的根据
耐风化性：是在天然状况下反抗风化的功能。是挑选合理煅烧工艺的规划根据之一 (二)一般工业目标 鈳采厚度(真厚度)：地下开采：0.8—1米 露天开采：0.5—0.8米 夹石除掉厚度：0.5—0.8米， 剥采比：≤15 耐火粘土的一般质量要求矿石类型矿石等第首要化学荿分（%）烧失量（%）耐火度（℃）可塑性（目标）备 1、高碱质高铝粘土：除按一般要求外并要求K2O+Na2O
2、高碱质硬质粘土：某些区域的高碱质硬质粘土，当其它有害组份含量较低时也可作为耐火粘土运用。其参阅目标为：品级化 学 成
分（%）耐火度℃用途Al2O3Fe2O3K2O+Na2OⅠ级≥43≤1.3＜1.3＞1730可制通用磚Ⅱ级≥40≤1.8≤2.8＞1670可制砖Ⅲ级≥38≤2.2＜4＞1630可制砖注:以上各等第矿石杂质总量均应＜9%3、高钛耐火粘土：除按一般工业要求外对高钛高铝粘土要求TiO2≤15%， 对高钛硬质粘土要求TiO2≤7.5%
4、高铁硬质粘土：在短少硬质粘土的区域或硬质粘土的铁质以结核状黄铁矿、白铁矿等方式存在时，如选鼡特殊工艺制砖对Fe2O3含量可要求小于5%，如铁质以涣散状况存在时如选用化学办法处理时，Fe2O3可要求小于14% 四、矿床实例 Ⅰ、杂质含量高的礦床实例 作钢水罐衬砖。 (二)四川广元耐火粘土矿石类型等第工 业 要
耐火粘土的共生、伴生矿产有煤、硫铁矿、铁矿、铝土矿、铁矾土、其咜用处粘土和石灰岩等在勘探耐火粘土矿时，应留意归纳勘探和归纳点评 六、附录 冶金工业部部颁标准，硬质粘土熟料技能条件(YB2211—82)的技能要求(本标准适用于供耐火材料用的硬质粘土熟料产品)
1、产品按其理化目标分为下列等第等第目标化学成分（%）耐火度（℃）体积密度克/厘米3Al2O3Fe2O3特级品44—50≤1.2≥1750≥2.45一级品甲44—50乙42—50≤1.2≤1.2≥1750≥1730≥2.40≥2.35二级品36—42≤1.2≥1670≥2.30三级品30—36≤1.2≥1630≥2.252、与煤触摸煅烧的产品经过5毫米标准筛的筛下料不超樾5%;用回转窑和外燃式窑煅烧的产品经过5毫米标准筛的筛下料不超越8%。
3、产品中的杂质含量：特级品不超越3%其它等第不超越4%。 4、产品中鈈得混入石灰石、黄土及其它高钙、高铁等外来夹杂物 高铝矾土熟料技能标准(YB2212—82)技能要求(本标准适用于供耐火材料用的高铝矾土熟料产品)
1、产品按其理化目标分为下列等第指标化学成分（%）耐火度（℃）体积密度克/厘米3Al2O3CaOFe2O3特级品≥85≤0.6≤2.0≥1790≥3.00一级品≥80≤0.6≤3.0≥1790≥2.85二级品甲70—80乙60—70≤0.8≤0.8≤3.0≤3.0≥1790≥1770≥2.65≥2.55三级品50—60≤0.8≤2.5≥1770≥2.452、与煤触摸煅烧的产品，经过10毫米标准筛的筛下料不超越10%;用回转窑和外燃式窑煅烧的产品经过5毫米標准筛的筛下料不超越10%。
3、产品中杂质含量不超越4% 4、同一等第中答应相邻混级品不大于10%。 5、产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物
选用新式炉衬结构（专利技能：ZL 01 2 62210.9）及不定形耐火材料部分或全整浇技能使近20个供应商从7㎡-109㎡的流态化焙烧炉具有工艺操作杰出的适用性，全体结构强度大大提高20年简直不需要修理的长寿命、节能、降耗、高产和机械化施工，杰出的密封从根本上处理SO2逸絀、杰出“环保”效应一系列长处经国表里一级查新检索和中色协科[2001](鉴)字第033号部级鉴定结论为：
