耐火材料在冶金行业有什么用途？

发布时间：2021/9/15 18:02:01

耐火材料是高温窑炉的内衬，在冶金行业的高炉热风炉、钢包等设备中起到保护作用，可以这样说，没有耐火材料，冶炼设备是无法运转的。

耐火材料可以阻挡钢包与钢水的接触，延长钢包的使用寿命。

冶金加热炉使用的耐火材料如何选择？

选择砌砖材料时，应注意以下问题:一是要量身定做，自给自足，注意区域资源的特点，合理选择砌砖材料。其次，考虑炉体砌体的工作特点，做到技术正确。

不同风格的加热炉和炉体的不同部位有不同的工作条件。因此，在使用砌砖材料时，应充分考虑砌体作业的特点。

加热炉不同部位的工作温度不同，砌体材料的选择应选择不同品种和等级的产品。对于温度应力较大的炉体或部位，应选择热稳定性较好的数据。应选择耐压强度高的应选择耐压强度高的数据，选择时应考虑荷载软化点。

某些砌块材料，例如震底热处理炉底，要接受机械冲击和工件碰撞，可选用矾土水泥耐火混凝土整体捣固结构。环形炉底应考虑装卸过程中工件的碰撞和冲突，可采用高铝砖或铬矿打结。对于一些机械损坏特别严重的部位，应考虑部分更换或修复的便利性。

砌体接触腐蚀介质的部位应根据化学反应的性质选择耐火材料，如均热炉底、推钢连接加热炉的均热床、反射炉的炉床等。，因为它们被氧化铁皮渣腐蚀。推荐用镁砖砌筑，各种耐火产品只有抵抗化学腐蚀才能看到炉料。

冶金工业中广泛使用耐火材料。耐火材料与钢水的相互作用及其对钢水和钢材质量的影响:使钢水和钢材产生非金属夹杂；耐火材料的碳化对钢水和钢材质量的影响；耐火材料的脱硫有利于提高钢水和钢材质量；耐火材料的脱磷有利于提高钢水和钢材质量。

耐火材料一般可分为：酸性耐火材料(石英.硅砖)；半酸性耐火材料(半硅砖)；中性耐火材料(铬砖、粘土砖、高铝砖)；碱性耐火材料(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石、镁耐火泥)等。碱性耐火材料因其耐火性高、热稳定性好、耐渣性好而被广泛应用于冶炼设备中。

转炉、电炉炼钢过程中，钢液会对炉衬耐火材料产生机械冲刷，耐火材料的元素溶入钢液，与钢水发生化学反应。钢结构炉衬的机械腐蚀及其化学反应：一方面，炉衬的损坏和腐蚀；另一方面，它又会影响钢、水的质量。熔池内的钢液与耐火材料在炼钢过程中的相互作用，对钢水和钢材质量的影响主要有五个方面：

1.耐火材料的脱落导致钢水和钢中的非金属夹杂。

冶炼过程中，炉衬耐火砖受侵蚀后，砖的脱碳层和反应层因结构变化而松弛。熔融钢水、炉渣、炉气、铁水和散料的加入。废钢的机械冲刷使耐火材料脱落，卷入钢溶液中，形成非金属夹杂物。非金属夹杂物在钢材中的性能与钢材本身有很大不同。

从力学角度来看，非金属夹杂物的存在部分是钢的应力集中点，对钢的强度、刚度和耐久性有很大影响。因此，非金属夹杂是影响钢材质量的严重缺陷之一。

耐火材料的构成元素与钢水中的非金属元素相互反应。

产生非金属夹杂物构成耐火材料的一些元素直接溶解在钢水中，增加了熔池中的氧、碳等非金属元素。在一定条件下，钢水中的非金属元素相互反应产生非金属夹杂物。同样，也会对钢水和钢材质量产生不利影响。

3.耐火材料增碳对钢水和钢材质量的影响。

80年代发展起来的一种新型碱性耐火材料——碳复合耐火材料。碳复合耐火材料一般含有3%~30%的碳。碳氧化反应是炼钢过程中的重要反应。将钢水中的碳氧化降低到炼钢号的规格中，是炼钢的重要任务之一。

