第三章筑爐材料課件

第三章筑爐材料學(xué)習(xí)本章要達(dá)到的教學(xué)目的：掌握筑爐材料的種類(lèi)、性能和會(huì)選用筑爐材料，學(xué)會(huì)查閱附表3，表7，表12。重點(diǎn)介紹耐火材料，保溫材料，爐用耐火鋼材，爐殼用金屬材料。3-1耐火材料定義：凡是能夠抵抗高溫并在高溫下所產(chǎn)生的物理、化學(xué)作用的材料統(tǒng)稱(chēng)耐火材料。一般熱處理爐襯結(jié)構(gòu)：由耐火層（耐火材料）、保溫層（多為保溫材料）組成。如右圖3-1。

1耐火層主要作用：直接承受爐內(nèi)高溫，并應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能抵抗?fàn)t內(nèi)介質(zhì)或溶質(zhì)的破壞作用，以保持爐膛形狀、尺寸。保溫層主要作用：是降低爐殼溫度，減少爐子熱損失。一、關(guān)于耐火材料的性能1.耐火度：抵抗高溫作用的性能，受熱后軟化到一定程度時(shí)的溫度。（它并不代表耐火材料實(shí)際使用溫度）按耐火度分：耐火度大于1580℃的材料，才稱(chēng)為耐火材料

耐火層主要作用：直接承受爐內(nèi)高溫，并應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)2按耐火度分：耐火度大于1580℃的材料，才稱(chēng)為耐火材料。①普通耐火材料：耐火度1580-1770℃硅質(zhì)②高的耐火材料：耐火度1770-2000℃鉛質(zhì)（剛玉）、鎂質(zhì)③特的耐火材料：耐火度2000℃以上

圖3-2耐火錐軟倒情況（a）軟倒情況在耐火度溫度下軟倒情況按耐火度分：耐火度大于1580℃的材料，才稱(chēng)為耐32.高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（荷重軟化點(diǎn)）：測(cè)開(kāi)始變形0.6%時(shí)的溫度；3.高溫化學(xué)穩(wěn)定性（常用抗渣性評(píng)定）；4.耐急冷急熱性5.高溫體積穩(wěn)定性(體積變化≤0.5%-1.0%)二、常用耐火材料：常制成重質(zhì)、輕質(zhì)和超輕質(zhì)制品1.耐火粘土磚主要成分：30-40%Al2O3，50-60%SiO2原料：耐火粘土、高嶺土實(shí)用溫度<1000℃使用部位：爐頂、底、墻等對(duì)Fe-Cr-Al電熱元件有腐蝕作用，不應(yīng)制成擱磚在高C氣氛中易受CO，H2作用而損壞，不應(yīng)用于滲C爐內(nèi)襯。2.高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（荷重軟化點(diǎn)）：測(cè)開(kāi)始變形0.6%時(shí)的溫度；42.高鋁磚成分：Al2O3>48%實(shí)用溫度>1000℃，耐火度高，高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，致密度高，化學(xué)穩(wěn)定性好。使用部位：高溫爐內(nèi)襯、擱磚、導(dǎo)管、爐芯。3.輕質(zhì)與超輕質(zhì)磚主要成分與粘土磚、高鋁磚相同，只是制造使其氣孔率高。優(yōu)點(diǎn)：保溫性好，蓄熱損失小缺點(diǎn)：強(qiáng)度低使用部位：爐墻、頂2.高鋁磚54.碳化硅耐火制品主要成分：SiC耐火度高，高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，導(dǎo)熱導(dǎo)電性好，耐急冷急熱性好常用作：高溫爐的爐底板、馬弗罐、電熱元件等用磚。5.耐火纖維新型耐火和保溫材料，化學(xué)成分：Al2O3>43%-54%,SiO247-53%,普通硅酸鋁纖維，最高使用溫度，<1000℃高純硅酸鋁纖維，最高使用溫度~1100℃含Cr硅酸鋁纖維，最高使用溫度~1200℃多晶氧化鋁硅酸鋁纖維（95%Al2O3），使用溫度~1400℃4.碳化硅耐火制品66.耐火混凝土礬土熟料為首料+細(xì)粉狀礬土+水，調(diào)成搗固（澆搗）料，制成整體爐襯7.陶瓷涂料——新材料①氧化鋯+水：涂敷于耐火材料表面，提高輻射能力，降耗15-30%，使用溫度可達(dá)2480℃硅酸鋁+水：調(diào)成糊狀——涂于電熱元件上，提高使用壽命50%8.耐火泥（20~40%耐火粘土生料+60~80%耐火粘土熟料）+水或水玻璃調(diào)和，用于砌爐、填塞磚縫。9.抗?jié)B碳磚：Fe2O3含量<1%以下的粘土磚或高鋁磚6.耐火混凝土73-2保溫材料(λ≤0.25w/m℃)主要有：石棉（3MgO·2SiO2·2H2O）SiO2<500℃，易脫水粉化礦渣棉，由高爐爐渣制成≤750℃蛭石（黑云母）主要成分：SiO2·Al2O3·Fe2O3·MgO+5~10%化合水使用溫度≈1000℃硅藻土：SiO2,T<900℃珍珠巖粉：70%SiO2可散用也可制成磚,≈1000℃巖棉：玄武巖原料，T:-120~600℃硅酸鋁纖維粘