“本效果属国表里创始，到达国际先进沝平”“项目已获国家专利”2003年获我国有色金属工业科学技能奖（2002133）。 低水泥及超低水泥浇注料“LH—900系列”（Q/LYLH001—2008企标） 2010年“洛华公司”叒签约了“119㎡流态化焙烧炉” 特征：
该产品水泥含量低、耐火度高、中温强度高、抗脱落、运用寿命长、具有本公司普及型产品的特征鈳用于熔炼炉、环保型流态化焙烧炉及高温炉窑内衬。
硅酸铝耐火纤维是什么材料 硅酸铝耐火纤维毯-硅酸铝耐火纤维毯应用于笁业窑炉、加热装置、高温管道壁衬、电力锅炉、气轮机及核电隔热、化工工业高温反应设备及加热设备的壁衬、建材工业玻璃池窑隔热、高层建筑防火、隔热、焊接件消除应力的隔热、异型金属铸件消除应力的隔热、窑炉炉门顶盖隔热、高温过滤材质，在中性、易氧化气氛下长期使用时仍能保持良好的抗拉强度、韧性和纤维结构 硅酸铝耐火纤维毯产品特性：1、低热容量，低热导率；2、优良的热穩定性；3、优良的抗拉强度；4、优良的化学稳定性 硅酸铝耐火纤维毯根据工作温度可将产品分为：普铝纤维毯、标准纤维毯、高纯纤维毯、高铝纤维毯、含锆纤维毯。 硅酸铝耐火纤维棉-硅酸铝耐火纤维棉具有性能稳定纤维长、抗拉强度大，渣球少等特點硅酸铝耐火纤维棉产品广泛应用于纤维纺织制品原料、纤维喷涂、浇筑料、涂抹料原料、水法产品原材料、设备高温区域缝隙填充料。
近日中国有色金属工业协会在郑州组织召开了由中国铝业股份有限公司郑州研究院完成的“不定形耐火材料结合剂用水硬性氧化铝的應用技术研究”项目的鉴定会。鉴定委员会听取了课题组的报告审阅了有关技术文件，经过认真讨论专家认为，该项目成功地将水硬性氧化铝用为不定形耐火材料的结合剂其技术创新点如下：（1）开发出水硬性氧化铝水化硬化速度控制技术,水化硬化速度能在30分钟到2小時内可控，系统研究了复合体系水硬性氧化铝的浆体流变行为通过调整相应的添加剂，达到对水硬性氧化铝复合体系初凝时间控制的目嘚；（2）系统研究了水硬性氧化铝对不定形耐火材料性能的影响结果表明，用水硬性氧化铝可以有效提高耐火材料的抗渣性、高温性能囷寿命该项目技术达到国际先进水平，社会经济效益好易于产业化应用。
由减少炉体散热损失的途径根据散热公式可知炉体散热损夨大小主要决定于炉体的散热面积和散热面热流值。对于轧钢加热炉而言炉体散热面积为不变值。那么炉体散热面的热流值就决定了炉體散热损失的大小而热流值的变化又取决于炉墙的厚度和耐火材料在平均温度下的导热系数。于是当耐火材料选定之后，炉墙的厚度樾厚炉壁的热流值越小，那么散热量也就越小当炉墙的厚度一定时，耐火材料的导热系数越小热流值就越小，那么散热量也就越少
综上所述，减少炉体散热损失的途径有：(1)合理选择炉墙的厚度：即炉墙越厚散热越小。(2)选择多层炉墙多级保温隔热形式的炉体设計是减少炉体散热损失的较佳途径
膨胀珍珠岩和蛭石虽然常温下的导热率和容重均可与耐火纤维媲美，但为颗粒状作隔热的填料較好。如果在砌体上大幅度铺设则需加添加剂作成制品，方能使用但会出现容重和导热率也随之增大的缺点。蛭石制品也有此种特点此外以上两种制品颗粒大，制品冶金能源脆易碎落，施工铺设不如纤维方便石棉、矿渣棉、玻璃棉制品，隔热性能虽好但粗纤维噫断。超细纤维易飞扬施工及检修有刺人皮肤等缺点。综上所述硅酸铝耐火纤维作加热炉的隔热材料，不论从隔热性能、热工性能和施工方面而言均是较佳隔热材料。
耐火粘土是指耐火度大于1580℃、可做耐火材料的粘土和用作耐火材料的铝土矿它们除具有较高的耐火喥外，在高温条件下能坚持体积的稳定性并具有抗渣性、对急冷急热的抵抗性，以及必定的机械强度因而经煅烧后反常坚决。耐火粘汢的化学成分是影响其质量的重要因素之一Al2O3是耐火粘土的有利组分，首要赋存于氢氧化铝矿藏(一水硬铝石、勃姆石、三水铝石)其次赋存于铝硅酸盐矿藏(高岭石、伊利石、蒙脱石等)中。一般来说软质和半软质粘土含Al2O3为30%～45%，硬质粘土为35%～50%高铝粘土为55%～70%。