在熔炼纯钢和超纯钢时，其脱碳会增加钢水含碳量，并改变钢的成分，特别是熔炼纯钢或超纯钢时，脱碳会严重影响钢水质量。耐火材料的脱碳机理是：经过一定程度的冶炼与耐火材料之间存在一定的液相隔离层。反应物在耐火材料表面形成固相产物层，该物质中的元素通过其扩散进入钢液。

钢中的某些元素和氧化物主要通过耐火砖反应层到达钢渣中脱碳层反应界面，在相遇处进行脱碳反应。因此，钢水的成分受到影响。碳氧化后产生CO气泡，长大后上浮，通过渣层排出。碳氧化会影响钢水中氧等其他成分的含量。从而对钢水及钢的质量也有一定的影响。但是[CO]气泡的上浮与排出，对金属熔池具有很强的搅拌作用，使钢水的成分和温度得到均匀，改善钢水化学反应的动力条件。

4.耐火材料的脱硫有利于改善钢水和质量。

硫磺在钢中以硫化物的形式存在，硫对大部分钢都有害。其对钢材性能的主要影响：使钢的热脆性、降低其力学性能和焊接性能。因此，降低和控制钢中硫的含量有利于提高钢的质量。试验结果表明，耐火材料在高温下产生一定的液相。介于钢水熔液和耐火材料之间的液相层通常是硅酸盐熔体，其组成和结构与熔渣非常相似。

因此，它还具有熔渣的氧化还原；脱硫、磷和吸附钢液中的夹杂物。熔池钢液的脱硫机理为：进入耐火材料液相隔层的硫离子经液相向耐火材料层扩散，与耐火材料中的CaO粒子反应，在CaO颗粒表面形成CaS层。化学式为(CaO)+[S]=(CaS)+[O]表明CaO有较强的脱硫效果。含碳酸钙系列耐火材料具有很强的脱硫效果。

5.耐火材料的脱磷有利于钢水的改善和质量。

钢中磷以磷化铁的形式存在，而大部分钢中对磷是有害元素。它对钢材性能的主要影响:降低钢材的塑性、韧性、耐焊性和冷脆性。其除磷效果与炉渣相同。基本原理是钢水中磷氧化产生P2O5。因为P2O5气体是不稳定的，要求浮至渣钢表面的液面与耐火材料液相中的碱性氧化物发生反应，生成的磷酸盐溶解在渣中，使钢中的磷被排出。耐火材料能有效去除一定含磷量，有利于提高钢水、钢的质量。

近几年来，随着工业、国防、航天等领域的迅速发展，高质量钢材的需求不断增加。在冶炼纯钢等高质量钢时，必须高度重视并深入研究钢液与耐火材料之间的反应对钢质量的影响。同时也为开发能够净化钢水的新型耐火材料提供了依据。

粉末冶金电炉的建筑材料和耐火材料的要求

粉末冶金电炉的建筑材料主要包括耐火材料、保温材料、金属材料和一般建筑材料，这将有助于粉末冶金电炉的设计。一、耐火材料概述凡具有抗高温作用和高温下无物理化学作用的材料均称为耐火材料。电炉通常在高温下操作，所以筑炉材料是重要的。在电炉的设计和制造中，充分了解耐火材料的性能、具体要求和选择原则是提高炉子寿命、降低成本、节约电耗的重要环节。电炉衬里耐火材料的要求主要有:1。用于高温时，不软化、不熔，应具有一定的耐火性，规定其耐火下限为1580℃，低于此温度不属于耐火材料。2.能够承受结构的建筑荷载和作用应力，在高温下不丧失结构强度。3.体积在高温下稳定，不会产生过大的膨胀应力和收缩裂纹。4.当温度急剧变化时，不会破坏。5.它能抵抗熔融金属、炉渣、氧化铁皮和炉气的侵蚀，即具有良好的化学稳定性。6.耐磨性能好，耐冲击。7.外形整齐，尺寸准确，公差不得超过一定范围。

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