Definition:
Es ist ein nichtmetallisches Material mit einer Feuerfestigkeit von mindestens 1580 Grad, guter Beständigkeit gegen Thermoschock und chemische Erosion, geringer Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Ausdehnungskoeffizienten. Der Feuerfestwiderstand bezieht sich auf die Temperatur in Grad Celsius, bei der eine konische Probe aus
Feuerfestes Material kann der Einwirkung hoher Temperaturen widerstehen, ohne zu erweichen und ohne Belastung zu schmelzen. Feuerfeste Materialien werden häufig in der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Erdölindustrie, im Maschinenbau, in der Silikatindustrie, im Energiesektor und in anderen Industriebereichen eingesetzt. Sie werden in der metallurgischen Industrie am häufigsten verwendet und machen 50 %-60 % der Gesamtproduktion aus.
Typ:
Es gibt viele Arten von feuerfesten Materialien, die normalerweise entsprechend ihrer Feuerfestigkeit in gewöhnliche feuerfeste Materialien (Grad 1580 bis 1770), hochentwickelte feuerfeste Materialien (Grad 1770 bis 2000) und feuerfeste Materialien besonderer Qualität (über 2000 Grad) unterteilt werden. Entsprechend ihren chemischen Eigenschaften werden sie in saure feuerfeste Materialien, mittlere feuerfeste Materialien und mittelschwere feuerfeste Materialien unterteilt. Beständige feuerfeste Materialien und alkalische feuerfeste Materialien. Darüber hinaus gibt es feuerfeste Materialien für besondere Anlässe.
Element:
Saure feuerfeste Materialien enthalten Siliziumoxid als Hauptbestandteil, und üblicherweise werden Quarzsteine und Tonziegel verwendet. Silikatsteine sind silikatische Produkte, die mehr als 94 % Siliziumoxid enthalten. Zu den verwendeten Rohstoffen gehören Quarzsand, Siliciumdioxid-Abfallsteine usw. Sie weisen eine starke Beständigkeit gegen saure Schlackenerosion, eine hohe Erweichungstemperatur unter Belastung auf und ihr Volumen schrumpft nicht oder dehnt sich nach wiederholten Kalzinierungen nicht einmal geringfügig aus; Es ist jedoch anfällig für Erosion durch alkalische Schlacke und weist eine geringe Temperaturwechselbeständigkeit auf. Quarzsteine werden hauptsächlich in thermischen Anlagen wie Koksöfen, Glasschmelzöfen und Säurestahlöfen verwendet. Tonziegel bestehen aus feuerfestem Ton als Hauptrohstoff und enthalten 30 bis 46 % Aluminiumoxid. Sie sind schwach saure feuerfeste Materialien mit guter Temperaturwechselbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber saurer Schlacke und werden häufig verwendet.
Neutrale feuerfeste Materialien bestehen hauptsächlich aus Aluminiumoxid, Chromoxid oder Kohlenstoff. Korundprodukte mit einem Aluminiumoxidgehalt von über 95 % sind hochwertige feuerfeste Werkstoffe mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Chromsteine mit Chromoxid als Hauptbestandteil weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Stahlschlacke auf, weisen jedoch eine schlechte Temperaturwechselbeständigkeit und eine niedrige Verformungstemperatur bei Hochtemperaturbelastung auf. Zu den kohlenstoffhaltigen feuerfesten Materialien gehören Kohlenstoffsteine, Graphitprodukte und Siliziumkarbidprodukte. Sie haben einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Temperaturwechselbeständigkeit, eine hohe Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen Säure-, Laugen- und Salzerosion, insbesondere schwache Säuren und Laugen. Gute Beständigkeit, keine Benetzung durch Metall und Schlacke, geringes Gewicht. Es wird häufig als Auskleidungsmaterial für Hochtemperaturöfen und auch als Autoklavenauskleidung in der Erdöl- und Chemieindustrie verwendet.
Alkalische feuerfeste Materialien enthalten als Hauptbestandteile Magnesiumoxid und Calciumoxid, und üblicherweise werden Magnesiasteine verwendet. Magnesiasteine, die mehr als 80 % bis 85 % Magnesiumoxid enthalten, weisen eine gute Beständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke und Eisenschlacke auf und weisen eine höhere Feuerfestigkeit als Ton- und Quarzsteine auf. Wird hauptsächlich in offenen Herdöfen, Konvertern mit Sauerstoffeinblasung, Elektroöfen, Schmelzanlagen für Nichteisenmetalle und einigen Hochtemperaturanlagen verwendet. Zu den zu besonderen Anlässen verwendeten feuerfesten Materialien gehören Hochtemperatur-Oxidmaterialien wie Aluminiumoxid, Lanthanoxid, Berylliumoxid, Calciumoxid, Zirkoniumoxid usw. sowie feuerfeste Verbundmaterialien wie Karbide, Nitride, Boride, Silizide und Sulfide. usw.; Zu den Hochtemperatur-Verbundwerkstoffen gehören hauptsächlich Cermets, anorganische Hochtemperaturbeschichtungen und faserverstärkte Keramiken.