耐火粘土按可塑性、矿石特征和工业用处分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土四种软质粘土一般呈土状，在水中易涣散与液体拌合后能構成可塑性泥团;半软质粘土的浸散性较差，其浸散部分与液体拌合后亦可构成可塑性泥团这二种粘土在制作耐火制品经常用作结合剂。硬质粘土常呈块状或板片状一般在水中不浸散，耐火度较高为耐火制品的首要质料。高铝粘土Al2O3的含量较高硬度和比重较大，耐火度高常用以制作高档粘土制品。
耐火粘土首要用于冶金工业作为出产定型耐火材料(各种规格的砖材)和不定型耐火材料的质料，用量约占悉数耐火材料的70%耐火粘土中的硬质粘土用于制作高炉耐火材料，炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖高铝粘土用于制作电炉、高爐用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火泥。硬质粘土和高铝粘土常在高温(1400～1800℃)煅烧成熟料运用
耐火粘土在建材工业上用以制作水泥窑和玻璃熔窑用的高铝砖、磷酸盐高铝耐火砖、高铝质熔铸砖。高铝粘土通过煅烧然后与石灰石混合制成含铝水泥，这种水泥具有速凝才能及防蝕性和耐热力强的特色 耐火粘土在研磨工业、化工工业和陶瓷工业等方面也有重要的用处。高铝粘土通过在电弧炉中熔融制作研磨材料，其间电熔刚玉磨料是现在使用最广泛的一种磨料占悉数磨料产品的2/3。高铝粘土能够用来出产各种铝化合物如硫酸铝、氢氧化鋁、、硫酸钾铝等化工产品。在陶瓷工业中硬质粘土和半硬质粘土能够作为制作日用陶瓷、建筑瓷和工业瓷的原材料。
此外高铝粘土還用于油井中，作为净化石油用的支撑剂在农业上作为促肥剂，以及用作抗滑、抗磨的铺路材料等等。硬质粘土还用于制新式耐火绝熱材料——耐火纤维它具有耐高温、导热系数小、耐酸碱、吸音和质轻等长处，在冶金、机械、电子、玻璃、陶瓷等工业上使用广泛 散布
耐火粘土在我国散布很广，常与煤系地层亲近伴生如辽宁复州湾、吉林水曲柳、河南焦作、河北古冶、山东淄博、山西太原等地都昰闻名产地。
由于镁质原料价格昂贵迫使寻找它的新来源，其中包括寻找工艺特性金彼尔铬矿选矿废料就属于这种新来源。用化学分析、岩相分析、X－射线照相分析、重量变化分析研究了煅烧前后的废料并按现有方法测定了某些性能指标。
不烧废料的化学组成列于表1MgO与SiO2的比波动于1..03～1.37之间。值得注意的是灼减很大(13.47%～16.77%)这要求无论是在生产补炉粉料时还是在生产耐火材料时，必须进行预先煅烧 表1 优质矽酸镁岩特有的高耐火度，(1730～1780℃)说明废料在耐火材料生产中使用是有前途的。 从烧成前的废料试样外观上看为浅绿、淡灰色均质、密實。
在显微镜下研究表明试样具有蛇纹岩或蛇纹岩化的纯橄榄岩所特有的网状结构，由形成密网的3MgO·2SiO2·2H20蛇纹石浅绿色鳞片状纤维物质（主要是纤维变体－纤维蛇纹石）组成在网的结点上不均匀地分布有尺寸为0.06～0.24mm的2(MgO、FeO)SiO2橄榄石无色有棱角非均质颗粒。橄榄石折射指标：
Ng＝1.680～1.690Np＝1.640～1.650。在橄榄石颗粒周围常看到细分散氢氧化铁（针铁矿型）不透明薄膜。不透明的磁铁石与透明的褐色含铬尖晶石(MgFe2+)O(Cr，Fe3+Al)2O3相遇时，呈少有的较粗颗粒的八面体和尺寸为0.08～0.32mm的有棱角的颗粒形式存在
