不定形耐火材料生产常用数据资料

第一章 耐火骨料与粉料生产常用数据资料

第一节 耐火致密骨料

表8-1-1粘土质骨料技术条件

牌 号	化学成分/%		吸水率/%	耐火度/℃
	A12O3	Fe2O3
NG-42	≥42	≤2.7	≤3.0	≥1730
NG-36	≥36	≤3.5	≤5.0	≥1670
NG-30	≥30		≤3.0	≥1630

表8-1-2高铝质骨料技术技术

牌 号	化学成分/%			吸水率/%	耐火度/℃
	A12O3	Fe2O3	CaO
LG-85	≥85	≤2.7	≤0.8	≤3	≥1770
LG-80	≥80	≤3.2	≤0.8	≤5	≥1770
LG-60	≥60	≤3.5	≤0.8	≤7	≥1770
LG-50	≥50	≤2.7	≤0.8	≤6	≥1770

第二节隔热轻质骨料

表8-1-3粘土质多孔骨料的理化指标

项 目	化学成分/%		体积密度/g·cm^-3	耐压强 度/MPa	吸水率/%	耐火度/℃	灼减 /%
	A12O3	Fe2O3
一级 二级	≥40.0	≤2.70	≤1.50 ≤1.60	≥6.00 ≥7.00	≤20 ≤15	≥1670	≤0.60

表8-1-4氧化铝空心球的理化指标

项 目	粒径（直径）/mm
	5-0.2	5-3	3-2	2-1	1-0.5	0.5-0.2
体积密度/g·cm^-3 破球率/% A12O3/% SiO2/% Fe2O3/% 耐火度/℃	≤0.95	≤0.60	≤0.65	≤0.75	≤0.85	≤0.95
		≤15
	≥99 ≤0.5 ≤0.5 ≥1790

表8-1-5常用隔热轻质骨料的使用温度

项目	一般使用温度/℃	体积密度/g·cm^-3
浮石	<500	0.5-0.6
蛭石	800~1000	0.08-0.15
陶粒	< 1000	0.4-1
膨胀珍珠岩	< 1000	0.05-0.4
漂珠	< 1000	0.25-0.6
轻质砖砂	< 1200	0.4-1.3
粘土质多孔熟料	< 1400	0.8-1.0
氧化铝空心球	< 1600	0.45-1.0

第二章 耐火浇注料生产常用数据资料

第一节 粘土结合耐火浇注料

表8-2-1常用粘土结合耐火浇注料的主要技术性能

指 标		普通型		高强度型
使用温度/℃		1350	1400	1450	1500
A12O3/%		42-55	55-62	60-66	62-76
体积密度/g·cm^-3		2.2-2.3	2.25-2.30	2.30-2.40	2.35-2.45
常温耐压强度/MPa		2-3	2.5-5.0	4-8	2-4
常温抗折强度/ MPa	100℃，3h	0.3-0.7	0.4-1.0	0.8-1.2	1.0-1.4
	1000℃，3h	4-6	5-7	8-12	8-12
	1400℃， 3h	7-9	7-12	10-17	10-12
热态抗折强度/ MPa	1000℃，1h 1400℃，1h	4-6 0.3-0.6	6-8 0.5-1.0	8-10 0.8-1.2	8-10 1.2-1.5
加热线变化/%	1400℃	0~+0.7	0~+0.8	0~+0.4	0~+0.1
荷重软化温度/℃	4%	>1480	> 1500	>1530	>1530
热导率/W·(m·K)^-1	500℃	>0.6	>0.6	>0.7	>0.7

