按材質(zhì)特性,爐膛耐火材料可分為酸性、中性和堿性材料。酸性材料以硅磚、鋯英石磚為代明,富含SiO?,抗酸性渣侵蝕能力強(qiáng),但易被堿性物質(zhì)腐蝕,適合玻璃窯、酸性煉鋼爐。中性材料包括高鋁磚、鉻磚,對酸堿渣均有一定抵抗性,常用于爐膛過渡帶或不同材質(zhì)銜接部位。堿性材料如鎂磚、白云石磚,富含MgO、CaO,是堿性熔渣環(huán)境(如轉(zhuǎn)爐、水泥窯)的選擇,但其易吸潮變質(zhì),儲存需嚴(yán)格防潮。這種分類為不同爐膛氣氛下的材料選型提供了明確依據(jù),避免因化學(xué)不相容導(dǎo)致的過早失效。?耐火材料的使用壽命與使用溫度成反比,超溫會急劇縮短。安徽圓形爐膛爐膛耐火材料價格
真空爐膛耐火材料的選型需綜合爐型工藝參數(shù)與材料特性進(jìn)行匹配。首要考慮溫度等級:對于工作溫度≤1400℃的中溫爐(如普通真空退火爐),優(yōu)先選用成本較低且工藝成熟的氧化鋁質(zhì)澆注料或燒結(jié)磚;當(dāng)溫度超過1600℃(如真空碳管爐、高溫?zé)Y(jié)爐),需采用氧化鎂質(zhì)或氧化鋯質(zhì)材料以保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其次關(guān)注真空度要求:粗真空環(huán)境對材料揮發(fā)物限制較寬松,可選含少量結(jié)合劑的普通耐火制品;高真空或超高真空(<10??Pa)場景則必須使用經(jīng)1600℃以上預(yù)燒結(jié)處理的低氣孔率材料(顯氣孔率<5%),避免金屬蒸汽冷凝污染爐膛。此外,爐內(nèi)工藝介質(zhì)的影響不可忽視——若涉及熔融金屬(如鈦合金、鎳基高溫合金),需選擇抗侵蝕性強(qiáng)的氧化鎂或碳化硅質(zhì)材料;對于化學(xué)活性氣體(如氫氣、氨氣),則優(yōu)先采用化學(xué)惰性高的純氧化鋁或氧化鋯基復(fù)合材料。實際應(yīng)用中,常通過“基礎(chǔ)材質(zhì)+表面涂層”復(fù)合方案平衡性能與成本,例如在氧化鋁內(nèi)襯表面噴涂ZrO?涂層以增強(qiáng)抗金屬蒸汽滲透能力。安徽圓形爐膛爐膛耐火材料價格噴涂料采用濕法噴涂,適用于爐膛搶修,粘結(jié)強(qiáng)度≥1MPa。
爐膛啟停及負(fù)荷波動產(chǎn)生的熱應(yīng)力(溫差>600℃)是材料剝落失效的主因,抗熱震設(shè)計需兼顧組分優(yōu)化與結(jié)構(gòu)緩沖。傳統(tǒng)高鋁磚因?qū)嵯禂?shù)低(2-3W/(m·K))、彈性模量高(>20GPa),熱震穩(wěn)定性差(水冷循環(huán)<5次);現(xiàn)代材料通過添加碳化硅晶須(長度3-5μm,長徑比>20)增強(qiáng)基體韌性,配合低膨脹骨料(如紅柱石,熱膨脹系數(shù)(2-3)×10??/℃),將抗熱震次數(shù)提升至20次以上。不定形澆注料采用“微粉-纖維”復(fù)合體系——SiO?微粉(比表面積≥200m2/g)填充氣孔降低導(dǎo)熱梯度,耐熱鋼纖維(直徑0.2mm,長度20mm,體積分?jǐn)?shù)2%)吸收熱膨脹應(yīng)力,水冷循環(huán)次數(shù)可達(dá)15次。結(jié)構(gòu)設(shè)計上,厚壁區(qū)域(如爐墻)采用“薄層致密層(厚度10-15mm)+厚層隔熱層(厚度30-50mm)”復(fù)合結(jié)構(gòu),通過界面熱阻差緩解溫度驟變沖擊;薄壁部位(如爐頂)使用低彈性模量澆注料(彈性模量<15GPa),允許微小形變釋放應(yīng)力。