废料的大致矿物组成（体积比）：蛇纹石80%～85%，橄榄石10%～15%夹有氢氧化铁嘚磁铁矿3%～5%，含铬尖晶石2%～3% 原废料总试样的x－射线相分析也表明，主要物质是蛇纹石（纤维蛇纹石少量叶蛇纹石），有不多量的橄榄石还发现有微量的舍铬尖晶石和针铁矿。
废料的热重量分析（图1）表明有3个蛇纹石特有的基本热效应。70℃时的吸热效应与吸附水排出囿关；620℃时：矿物结构受到破坏同时OH-基排除，由分解产物形成x－射线非晶形的镁橄榄石和顽辉石770℃时的放热效应是由新形成的矿物相結晶作用引起的。图1 铬矿选矿原废料的热谱图
180℃和375℃时的吸热效应与细分散针铁矿的存在有关在180℃时，处于吸附水与结构水之间的中间位置的水被排出在375℃时，针铁矿(α－FeOH)发生脱水和其转变为α－Fe2O3α－Fe2O3向ρ－Fe2O3的多晶转变的第二次吸热赦商与770℃时的蛇纹岩吸热效应同时發生。
在热解重量分析曲线上有4个最大失重阶段：20～150时为3.5%180～380℃时为3%，380～770℃时为11.75%770－1000℃时为0.25%。 废料的某些性能指标的变化数据列于表2和表3表中的数据表明，灼减是随烧成温度的提高而减少 表2
在废科试样加热过程中，像普通的蛇纹岩一样在200～300℃时开始脱水，900℃时结束這些过程促使材料松散，而且在700～900℃时气孔率达到最大值当温度更高时困蛇纹岩密实而使气孔率降低，在1300～1400℃时气孔率达到最小值当溫度在1500℃左右时，蛇纹岩可能会因密度增加而发生膨胀
X－射线相分析表职，在7OO℃下烧成后试样非晶形化强烈。在衍射图上有镁橄榄石線这证实了热谱图的数据。反射较弱图象模糊，结构不完整正方晶格的参数：a＝0.4760nm，b＝1.0201nmc＝0.5992nm。还有微量富氏体、叶蛇纹石β－Fe2O3、H2O、含铬尖晶石和其它相。在1400℃下烧成后的试样为浅红、淡灰色有棱角的烧结的多孔碎块在显微镜下发现，这些碎块主要由无色有棱角等轴顆粒和尺寸为0.04～0.3mm的镁橄榄石片状晶体组成这些晶体大部分不用玻璃胶结膜、互相贴合(表4)，即直接结合镁橄榄石折射指标是标准的。
表4 煆烧后废料试样的相组成烧成温度℃体 积 比%镁橄榄石斜顽辉石镁铁矿镁磁铁矿含铬尖晶石玻璃140075～8010～155～10-1～31～2150075～803～55～103～51～31 在细晶粒镁橄榄石物料中很不均匀地分布着被浅绿－浅褐色玻璃薄膜粘结的尺寸为0.004～0.02mm的a－MgSiO3斜顽辉石小颗柱晶体和八面体晶体；很少见到尺寸小于3～15mm的Mg
Fe2O4铁矿圆形等轴颗粒 在试样中很不均匀地分布着不多数量的尺寸为0.02～0.12mm的含铬尖晶石稍透明的角状颗粒。气孔大多数是不规则的等轴形状尺寸为0.02～0.3mm，偶而是宽度为0.02～0.05mm的弯曲纵裂纹状
1500℃下烧成后的试样，与1400℃下烧成的试样不同为较黑的颜色，气孔率大从显微镜上看，它们很象1400℃丅烧成后的试样但不同之处是镁橄榄石折射指标稍高(Ng＝1.695，Np＝1.660±0.003)这证明有同晶形FeO杂质存在。在普通圆形等轴的镁橄榄石晶体中常常观察囿很小的闭气孔（按直径计3μm以下）此外，不同之处是镁铁矿晶体稍大(25μm以下)在镁橄榄石颗粒表面上有不透明的镁磁铁矿(Mg，Fe)Fe2O4树技状晶體和为数不多的斜顽辉石及玻璃
在匈牙利Πayrnt硅和Ξpnen式重量变化分析仪上，在加热速度为10/min时得到的1400℃和1500℃时烧成的试样热分析曲线（图2)很楿似表明这些试样是热惰性的。 1500℃时烧成后的废料的x－射线相分析也表明镁橄榄石晶体是主要成份这个相的曲绒表现得强烈、尖锐、清晰。晶格参数：a＝0.477nm； b＝1.020nm,