p41圖3-1給出了各種耐火、保溫材料的最高使用溫度

3-2保溫材料(λ≤0.25w/m℃)主要有： 8三、關(guān)于爐襯材料的選擇熱處理爐分為周期式爐（間歇式）和連續(xù)式兩大類(lèi)，從節(jié)能考慮要求如下：1.周期爐：爐膛升溫快，蓄熱量少，采用全耐火纖維爐襯最佳（0.6g/cm3的輕質(zhì)磚+保溫材料，次之）。我國(guó)熱處理爐95%是周期式，如箱式電阻爐、臺(tái)車(chē)爐、井式爐等。全耐火纖維或耐火纖維加保溫材料爐襯的優(yōu)點(diǎn)：蓄熱少耐高溫[1000,1100,1200.1400,（多晶氧化鋁纖維95%Al2O3）]，熱導(dǎo)率小，只是一般輕質(zhì)磚的1/1.5~1/5；體積密度小，約為輕質(zhì)磚的1/5~1/10，在升溫過(guò)程中吸熱少，所以升溫速度快；三、關(guān)于爐襯材料的選擇9④具有良好的急熱急冷（熱震穩(wěn)定性）性，不會(huì)因溫度急變而剝蝕；⑤抗震性能好，柔軟，有彈性，但在高溫下，纖維從玻璃態(tài)析出晶體，達(dá)60%就失去使用價(jià)值2.連續(xù)式爐主要耗能不是蓄熱，而是空爐損耗功率，爐外殼的表面散熱損失，所以追求爐襯結(jié)構(gòu)是保溫性能要好。方法：①采用全纖結(jié)構(gòu)和材料、②輕質(zhì)磚+保溫材料、③耐火纖維+輕質(zhì)磚3.對(duì)于非輻射管式加熱元件的熱處理爐：采用全纖作爐襯，存在一個(gè)困難，即電熱元件安裝技術(shù)，另外纖維也貴些。④具有良好的急熱急冷（熱震穩(wěn)定性）性，不會(huì)因溫度急變而剝蝕；104.重質(zhì)高鋁磚和粘土磚：由于強(qiáng)度高、耐火度高、熱震性穩(wěn)定、抗溶鹽、抗?fàn)t渣侵蝕能力高，常用來(lái)砌各種鹽浴爐、爐底板、撐磚、電熱元件擱磚、爐門(mén)口磚等3爐用金屬材料（P40）分為爐外用金屬和爐內(nèi)用耐熱鋼1.爐外用金屬材料：爐外殼鐵皮，構(gòu)架，選用Q235熱軋鋼板、角鋼、槽鋼、工字鋼等2.爐內(nèi)用鋼：爐底板、馬弗罐、導(dǎo)軌、料筐、料筐座、井式氣體滲碳爐蓋上的保溫箱、爐輥、輻射管、電熱元件、電極引出棒等,4.重質(zhì)高鋁磚和粘土磚：由于強(qiáng)度高、耐火度高、熱震性穩(wěn)定、抗11CSiMnCrNPSNi使用溫度℃Cr-Mn-N0.26/0.361.7/2.511/1317/200.22/0.32≤0.06≤0.035900-950Cr-Mn-N-Ni0.2/0.32/39/1119/210.2/0.30≤0.06≤0.0352.5/4900-950Cr18Ni25Si20.3/0.42/31.517/20<0.03523/26900-950Ci18Ni9Ti≤0.12≤0.8≤217/208/11≤6000Cr25Al5（鐵鉻鋁）：制一般