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對耐火材料的要求
發布時間：
2023-08-25
耐火材料的使用環境是相當復雜的，不同的使用環境對耐火材料提出了不同的要求。本小節中我們綜合分析使用環境對耐火材料的一般的要求。通常對應于每一個使用要求都有相應的耐火材料的使用性能與之對應。
1，抵抗溫度的損害。在使用過程中耐火材料不會因材料的熔化、軟化而導致窯爐結構或耐火材料部件的破壞。與之相對應的性能包括耐火度、荷重軟化溫度、抗高溫下的蠕變性與高溫強度等。
2，抵抗熱應力的損壞。在間歇式生產的工業窯爐中，爐襯或耐火材料部件要反復經歷升溫與降溫的過程，即所謂的“熱震”。即使在非間歇式、溫度穩定的窯爐中，耐火材料內部在熱面與冷面之間也會存在較大的溫度差，這兩種情況都會在材料中造成較大的應力。應力的大小與材料的導熱系數、膨脹系數、彈性模量、強度等諸多性質有關。與此有關的耐火材料使用性能為抗熱震性。
3，抵抗環境介質的侵蝕。耐火材料在使用過程中常不可避免地要與有關介質接觸，如冶金熔渣、熔融金屬、熔融玻璃、水泥熟料、熔融煤渣以及腐蝕性氣體等。高溫下，耐火材料與這些介質接觸時會被腐蝕。另外，這些介質也會沿耐火材料的氣孔、裂紋滲入到耐火材料內部，引起材料內部組成與結構的破壞。影響耐火材料抗侵蝕性的因素有耐火材料的組成、結構。與之相對應的使用性能為抗渣性。
4，不污染承載的產品。耐火材料作為在高溫下承載某些熔融或燒結產品的容器、工業爐襯或在高溫下使用的陶瓷承載體的制作材料，如鋼鐵工業中的鋼包與中間包、玻璃池窯的襯材以及燒制陶瓷與電子材料的承燒板(棚板)與匣缽等。耐火材料如與鋼水及玻璃溶液反應就會增加鋼水中的雜質元素及夾雜的含量，在玻璃中形成結石或條紋。燒制電子材料的承燒板如與被燒結的電子材料反應就會造成黏結現象，影響電子材料的表面粗糙度等性能。近年來，由于優質鋼材的迅速發展，耐火材料對鋼水的污染受到重視。研究耐火材料對鋼水的污染及可能的凈化作用是值得注意的方向。
5，不污染環境。耐火材料在生產與使用過程中不應對人類生存環境產生危害，不產生污染大氣、水源的有害物質，盡量有利于材料的循環再生利用。近年來人們對鎂鉻質耐火材料替代產品的開發研究就是一個很好的例子。鎂鉻耐火材料是一種廣泛使用的優質耐火材料，但由于六價鉻對人體的危害，特別是對水源的污染，鎂鉻耐火材料已被列入應該淘汰的品種之一，新的替代產品正在積極開發中。在討論耐火材料生產對環境影響的時候還必須提到能源的消耗以及CO2對氣候的影響。大量使用不燒或不定形耐火材料，利用在使用條件下的高溫來完成其必要的物理化學過程，達到使用的要求，即所謂的“自適應”，對降低耐火材料生產能耗有重要意義。目前，雖然不定形耐火材料及不燒耐火制品在耐火材料中的份額也不小，但對耐火材料自適應過程應用理論研究仍較薄弱，阻礙不定形耐火材料及不燒制品的發展。另外，耐火材料是在高溫窯爐上使用的，耐火材料對工業爐的節能減排應發揮一定的作用。具有高絕熱性能的保溫耐火材料以及可以直接用于熱面或可以直接與熔體接觸的保溫耐火材料對于各種窯爐及高溫容器的節能尤為重要。
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