第二节 磷酸盐结合耐火浇注料

表8-2-2磷酸盐结合耐火浇注料的技术性能

指 标	高铝质（结合剂为磷酸二氢铝）	高铝质（结合剂为磷酸二氢铝）	粘土质（结 合剂为磷酸 二氢铝）	高铝质（结合剂为磷酸）
A12O3/%	>75	> 60	> 45	>75
体积密度/g·cm^-3	2.60	2.34	2.30	2.70
耐压强度/MPa
110℃,24h	34.9	28.1	26.0	32.5
1000℃, 3h	28.6	26.3	22.2	37.0
1200℃, 3h	46.5	35.4	36.4	48.0
1400℃, 3h	41.3	30.4	31.8	39.0
热态耐压强度/MPa
1000℃, 1h	29.2	30.8	30.7	33.0
1200℃, 1h	8.5	9.0	6.0	11.0
加热线变化/%
1400℃, 3h	+0.65	+0.92	+1.07	-0.1
0. 2MPa 荷重软化温度/℃
0.6%	1250	1190	1140	1310
4%	1455	1470	1410	1480
抗热震性 / 次
800℃水冷	> 50	> 50	> 50	> 50

第三节 水玻璃结合耐火浇注料

表8-2-3水玻璃耐火浇注料的技术性能

指	标	高铝质	粘土质	半硅质	镁质
化学成分%

指 标	高铝质	粘土质	半硅质	镁质
A12O3	> 48	> 40		MgO≥97
SiO2	> 45	> 50	>65	<27
耐压强度/ MPa
常温	17-20	29-40	28-35
110℃	40-59	29-40	26-35	27-31
500℃	50-55	28-41	29-35	40-45
1000℃	50-55	40-50	40-44	15-18
加热线变化
1000℃，3h	±0.3	0~ ±0.5	0~+0.3	±0.3
荷重软化温度/℃	1540- 1100	1100- 1240	950-1050	>1220
体积密度/g·cm^-3	2.23-2.30	2.10-2.15	2.08-2.15	2.60-2.65
使用温度/℃	1400	1000	1000	1600

第四节 硫酸铝结合耐火浇注料

表8-2-4硫酸铝耐火浇注料及硫酸铝与磷酸复合结合的耐火浇注料性能

指标		硫酸铝结合耐火浇注料	硫酸铝复合结合耐火浇注料
	硫酸铝密度/g·cm^-3	1.30	1.30
结合剂	磷酸浓度/%		42.5
	硫酸铝：磷酸	1:0	1:1
	加入量/%	13.3	12.5
热处理后 耐压强度/MPa	1108℃，24h	14.5	23.0
	1400℃，3h	29.5	52.5
热态耐压强度〈1200℃，1h）/MPa		10.0	29.5
显气孔率/%		31	22.7
荷重软化温度（4%）/℃		1380	1415

第五节 其他耐火烧注料

一、普通铝酸钙水泥结合耐火浇注料

表8-2-5普通铝酸钙水泥的理化性能

类 型	化学成分			耐压强度/MPa				凝结时间/h
	SiO2	Al2O3	CaO	1d	2d	7d	28d	初凝	终凝
矾土水泥	5-7	53-56	33-35	46.0	52.5	60.0		0.5-1	≤8
铝-60水泥	4-5	59-61	27-31		42.0	53.0	56.0	3-6	16-24
低钙水泥	3-4	65-70	21-24		36.0	43.0	52.0	6-8	20-24

图8-2-1养护温度、时间与强度的关系

表8-2-6矾土水泥结合浇注料的理化性能

指标		粘土质	高铝质	刚玉质
化学成分/%	Al2O3	45	73	82
	SiO2	43	15	10
	CaO	5.6	6.0	5.5
体积密度/g·cm^-3	110℃,16h	2.1	2.50	2.80
	1000℃，3h	2.02	2.45	2.76
冷态耐压强度/MPa	110℃,16h	23	43	50
	1000℃，3h	13	23	35
	(使用温度)，3h	42 (1450℃)	60 (1500℃)	65 (1600℃)

指 标	粘土质	高铝质	刚玉质
烧后线变化/% 110℃,16h	0	0	0
1000℃,3h	0.2	0.2	0.2
(使用温度),3h	+0.2	0.5	0.5
	(1450℃)	(1500℃)	(1600℃)
拌和用水量/%	10-13	10-13	10-13

