耐火材料-絕熱材料與耐火材料的區別

絕熱材料是指用于建築圍護或者熱工手工皂材料設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料複合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料一方面滿足了建築空間或熱工設備的熱環境，另一方面也節約了能源。因此，有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之後的“第五大能源”。對熱流有較強阻抗作用，主要用于房屋建築的牆體、屋面或工業管道、窯爐等的保溫和隔熱。
　　
　　按絕熱原理分爲：
　　
　　①多孔材料。靠熱導率小的氣體充滿孔隙中絕熱。一般以空氣爲熱阻介質，主要是纖維狀聚集組織和多孔結構材料。泡沫塑料的絕熱性較好，其次爲礦物纖維（如石棉）、膨脹珍珠岩和多孔混凝土、泡沫玻璃等。
　　
　　②反射材料。如鋁箔能靠熱反射減少輻射傳熱，幾層鋁箔或與紙組成夾有薄空氣層的複合結構，還可以增大熱阻值。絕熱材料常以松散材、卷材、板材和預制塊等形式用于建築物屋面、外牆和地面等的保溫及隔熱。可直接砌築（如加氣混凝土）或放在屋頂及圍護結構中作芯材，也可鋪墊成地面保溫層。纖維或粒狀絕熱材料既能填充于牆內，也能噴塗于牆面，兼有絕熱、吸聲、裝飾和耐火等效果。
　　
　　絕熱産品種類很多，包括泡沫塑料、礦物棉制品、泡沫玻璃、膨脹珍珠岩絕熱制品、膠粉EPS顆粒保溫漿料、礦物噴塗棉、發泡水泥保溫制品。選用要點玻璃陶瓷原料：絕熱材料在建築中常見的應用類型及設計選用應符合GB/T17369-1998《建築絕熱材料的應用類型和基本要求》的規定。選用時除應考慮材料的導熱系數外，還應考慮材料的吸水率、燃燒性能、強度等指標。不同絕熱材料的性能特點見相應的分類指南。
　　
　　耐火材料指耐火度不低于1580℃的一類無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機械制造、矽酸鹽、動力等工業領域，在冶金工業中用量最大，占總産量的50％～60％。
　　
　　經常使用的特殊材料有AZS磚、剛玉磚、直接結合鎂鉻磚、碳化矽磚、氮化矽結合碳化矽磚、氮化物、矽化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化铍等耐火材料。經常使用的耐火材料有矽藻土制品、石棉制品、絕熱板等。經常使用的不定形耐火材料有補爐料、耐火搗打料、耐火澆注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火噴補料、耐火投射料、耐火塗料、輕質耐火澆注料、炮泥等。
　　
　　耐火材料種類繁多，通常按耐火度高低分爲普通耐火材料（1580～1770℃）、高級耐火材料（1770～2000℃）和特級耐火材料（2000℃以上）；按化學特性分爲酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用于特殊場合的耐火材料。
　　
　　酸性耐火材料以氧化矽爲主要成分，常用的有矽磚和粘土磚。矽磚是含氧化矽93％以上的矽質制品，使用的原料有矽石、廢矽磚等，其抗酸性爐渣侵蝕能力強，荷重軟化溫度高，重複煅燒後體積不收縮，甚至略有膨脹；但其易受堿性渣的侵蝕，抗熱振性差。矽磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設備。粘土磚以耐火粘土爲主要原料，含有30％～46％的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料，抗熱振性好，對酸性爐渣有抗蝕性，應用廣泛。
　　
　　中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳爲主要成分。含氧化鋁95％以上的剛玉制品是一種用途較廣的優質耐火材料。以氧化鉻爲主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好，但抗熱振性較差，高溫荷重變形溫度較低。碳質耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化矽質制品，其熱膨脹系數很低，導熱性高，耐熱振性能好，高溫強度高，抗酸堿和鹽的侵蝕，不受金屬和熔渣的潤濕，質輕。廣泛用作高溫爐襯材料，也用作石油、化工的高壓釜內襯。
　　
　　堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣爲主要成分，常用的是鎂磚。含氧化鎂80％～85％以上的鎂磚，對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土磚和矽磚高。主要用于平化工原料爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉設備以及一些高溫設備上。
　　
　　在特殊場合應用的耐火材料有高溫氧化物材料，如氧化鋁、氧化镧、氧化铍、氧化鈣、氧化锆等，難熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、矽化物和硫化物等；高溫複合材料，主要有金屬陶瓷、高溫無機塗層和纖維增強陶瓷等。

耐火材料-潔淨鋼冶煉用耐火材料

耐火材料對潔淨鋼的生産有著玻璃陶瓷原料重要影響，特別是在鐵水預處理、二次精煉、中間包以及連鑄過程中。這是因爲在冶煉過程中，耐火材料在高溫鋼水中的溶解增加鋼中相關元素的含量，或與熔鋼中的元素特別是非鐵元素反應形成非金屬夾雜，以及耐火材料的熔損造成的非金屬夾雜都會對鋼水潔淨度造成一定影響。耐火材料對鋼水的汙染不僅會影響鋼水成分，而且會對鋼材質量性能造成重要影響。所以潔淨鋼冶煉用耐火材料不僅要有較高的抗熱沖擊性、抗侵蝕性，更重要的是對鋼水的無汙染或低汙染性，甚至對鋼液具有淨化及減少無機非金屬夾雜的作用。

