耐火物の基礎知識を知っていますか?

Jan 02, 2024

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意味:

1580度以上の耐火性、熱衝撃や化学侵食に対する優れた耐性、低い熱伝導率、低い膨張係数を備えた非金属材料です。 耐火性とは、円錐形のサンプルが耐えられる温度を摂氏で表したものです。

耐火材料は、負荷をかけずに軟化したり溶融したりすることなく、高温の作用に耐えることができます。 耐火物は、冶金、化学工業、石油、機械製造、ケイ酸塩、電力およびその他の産業分野で広く使用されています。 これらは冶金業界で最も多く使用されており、総生産量の 50%-60% を占めています。

タイプ:

耐火物には多くの種類があり、その耐火度に応じて普通耐火物(1580〜1770度)、高機能耐火物(1770〜2000度)、特級耐火物(2000度以上)に分けられます。 化学的性質に応じて、酸性耐火物、中耐火物、中級耐火物に分類されます。 耐火物・アルカリ性耐火物。 さらに、特別な場合に使用する耐火物もあります。

要素:

酸性耐火物は酸化ケイ素を主成分とし、珪石れんがや粘土れんががよく使われます。 珪石れんがは、酸化ケイ素を94%以上含む珪質製品です。 使用される原料には、シリカ、廃シリカレンガなどが含まれます。酸性スラグ浸食に対する強い耐性、荷重下での高い軟化温度、繰り返し焼成しても体積が収縮せず、わずかに膨張することさえあります。 しかし、アルカリスラグによる侵食を受けやすく、耐熱衝撃性に劣ります。 珪石れんがは主にコークス炉、ガラス溶解炉、酸性製鋼炉などの熱設備に使用されています。 粘土レンガは耐火粘土を主原料とし、アルミナを30~46%含有しています。 耐熱衝撃性や酸性スラグに対する耐食性に優れた弱酸性耐火物で、広く使用されています。

中性耐火物は、酸化アルミニウム、酸化クロム、炭素を主成分としています。 アルミナを95%以上含むコランダム製品は、幅広い用途に使用される高品質の耐火物です。 酸化クロムを主成分とするクロムれんがは、鉄鋼スラグに対する耐食性は良好ですが、耐熱衝撃性に劣り、高温負荷時の変形温度が低いという欠点があります。 炭素質耐火物には、カーボンレンガ、黒鉛製品、炭化ケイ素製品などがあります。 それらは、低い熱膨張係数、高い熱伝導率、優れた耐熱衝撃性、高い高温強度、および酸、アルカリ、塩浸食、特に弱酸とアルカリに対する耐性を備えています。 耐久性に優れ、金属やスラグに濡れず、軽量です。 高温炉のライニング材として広く使用されており、石油や化学工業のオートクレーブのライニングとしても使用されています。

アルカリ性耐火物は酸化マグネシウムと酸化カルシウムを主成分としたもので、マグネシアれんがが一般的に使用されています。 酸化マグネシウムを80~85%以上含むマグネシアれんがは、アルカリスラグや鉄スラグに対する耐性が良好で、粘土れんがや珪石れんがに比べて耐火性が高くなります。 主に平炉、酸素吹転炉、電気炉、非鉄金属精錬装置および一部の高温装置で使用されます。 特別な場合に使用される耐火物には、アルミナ、酸化ランタン、酸化ベリリウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウムなどの高温酸化物材料や、炭化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物、硫化物などの複合耐火物材料が含まれます。 等。; 高温複合材料には、主にサーメット、高温無機コーティング、繊維強化セラミックが含まれます。

一般的な耐火物:

頻繁に使用される耐火材料には、AZS レンガ、コランダムレンガ、直接結合マグネシア クロムレンガ、炭化ケイ素レンガ、窒化ケイ素結合炭化ケイ素レンガ、および窒化物、ケイ化物、硫化物、ホウ化物、炭化物などの非酸化物耐火材料が含まれます。 ;酸化カルシウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、その他の耐火物。 一般的に使用される断熱耐火物には、珪藻土製品、アスベスト製品、断熱ボードなどが含まれます。一般的に使用される不定形耐火物には、炉パッチング材料、耐火打ち込み材料、耐火キャスタブル、耐火プラスチック、耐火泥土、耐火ガンニング材料、耐火投射材料、耐火コーティングが含まれます。 、軽量耐火キャスタブルなど。

酸性耐火物

珪石レンガと粘土レンガが大量に使用されます。 珪石れんがは、SiO2 を 93% 以上含む珪質製品です。 原料には珪石、廃珪石れんが等が使用されます。珪石れんがは酸性スラグ侵食には強い耐性を持ちますが、アルカリ性スラグ侵食には弱い性質があります。 負荷軟化温度は非常に高く、耐火性に近い温度です。 焼成を繰り返しても体積は収縮せず、わずかに膨張することもありますが、耐熱衝撃性は劣ります。 珪石れんがは主にコークス炉、ガラス溶解炉、酸性製鋼炉などの熱設備に使用されています。 粘土レンガにはアルミナが30%~46%含まれています。 耐火粘土を主原料として使用しています。 耐火度は1580~1770度であり、耐熱衝撃性に優れています。 酸性スラグに強く、幅広い用途に使用できる弱酸性耐火物です。 現在最も多く生産されている耐火物です。