表8-2-7 典型的粘土质、高铝质和刚玉质低水泥浇注料的理化性能

指 标	粘土质	高铝质	刚玉质
化学成分/% Al2O3	43.5	76	93
SiO2	50	10	5
CaO	<1.8	<1.5	<1.5
最高使用温度/℃	1550	1650	1750
最大颗粒尺寸/mm	6	6	6
体积密度/g·cm^-3 10℃,16h	2.3	2.60	3.0
1000℃,3h	2.26	2.58	2.98
冷态耐压强度/MPa 110℃,16h	74	75	90
1000℃,3h	88	150	120
最高使用温度,3h	91	130	170
烧后线变化率/% 110℃,16h	0	0	0
1000℃,3h	-0.3	-0.2	-0.2
最高使用温度,3h	±0.3	±0.5	±0.5
拌和需水量/%	6.0-6.5	6.0-6.5	4-5

二、无水泥耐火浇注料

表8-2-8无水泥高铝质浇注料理化性能

条件	110℃,24h	1500℃,3h
体积密度/g·cm^-3	2.70-2.80	2.65-2.75
杭折强度/MPa	3.5-4.5	13-15
耐压强度/MPa	12-15	90-100
线变化率/%	0~-0.05	+0.5~+1.0

注:化学成分为: Al₂O₃ 70% - 80%,CaO<0.2%。

图 8-2-2 硅溶胶 与水泥结合浇注料抗折强度对比

三、 自 流浇注料

表8-2-9红柱石自流浇注料与同材质振动浇注料的性能
指 标	红柱石自流 浇注料	同材质振动 浇注料
混合用水量 /%	5.9	4.5
110℃,干燥后体积密度/g· cm^-3	2.76	2.87
110℃,干燥后 显气孔率/%	14	9
110℃,干燥后常温耐压强度/MPa	100	110
12000℃,烧后常温耐压强度/MPa	110	125

表8-2-10 高铝质自流浇注料与同材质振动浇注料的性能

指 标		矾土质 自流型浇注料		同材质 振动浇注料
		振动浇注	自流浇注	振动浇注
成型用水量/%		4.25	6.0	4.5
	105℃	2.79	2.69	2.79
体积密度/g· cm^-3	1400℃	2.74	2.66	2.68
	1600℃	2.70	2.69	2.63
	105℃	9	13	8
显气孔率%&	1400℃	15	19	18
	1600℃	14	16	18

指标		矾土质 自流型浇注料		同材质 振动浇注料
		振动浇注	自流浇注	振动浇注
	105℃	110	67	81
常温耐压强度/MPa	1400℃	110	76	81
	1600℃	121	104	78
线变化率/%	1400℃ 1600℃	+0.4 +0.5	+0.3 -0.1	+0.1 -0.1

四、粘土质和高铝质致密耐火浇注料

表8-2-11 粘土质和高铝质致密耐火浇注料的理化指标

分	类	粘土结合耐火浇注料			水泥结合耐火浇注料					低水泥结合耐火浇注料		磷酸盐结合耐火浇注料			水玻璃结合耐火浇注料
牌	号	NL-70	NL-60	NN-45	GL-85	GL-70	GL -60	GN -50	GN- 42	DL-80	DL-60	LL-75	LL-60	LL-45	BN-40
Al2O3/%不小于		70	60	45	85	70	60	50	42	80	60	75	60	45	40
CaO/%不大于		—	—	—	—	—	—	—	—	2.5	2.5	—	—	—	—
耐火度/℃不低于		1760	1720	1700	1780	1720	1700	1660	1640	1780	1740	1780	1740	1700	—
烧后线变化率
不大于±1%的 试验温度		1450	1400	1350	1500	1405	1400	1400	1350	1500	1500	1500	1450	1350	1000
(保温3h)，℃
110±5℃ 烘 干 后	耐压强度
	MPa	10	9	8	35	35	30	30	25	40	30	30	25	20	20
	不小于
	抗折强度 MPa 不小于
		2	1.5	1	5	5	4	4	3.5	6	5	5	4	3.5	—