1 潔淨鋼生産用耐火材料的選擇依據

　　從熱力學上講，高溫氧化物與鋼水存在一平衡氧含量（氧勢），耐火材料在熔鋼中平衡氧含量的大小對鋼水潔淨度有重要影響，因爲氧含量高易造成鋼水增氧從而形成非金屬夾雜物。通過計算不同氧化物對鋼水增氧的趨勢，認爲耐火氧化物和複合耐火氧化物對鋼水的增氧作用由大到小手工皂材料的順序分別爲Cr2O3>SiO2>Al2O3>MgO>ZrO2>CaO和MgO。Cr2O3>ZrO2。SiO2> 3Al2O3。2SiO2>2MgO。SiO2>2CaO。SiO2>MgO。Al2O3>CaO。Al2O3。所以在冶煉氧含量低的鋼種時，適宜選用氧化鎂質、氧化锆質、氧化鈣質或者尖晶石質等耐火材料。鋼水增硫與所使用的耐火氧化物及複合氧化物在鋼水中的平衡氧勢高低有關，它與耐火氧化物在熔鋼中氧勢大小具有類似的規律，堿性氧化物耐火材料有利于鋼水的脫硫。鋼水脫磷也與堿性耐火材料密切相關，特別是與CaO和MgO。一般的耐火材料中磷含量很少，而采用磷酸鹽作爲結合劑MgO質耐火材料中要含一定量CaO，可以抑制向鋼水中增磷。另外，在澆鑄對磷含量要求較低的鋼種時，中間包工作襯最好不要采用磷酸鹽作結合劑的耐火材料。在冶煉過程中，耐火材料中的水分或結合劑會造成鋼水增氫的危險，造成氫脆現象。1600℃時碳在鐵液中的溶解度爲5。41%，在冶煉低碳鋼或超低碳鋼時含碳耐火材料中的碳極易溶解到鋼液中，造成鋼水的增碳，所以冶煉這類鋼種時要特別注意含碳耐火材料的使用。

　　耐火材料的種類也會對鋼水中夾雜物的種類和形態産生一定的影響，使用鋁鎂(碳)質耐火材料時主要是矽鋁酸鹽夾雜，MgO質耐火材料時的夾雜物是鎂橄榄石複合氧化物，鎂鈣(碳)質耐火材料夾雜物基體爲CaO-Al2O3-SiO2-FeO系。通過調整冶金容器工作襯所用的耐火材料，可改變鋼水中夾雜物的形態和結構，有利于潔淨鋼的冶煉。用不同組成的鎂鋁質澆注料作爲爐襯對82B鋼進行精煉，研究了不同的爐襯對鋼中夾雜的影響，結果表明：采用富鋁的鎂鋁質爐襯精煉後的鋼中夾雜物是以SiO2爲主的SiO2-Al2O3系夾雜，夾雜物尺寸大、硬度高；采用富鎂的鎂鋁質爐襯精煉後，鋼中夾雜是以鎂鈣的矽鋁酸鹽爲主的SiO2-MgO-CaO系複合夾雜，夾雜尺寸小、硬度低、塑性化工原料好。相比之下，富鎂的鎂鋁質爐襯有利于潔淨鋼的冶煉。

2 潔淨鋼用耐火材料

　　LF精煉是煉鋼工業中使用較多的爐外精煉設備之一，它不僅要求耐火材料的使用壽命長，而且還要對鋼水有淨化作用，至少不對鋼水産生汙染。目前，能夠滿足這種要求的耐火材料只有鎂鈣質耐火材料，包括燒成鎂鈣磚和不燒鎂鈣磚。鎂鈣質耐火材料具有優良耐高溫性能和抗爐渣侵蝕性能，其中的遊離CaO能夠吸附鋼水中的〔S〕，〔P〕等非金屬夾雜物和在降低其尺寸(30μm～350μm)方面有明顯效果，且夾雜物的硬度很小，有淨化鋼水的功能，這種耐火材料也廣泛應用于不鏽鋼冶煉的AOD爐中。但是MgO-CaO材料也存在易水化、難燒結、抗剝落性差等缺點，制備性能優良的MgO-CaO耐火材料，克服這些缺點勢在必行。開發高檔MgO-CaO耐火材料、幹式MgO-CaO搗打料、MgO-CaO澆注料等是今後的一個發展方向。研究表明，使用含碳鋁鎂尖晶石磚的脫硫率最高，有利于深脫硫，鎂碳磚次之，氧化鎂材料最差。但爐襯使用含碳鋁鎂尖晶石磚或鎂碳磚，將導致鋼液增碳，不利于低碳鋼生産。在LF精煉超低碳鋼時，鋼包襯材質應該考慮使用無碳耐火材料。由于不汙染環境、對鋼液的汙染性小、高溫穩定性好、與熔渣或金屬熔體的潤濕性較差，MgAlON結合的堿性耐火材料可能適合于精煉爐用，但這種材料由于成本或制備的問題還未應用于實踐。在真空處理技術中RH生産效率最高、綜合能力最強，是我國鋼廠近幾年和今後建設的重點。RH上部槽一般爲鎂鉻耐火材料，但其有環保問題，開發無鉻耐火材料如鎂锆磚、鎂鈣質噴塗料等是RH用耐火材料的一個方向。