Gängige feuerfeste Materialien:
Zu den häufig verwendeten feuerfesten Materialien gehören AZS-Steine, Korundsteine, direkt gebundene Magnesia-Chrom-Steine, Siliziumkarbidsteine, siliziumnitridgebundene Siliziumkarbidsteine und nichtoxidische feuerfeste Materialien wie Nitride, Silizide, Sulfide, Boride und Karbide. ;Kalziumoxid, Chromoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Berylliumoxid und andere feuerfeste Materialien. Zu den häufig verwendeten feuerfesten Isoliermaterialien gehören Kieselgurprodukte, Asbestprodukte, Isolierplatten usw. Zu den häufig verwendeten ungeformten feuerfesten Materialien gehören Ofenflickenmaterialien, feuerfeste Stampfmaterialien, feuerfeste Gussteile, feuerfeste Kunststoffe, feuerfester Schlamm, feuerfeste Spritzmaterialien, feuerfeste Projektionsmaterialien und feuerfeste Beschichtungen , leichte feuerfeste Gussteile usw.
Säurefeste Materialien
In größeren Mengen werden Quarz- und Tonziegel verwendet. Silikatsteine sind silikatische Produkte, die mehr als 93 % SiO2 enthalten. Zu den verwendeten Rohstoffen gehören Quarzsand, Silikat-Abfallsteine usw. Silikatsteine weisen eine starke Beständigkeit gegen Erosion durch saure Schlacke auf, sind jedoch anfällig für Erosion durch alkalische Schlacke. Seine Ladungserweichungstemperatur ist sehr hoch und liegt nahe an seiner Feuerfestigkeit. Nach wiederholter Kalzinierung schrumpft sein Volumen nicht oder dehnt sich sogar leicht aus, seine Thermoschockbeständigkeit ist jedoch schlecht. Quarzsteine werden hauptsächlich in thermischen Anlagen wie Koksöfen, Glasschmelzöfen und Säurestahlöfen verwendet. Tonziegel enthalten 30–46 % Aluminiumoxid. Als Hauptrohstoff verwenden sie feuerfesten Ton. Sie haben einen Feuerfestigkeitsgrad von 1580–1770 Grad und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit. Es handelt sich um schwach saure feuerfeste Materialien, die gegen saure Schlacken beständig sind und ein breites Anwendungsspektrum haben. Es ist derzeit die am häufigsten hergestellte Art von feuerfestem Material.
Neutrale feuerfeste Materialien
Die Hauptkristallphasen in Produkten mit hohem Aluminiumgehalt sind Mullit und Korund. Der Korundgehalt nimmt mit zunehmendem Aluminiumoxidgehalt zu. Korundprodukte mit einem Aluminiumoxidgehalt von über 95 % sind hochwertige feuerfeste Werkstoffe mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Chromsteine bestehen hauptsächlich aus Chromerz und die Hauptkristallphase ist Chromit. Es verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Stahlschlacke, weist jedoch eine geringe Temperaturwechselbeständigkeit und eine niedrige Verformungstemperatur bei hoher Temperaturbelastung auf. Chrom-Magnesia-Steine aus Chromerz und Magnesia in unterschiedlichen Anteilen weisen eine gute Temperaturwechselbeständigkeit auf und werden hauptsächlich als alkalische Offenfeuer-Dachsteine verwendet.
Kohlenstoffhaltige Produkte sind eine weitere Art neutraler feuerfester Materialien. Entsprechend der Zusammensetzung der kohlenstoffhaltigen Rohstoffe und der mineralischen Zusammensetzung der Produkte werden sie in drei Kategorien eingeteilt: Kohlenstoffsteine, Graphitprodukte und Siliziumkarbidprodukte. Kohlenstoffsteine werden aus hochwertigem Petrolkoks als Rohmaterial mit Teer und Asphalt als Bindemittel hergestellt und bei 1300 Grad unter luftisolierten Bedingungen gebrannt. Graphitprodukte (außer Naturgraphit) werden aus kohlenstoffhaltigen Materialien durch Graphitisierungsbehandlung bei 2500–2800 Grad in einem Elektroofen hergestellt. Siliziumkarbidprodukte verwenden Siliziumkarbid als Rohmaterial, fügen Ton, Siliziumoxid und andere Bindemittel hinzu und werden bei 1350 bis 1400 Grad gebrannt. Siliziumkarbid und Siliziumpulver können auch zugesetzt werden, um Siliziumnitrid-Siliziumkarbid-Produkte in einem Elektroofen unter Stickstoffatmosphäre herzustellen. Kohlenstoffprodukte haben einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Temperaturwechselbeständigkeit und eine hohe Hochtemperaturfestigkeit. Es erweicht nach längerem Gebrauch bei hohen Temperaturen nicht, korrodiert nicht durch Säuren oder Laugen, weist eine gute Salzbeständigkeit auf, wird nicht von Metall und Schlacke benetzt, ist leicht und ist ein hochwertiges, hochtemperaturbeständiges Material. Der Nachteil besteht darin, dass es bei hohen Temperaturen leicht oxidiert und nicht in einer oxidierenden Atmosphäre verwendet werden sollte. Kohlenstoffhaltige Produkte werden häufig in Hochtemperaturofenauskleidungen (Ofenboden, Herd, unterer Teil des Ofenkörpers usw.) und Auskleidungen von Nichteisenmetall-Schmelzöfen verwendet. Graphitprodukte können als Auskleidungen für Reaktionstanks und petrochemische Autoklaven verwendet werden. Siliziumkarbid- und Graphitprodukte können auch zu Tiegeln zum Schmelzen von Kupfer, Gold und Leichtlegierungen verarbeitet werden.