c＝0.5992nm除上述相外，在试样中尚有为数不多的紫苏辉石（MgFe)2Si2O6和磁铁矿，还有微量的硅酸二钙图2 1400℃时烧成后的废料熱谱图 研究结果可知铬矿选矿废料般烧时的性能如下： 正如前面提及，蛇纹石是未烧废料的主要矿物相在蛇纹岩煅烧时，主要产生下列反应： 3MgO·2Si02·2H20→2MgO·SiO2＋MgO·SiO2＋H20
770℃和大于770℃时蛇纹岩的热谱图上的放热效应是其晶格改组而生成镁橄榄石的结果正象上面提到，镁橄榄石曲线首先是在700℃时观察到的在温度1150℃和更高时生成大量的镁橄榄石，这证实了岩相研究 随着温度的提高，蛇纹石和橄榄石中所含的氧化铁(l)氧囮（约在800℃时）此时橄榄石分解，部分生成偏硅酸盐（辉石）可能也析出为数不多的硅石（玻璃）。
＋(MgFe)O·Fe2O (4) 原有的含铬尖晶石与废料嘚硅酸镁组份反应生成固溶体。 蛇纹石脱水氧化铁(2)氧化，固溶体生成使选矿废料个别变体的性能不同，而且视蛇纹石化的程度和氧化鐵含量而有不同的性能
煅烧时看到的废料性能的变化涉及到，除加热时废料密实外橄榄石颗粒中氧化铁发生再结晶、在蛇纹石区段生荿微粒硅酸盐晶体（镁橄榄石），当它们互相作用时（在1450℃时）生成的镁铁矿分解出硅酸盐颗粒这使气孔率略有增加。硅酸盐强烈再结晶(1450～1500℃)对制品烧结有不良影响。
铬矿选矿废料的最佳烧威温度应当是1400～1450℃在此温度下，氧化铁已大大氧化和再结晶而硅酸盐再结晶程度不大。 所进行的研究表明金彼尔铬矿选矿废料的主要性能与优质的硅酸镁岩相似，这就决定了可能的使用范围尤其是可用于生产補炉混合料、镁橄榄石质的耐火材料。 结论 对金彼尔铬矿选矿废料及其烧成对的性能进行了综合研究研究表明，废料的矿物组成是蛇纹石和含量不大的含铬尖晶石
烧成时废料的性能与蛇纹岩观察到的性能相同。根据性能指标金彼尔铬矿选矿废料可以作为硅酸镁原料用於耐火材料工业。
耐火砖制造过程中的成型是指耐火原料借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坯体的过程。然而较新开發的自流浇注料的施工基本上是不需要外力的。 耐火砖的成型首先是为了满足制品的使用要求，耐火砖砌筑时要求制品具有一萣的形状、准确的尺寸和足够的强度其次，成型也是提高制品理化性能的有效手段通过成型可以改善制品的组织结构。耐火砖成型的方法很多传统的成型方法按坯料含水量的多少分为： (1)半干法：其坯料水分5％左右，适用于熟料含量不同(50％—100％)的坯料； (2)可塑法：其坯料水分15％左右适用于制造大型或形状复杂的制品； (3)注浆法：其坯料水分40％左右，适用于生产中空薄壁的各类耐吙材料 耐火砖的成型方法很多，常用的成型方法有机压成型法、振动成型法、挤压成型法、捣打成型、等静压成型、熔铸成型、注浆成型等 选择何种成型方法主要根据泥料性质、坯体的形状、尺寸及其他工艺要求。除绝大部分耐火砖采用机压成型外振动成型一般用于成型大的异形坯体，挤压成型一般用于管状坯体的成型注浆成型一般用于中空壁薄的坯体成型。等静压成型目前主要鼡于高性能耐火材料的生产 当然，成型方法的选择还受到生产厂设备条件的限制因而某些耐火砖就不能采用较佳的成型方法。在这种情况下企业应在满足耐火砖技术要求的前提下，选择其他较为合适的成型方法不论用何种方法，成型后的坯体应满足下列要求： (1)形状、尺寸和精度符合设计要求； (2)结构均匀、致密表面及内部无裂纹； (3)具有足够的机械强度； (4)苻合预期的物理性能要求。 耐火砖坯体的加工过程即为成型其主要方法有：机压成型、等静压成型、熔铸成型、振动成型、捣咑成型、挤压成型、热压成型等。
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