碳復合耐火材料

《碳復合耐火材料》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。

1、碳復合耐火材料本課程的特點：《碳復合耐火材料》是一門介紹含碳耐火材料的特點、性能、制備及使用的一門無機非金屬材料專業(yè)的專業(yè)課程。本課程對從事耐火材料制品的制備與開發(fā)、使用及相關科研的人員產品開發(fā)與研究有很大的幫助。參考資料1、張文杰，李楠編碳復合耐火材料冶金工業(yè)出版社，1990年6月第1版2、王誠訓編著MgO-C質耐火材料冶金工業(yè)出版社，1995年10月第1版3、李曉明編著耐火材料應用熱力學武漢工業(yè)大學出版社，1991年12月第1版4、山口明良編，張文杰譯實用熱力學及其在高溫陶瓷中的應用武漢工業(yè)大學出版社，1993年2月

2、第1版第一章碳復合耐火材料的理論前言隨著冶金及高溫工業(yè)的不斷發(fā)展，新型耐火材料制品也不斷推陳出新；與此同時隨著耐火材料質量的提高及品種的日益完善，促進了冶金工業(yè)及相關領域的進步。碳復合耐火材料是適應冶金工業(yè)的需要，于70年代后期至80年代中期研制、開發(fā)、生產和推廣的一種新型復合耐火材料。碳復合耐火材料由于其優(yōu)良的使用性能從而使冶金工業(yè)發(fā)生了劃時代的巨變。耐火材料的使用性能與任何材料一樣，也是隨著原料質量的提高、生產工藝的改進等相關過程的不斷進步與完善而不斷提高的。一、耐火材料的發(fā)展概況1、原料的發(fā)展與變化（1）天然原料—

3、—如硅石、粘土；（2）精選料——將純度不同的原料進行分選，挑選出高純度原料；（3）人工合成料——精選料進行高溫合成如AM、ZM、MD、ZA和合成mullite等；（4）從以氧化物、硅酸鹽，不斷到發(fā)展到以氧化物和非氧化物并重的格局如SiC、C等。2、生產工藝的發(fā)展與變化（1）精料精配；（2）高壓成型；（3）高溫燒成；（4）微粉（1~10mm）和超微粉（0.1~1.0mm）及納米粉體（1~100nm）的應用。3、耐火材料制品的發(fā)展與變化（1）50年代前——粘土質耐火材料為主；（2）50年代——堿性耐火材料大量使用；（3）60

4、年代——電熔耐火材料使用；（4）70年代——開發(fā)出直接結合MgO-Cr2O3（5）80年代——含碳復合耐火材料的開發(fā)利用；（6）90年代——復合耐火材料；（7）21世紀——高科技（Hi-Tec）復合耐火材料。二、耐火材料的性質與性能耐火材料本身具有的、區(qū)別于其它耐火材料的特征稱為耐火材料的性質(nature)；某種耐火材料或制品所具有的性質與功能的總稱即為耐火材料的性能(property)。1、耐火材料性質物質結構化學組成顯微結構性質顯微結構是在SEM、OM下所觀察到的組織結構（晶相、玻璃相、氣孔、各相的組成結構、數量、

5、幾何形狀、分布等）顯微結構晶體相——最重要的組成相,決定著耐火材料的物化性能玻璃相——非晶態(tài)材料,由熔融的液相凝固而成氣相——存在于耐火材料氣孔中的氣體玻璃相的作用：粘結分散的晶體相、降低燒結溫度，抑制晶粒長大、充填氣孔等。玻璃相的熔點低，熱穩(wěn)定性差,導致耐火材料在高溫下產生蠕變,且強度不及晶體相，因此應控制玻璃相含量。開口氣孔易造成虹吸（毛細吸管）現象,惡化耐火材料的使用性能；同時氣孔易造成應力集中，降低耐火材料材料的強度。材料的性能反映材料的結構，而材料的結構決定材料的性能。不同的組織結構，使具有相同化學組成的耐火材

6、料具有不同的性能。因此從材料學的觀點出發(fā)，掌握并控制材料的顯微結構是人為地設計并獲得優(yōu)良性能材料的前提。2、物質結構是指化學結構鍵、晶體結構。3、化學成分是指CaO、MgO、Al2O3、SiO2等構成耐火材料的化學成分。不同的組織結構使具有相同化學成分的耐火材料具有不同的性質。如化學成分相同的SiO2,存在著石英(quartz)、方石英(cristobalite)和鱗石英(tridymite)，它們的組織結構不同，從而具有不同的性質。4、耐火材料的性能耐火材料的性能主要包括力學、熱學和使用性能。5、耐火制品、工藝過程、結

7、構與性能的關系性能使用條件工藝過程制品原料結構物質結構晶體結構顯微結構化學成分礦物成分相同原料由于不同的工藝條件，可以獲得不同結構的制品，具有不同的性能，滿足不同的使用條件。三、碳復合耐火材料1、含碳耐火材料開發(fā)研制的背景及使用現狀背景能源危機電爐及轉爐壽命太低新冶煉技術的應用頂底復吹、全連鑄、爐外精煉、鐵水預處理在這樣的一種背景下，迫切需要一種耐火制品既能節(jié)省能源、又能提高爐襯壽命且適應現代新冶煉技術所要求的使用性能。1970年,日本九州耐火公司的渡邊明,發(fā)明了MgO-C磚。MgO-C磚在發(fā)明之初主要用于電熔熱點部位,

8、使超高功率電爐的爐襯壽命由老式堿性磚的2~3天提高到2~3周,從而促進了電爐煉鋼生產率的顯著上升。1979年，MgO-C磚開始用作轉爐爐襯材料，實驗證實，這種含碳制品同樣適用于轉爐，且同樣能大幅度提高轉爐爐襯的使用壽命我國含碳制品的研究從80年開始，86年前后在全國各大、中、小鋼廠全面推廣使用，使我國很多鋼廠的轉爐爐