Alkalische feuerfeste Materialien
Vertreten durch Magnesiumprodukte. Es enthält mehr als 80 % bis 85 % Magnesiumoxid, mit Periklas als Hauptkristallphase. Die Hauptrohstoffe für die Herstellung von Magnesiasteinen sind Magnesit, Meerwassermagnesia (das durch Kalzinieren von aus Meerwasser gewonnenem Magnesiumhydroxid bei hohen Temperaturen gewonnen wird) usw. Es weist eine gute Beständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke und Eisenschlacke auf. Der Schmelzpunkt von reinem Magnesiumoxid liegt bei bis zu 2800 Grad. Daher ist die Feuerfestigkeit von Magnesia-Steinen höher als die von Ton- und Quarzsteinen. Seit Mitte der 30er Jahre hat die Produktion von alkalischen Feuerfestmaterialien aufgrund der Verwendung von Sauerstoffblaskonvertern für die Stahlerzeugung und der Verwendung alkalischer Offenherdöfen schrittweise zugenommen, während gleichzeitig die Produktion von Ton- und Quarzsteinen zugenommen hat hat abgenommen. Alkalische feuerfeste Materialien werden hauptsächlich in offenen Herdöfen, Konvertern mit Sauerstoffeinblasung, Elektroöfen, zum Schmelzen von Nichteisenmetallen und einigen thermischen Hochtemperaturgeräten verwendet.
Oxidmaterialien wie Aluminiumoxid, Lanthanoxid, Berylliumoxid, Calciumoxid, Zirkonoxid, Uranoxid, Magnesiumoxid, Ceroxid und Thoriumoxid haben Schmelzpunkte zwischen 2050 und 3050 Grad.
Feuerfeste Verbundmaterialien wie Karbide (Siliziumkarbid, Titankarbid, Tantalkarbid usw.), Nitride (Bornitrid, Siliziumnitrid usw.), Boride (Zirkoniumborid, Titanborid, Hafniumborid usw.), Silizide (Di-Molybdän-Silizid, usw.) und Sulfide (Thoriumsulfid, Cersulfid usw.). Ihre Schmelzpunkte liegen zwischen 2000 und 3887 Grad, und das feuerfesteste unter ihnen ist Karbid.
Hochtemperatur-Verbundwerkstoffe wie Cermets, anorganische Hochtemperaturbeschichtungen und faserverstärkte Keramik.
Anwendung:
Zu den häufig verwendeten Spezialmaterialien gehören AZS-Steine, Korundsteine, direkt gebundene Magnesia-Chrom-Steine, Siliziumkarbidsteine, Siliziumnitrid-gebundene Siliziumkarbidsteine, Nitride, Silizide, Sulfide, Boride, Karbide und andere nichtoxidische feuerfeste Materialien; Calciumoxid, Chromoxid , Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Berylliumoxid und andere feuerfeste Materialien. Zu den häufig verwendeten feuerfesten Isoliermaterialien gehören Kieselgurprodukte, Asbestprodukte, Isolierplatten usw. Zu den häufig verwendeten ungeformten feuerfesten Materialien gehören Ofenflickenmaterialien, feuerfeste Stampfmaterialien, feuerfeste Gussteile, feuerfeste Kunststoffe, feuerfester Schlamm, feuerfeste Spritzmaterialien, feuerfeste Projektionsmaterialien und feuerfeste Beschichtungen , leichte feuerfeste Gussteile, Schießschlamm usw.
Leistung:
Zu den physikalischen Eigenschaften feuerfester Materialien gehören strukturelle Eigenschaften, thermische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Nutzungsleistung und Betriebsleistung. Zu den strukturellen Eigenschaften feuerfester Materialien gehören Porosität, Volumendichte, Wasseraufnahme, Luftdurchlässigkeit, Porengrößenverteilung usw. Zu den thermischen Eigenschaften feuerfester Materialien gehören Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizient, spezifische Wärme, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeitskoeffizient und thermischer Emissionsgrad usw. Zu den mechanischen Eigenschaften feuerfester Materialien gehören Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Torsionsfestigkeit, Scherfestigkeit, Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Kriechverhalten, Bindungsfestigkeit, Elastizitätsmodul usw. Die Leistung feuerfester Materialien umfasst Feuerfestigkeit, Ladungserweichungstemperatur, Änderung der Nachverbrennungslinie, Thermoschockbeständigkeit, Schlackenbeständigkeit, Säurebeständigkeit, Alkalibeständigkeit, Hydratationsbeständigkeit, CO-Erosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Warten.
