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简单介绍耐磨耐火材料

2021-07-06

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耐磨耐火材料通常是在高温条件下使用的。高温条件下,窑炉所生产的物料的冲蚀磨损是造成工业窑炉衬里耐火材料损坏的一个重要因素。因此,要对所选用耐火材料的抗冲蚀磨损性能进行了解掌握。

很多关于耐火材料高温耐磨性变化规律是随温度和材质的变化而变化。也有人认为耐火材料的“强度越高越耐磨”在同类材料中这种关系会存在,但是不同类型耐火材料之间这种关系则不一定存在,比如耐压强度100MPa的刚玉砖的耐磨性弱于耐压强度86MPa的高铝砖。还有就是耐火浇注料的耐磨性与其耐压强度和抗折强度的关系,有人认为高铝浇注料的强度越高其磨损量越小。实践中发现并不是如此关系。总之,这些是让用户更多面、更深入地认识了耐火材料的耐磨性。

1:不同种类耐火材料的耐磨性

下表列出数年来检测的不同种类耐火材料的磨损量数据。由表1可以看到,不同材质类型耐火材料耐磨性的差异较大。根据各类耐火材料耐磨性强弱,大体上可分为三类:碳化硅质耐火材料的耐磨性强,高铝质耐火材料和刚玉质耐火材料的耐磨性居中,碱性耐火材料、硅质、黏土质耐火材料的耐磨性较差。高铝质耐火材料由于氧化铝含量差异较大,其磨损量分布范围较宽。下面试图总结耐火材料耐磨性优劣与其材质的关系。

不同矿物相的晶体结构类型以及晶格能大小等因素导致其矿物的硬度不同,原子晶体的金刚石、碳化硅、刚玉的莫氏硬度很高,离子晶体的尖晶石、莫来石、方镁石等硬度依次减小;石墨因存在由弱的分子间力构成的层状结构,其莫氏硬度低。矿物的硬度越高,其耐磨性越强。因此,碳化硅质材料磨损量小,耐磨;以方镁石为主物相的镁砖、镁尖晶石砖、镁铬砖等磨损量均较大,多数超过10cm³。含石墨的铝碳化硅碳砖磨损量较大,低石墨含量或不含石墨的铝碳材料的则较小。

氮化硅结合碳化硅材料的结合相氮化硅的硬度高(莫氏硬度9~9.5),强度大;而黏土结合碳化硅材料的结合相莫来石和玻璃相的硬度较小。因此,氮化硅结合碳化硅材料比黏土结合碳化硅材料有更好的耐磨性。对于AL2O3含量为76%的高铝砖和AL2O3含量为58%的三级高铝砖,前者的刚玉相含量高,后者的莫来石相含量高、刚玉相含量低,因此前者更耐磨。


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