中性耐火物

高アルミニウム製品の主な結晶相はムライトとコランダムです。 コランダムの含有量は、アルミナ含有量の増加とともに増加します。 アルミナを95%以上含むコランダム製品は、幅広い用途に使用される高品質の耐火物です。 クロムれんがは主にクロム鉱石からできており、主な結晶相はクロム鉄鉱です。 鉄鋼スラグに対する耐食性は良好ですが、耐熱衝撃性が低く、高温負荷時の変形温度が低いです。 クロム鉱石とマグネシアを異なる割合で混合して作られたクロムマグネシアれんがは、耐熱衝撃性に優れており、主にアルカリ性平炉屋根れんがとして使用されます。

炭素質製品は、別のタイプの中性耐火物です。 炭素質原料の組成と製品の鉱物組成に応じて、カーボンレンガ、黒鉛製品、炭化ケイ素製品の3つのカテゴリーに分類されます。 カーボンレンガは、原料として高級石油コークス、結合剤としてタールとアスファルトを使用して作られ、空気を遮断した状態で1300度で焼成されます。 黒鉛製品(天然黒鉛を除く)は、炭素質材料を電気炉で2500~2800度で黒鉛化処理して製造されます。 炭化ケイ素製品は、炭化ケイ素を原料として、粘土、酸化ケイ素、その他のバインダーを加え、1350~1400度で焼成されます。 炭化ケイ素およびケイ素粉末を添加して、窒素雰囲気下の電気炉内で窒化ケイ素-炭化ケイ素製品を製造することもできる。 カーボン製品は、低い熱膨張係数、高い熱伝導率、優れた耐熱衝撃性、および高い高温強度を備えています。 高温で長期間使用しても軟化せず、酸やアルカリに腐食されず、耐塩性に優れ、金属やスラグに濡れず、軽量で高品質の耐高温材料です。 欠点は、高温で酸化しやすいため、酸化雰囲気では使用しないでください。 炭素質製品は、高温炉の内張り(炉底、炉床、炉体下部等)や非鉄金属精錬炉の内張りなどに広く使用されています。 黒鉛製品は反応タンクや石油化学オートクレーブのライニングとして使用できます。 炭化ケイ素やグラファイト製品は、銅、金、軽合金を製錬するためのるつぼとしても使用できます。

アルカリ性耐火物

マグネシウム製品に代表される。 80% ~ 85% を超える酸化マグネシウムが含まれており、ペリクレースが主結晶相です。 マグネシアれんがの主原料はマグネサイト、海水マグネシア(海水から抽出した水酸化マグネシウムを高温で焼成して得られるもの)などで、アルカリスラグや鉄スラグに対する耐性が良好です。 純粋な酸化マグネシウムの融点は2800度にも達します。 したがって、マグネシア煉瓦の耐火性は粘土煉瓦や珪石煉瓦よりも高くなります。 -1950 年代中期以降、製鉄用の酸素吹き転炉の使用とアルカリ性平炉炉頂部の使用により、アルカリ性耐火物の生産が徐々に増加し、一方で粘土れんがや珪石れんがの生産も増加しました。減少しました。 アルカリ性耐火物は、主に平炉、酸素吹き転炉、電気炉、非鉄金属精錬および一部の高温熱機器で使用されます。

酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化ベリリウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ウラン、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化トリウムなどの酸化物材料の融点は2050~3050度です。

炭化物(炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタルなど)、窒化物(窒化ホウ素、窒化ケイ素など)、ホウ化物(ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン、ホウ化ハフニウムなど)、ケイ化物(ジモリブデンシリサイド、硫化物(硫化トリウム、硫化セリウムなど)。 融点は2000~3887度で、その中で最も耐火性が高いのは炭化物です。

サーメット、高温無機コーティング、繊維強化セラミックなどの高温複合材料。

応用:

頻繁に使用される特殊材料には、AZS レンガ、コランダムレンガ、直接結合マグネシア クロムレンガ、炭化ケイ素レンガ、窒化ケイ素結合炭化ケイ素レンガ、窒化物、ケイ化物、硫化物、ホウ化物、炭化物、その他の非酸化物耐火物、酸化カルシウム、酸化クロムなどがあります。 、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムおよび他の耐火物。 一般的に使用される断熱耐火物には、珪藻土製品、アスベスト製品、断熱ボードなどが含まれます。一般的に使用される不定形耐火物には、炉パッチング材料、耐火打ち込み材料、耐火キャスタブル、耐火プラスチック、耐火泥土、耐火ガンニング材料、耐火投射材料、耐火コーティングが含まれます。 、軽量耐火キャスタブル、銃泥など。

パフォーマンス:

耐火物の物性には、構造的性質、熱的性質、機械的性質、使用性能、運転性能などが含まれます。 耐火物の構造特性としては、気孔率、体積密度、吸水率、通気性、細孔径分布などが挙げられます。 耐火物の熱的特性としては、熱伝導率、熱膨張係数、比熱、熱容量、熱伝導率、熱放射率などが挙げられます。耐火物の機械的性質には、圧縮強度、引張強度、曲げ強度、ねじり強度、せん断強度、衝撃強度、耐摩耗性、クリープ特性、結合強度、弾性率などが含まれます。耐火物の性能には、耐火性、負荷軟化温度、再燃焼ライン変化、耐熱衝撃性、耐スラグ性、耐酸性、耐アルカリ性、耐水和性、耐CO侵食性、導電性、耐酸化性。 待って。

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