按化學(xué)礦物組成,爐膛耐火材料可分為氧化硅質(zhì)、氧化鋁質(zhì)、氧化鎂質(zhì)等類別。氧化硅質(zhì)材料以二氧化硅為主要成分(含量≥93%),包括硅磚和石英玻璃制品,具有耐高溫(長期使用溫度1600~1700℃)、抗酸性渣侵蝕的特點,適用于焦?fàn)t、玻璃窯的硅質(zhì)部位。氧化鋁質(zhì)材料依據(jù)氧化鋁含量分級,75%氧化鋁磚用于1400~1500℃的窯爐內(nèi)襯,90%以上高鋁磚則可耐受1600℃以上高溫,常用于煉鋼電弧爐爐底。氧化鎂質(zhì)材料(MgO≥85%)抗堿性渣能力突出,是轉(zhuǎn)爐、RH精煉爐的重心內(nèi)襯材料,但抗熱震性較差,需與其他材料復(fù)合使用。?爐膛耐火材料按化學(xué)性質(zhì)分酸性、中性、堿性,適配不同爐內(nèi)氣氛。
復(fù)合爐膛耐火材料的性能優(yōu)勢集中體現(xiàn)在綜合指標(biāo)的平衡上。與單一材料相比,其抗熱震性明顯提升,如鎂質(zhì)-碳復(fù)合磚經(jīng)1100℃水淬循環(huán)可達(dá)50次以上,遠(yuǎn)超純鎂磚的20~30次。在抗侵蝕方面,通過在工作層表面復(fù)合一層5~10mm的鋯英石質(zhì)釉層,可使材料對玻璃液的抗?jié)B透能力提高40%~50%。隔熱與強(qiáng)度的平衡更突出,例如氧化鋁-莫來石復(fù)合輕質(zhì)磚,體積密度1.2~1.5g/cm3,抗壓強(qiáng)度仍保持3~5MPa,導(dǎo)熱系數(shù)≤0.3W/(m?K),適合對減重和節(jié)能均有要求的爐膛。此外,部分復(fù)合材料的高溫蠕變率可控制在0.5%/100h以內(nèi),確保爐膛尺寸長期穩(wěn)定。?高溫抗壓強(qiáng)度是關(guān)鍵指標(biāo),1600℃時需≥5MPa以防坍塌。天津退火爐膛耐火材料
垃圾焚燒爐用高鉻磚,抗Cl?、S2?腐蝕,壽命2~3年。安徽圓形爐膛爐膛耐火材料價格
復(fù)合爐膛耐火材料的制造工藝需兼顧各組分的兼容性,主要包括分層成型、原位反應(yīng)燒結(jié)和浸漬復(fù)合等方法。分層成型通過模具依次填充不同料漿,經(jīng)加壓振動使界面結(jié)合緊密,適合大型塊狀制品,如高爐用炭磚-陶瓷復(fù)合磚。原位反應(yīng)燒結(jié)則利用原料在高溫下的化學(xué)反應(yīng)生成新相,如鋁粉與氧化鎂粉在1500℃反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石,形成原位增強(qiáng)復(fù)合結(jié)構(gòu),界面結(jié)合強(qiáng)度比機(jī)械混合提高30%。浸漬復(fù)合多用于不定形材料,如將輕質(zhì)黏土磚浸漬在硅溶膠中,經(jīng)固化形成致密表層與多孔芯部的復(fù)合結(jié)構(gòu),提升耐磨性的同時保留隔熱性。工藝控制的關(guān)鍵是確保界面處無低熔點相生成,避免高溫下出現(xiàn)界面弱化。?安徽圓形爐膛爐膛耐火材料價格