五、铝镁质耐火浇注料

表8-2-12镁质耐火浇注料的典型理化指标

物理性能		指标
体积密度/g·cm^- 3	110℃,16h	2.80-2.90
	1500℃, 3h	2.8-2.85
显气孔率/%	110℃,16h	8-14
	1500℃, 3h	16-20
耐压强度/MPa	110℃,16h	60-100
	1500℃, 3h	30-40
抗折强度 /MPa	110℃,16h	8-12
	1500℃, 3h	4-6
加热线变化/%	110℃,16h	-0.1~-0.5
	1500℃, 3h	-0.5~-1.0

表 8 - 2 - 13 铝镁质耐火浇注料的理化指标

理 化 性 能		指 标
化学成分/%	MgO	8-12
	Al2O3	80-85
体积密度/g·cm^-3	110℃, 16h	> 2.70
	1430℃, 3h	> 2.65
抗折强度 /MPa	110℃,16h	> 8
	1430℃, 3h	>10
加热线变化/%	1450℃, 3h	< ±1.0

六、碱性耐火浇注料

表 8 - 2 - 14典型镁硅质耐火浇注料理化性能

理 化 性 能		指 标
化学成分/%	MgO	85
	SiO2	10-13
抗折强度 /MPa	105℃, 24h	10-13
	1000℃, 3h	8-10
	1600℃, 3h	15-17

	理化性能	指 标
显气孔率/%	105℃, 24h	8-12
	1000℃, 3h	16-18
	1600℃, 3h	15-18
加热线变化/'C	1000℃, 3h	-0.1~-0.3
	1600℃, 3h	-0.3~-0.5
施工用水量/%		5.0-6.0

表8-2-15典型镁铬质浇注料理化性能

	理 化 性 能	指 标
化学成分/%	MgO	50-60
	Cr2O3	10-14
显气孔率/%	105℃, 24h	13-15
	1000℃, 3h	20-22
	1600℃, 3h	22-24
抗折强度/M Pa	105℃, 24h	10-13
	1000℃, 3h	3-4
	1600℃, 3h	4-6
加热线变化/%	1000℃, 3h	-0.1~-0.3
	1600℃, 3h	<0.1
施工用水量/%		6-7

表 8 — 2 — 16 典型镁碳质耐火浇注料理化指标

	理化性能	指 标
化学成分/%	MgO	80-85
	固定碳	10-16
体积密度/g·cm^-3	200℃, 3h	2.64-2.70
	1000℃, 3h	2.40-2.60
显气孔率/%	200℃, 3h	1-5
	1000℃ , 3h	20 -23
耐压强度/MPa	200℃,3h	40-60
	1000℃,3h	10-12

表8-2-17典型的镁铝尖晶石浇注料理化性能

	理化性能	指 标
体积密度/g·cm^-3	110℃, 24h	2.97
	1500℃, 3h	2.75
耐压强度/MPa	110℃, 24h	30.42
	1300℃, 3h	115.25
抗折强度/MPa	110℃, 24h	7.75
	1300℃, 3h	24.00
加热线变化/%	1500℃, 3h	+1.15
化学成分/%	Al2O3	69.44
	MgO	24.65

七、铬刚玉耐火浇注料

表8-2-18铬刚玉浇注料配比和使用温度

名 称	粒度/mm	配比/%		备 注
		I	II
粗骨料	5~15	20	30
中、细骨料	0~5	50	35
粉料	<0.08	15	35
纯铝酸钙水泥		15	2~3(外加）
工业磷酸			7~20(外加）	密度为1.25~1.34g·cm^-3

表8-2-19含铬刚玉质浇注料理化性能

理化性能		I铝酸钙水	II 磷酸结合的
		泥结合的
化学成分/%	Al2O3	≥90	≥95
	Cr2O3	~3	3~5
体积密度/g·cm^-3	110℃，24h	≥3.20	≥3.25
	1500℃，3h	≥3.15	≥3.20
加热线变化/%	110℃，24h	≤-0.05	≤±0.05
	1500℃，3h	≤±0.30	≤±0.30
抗折强度/MPa	110℃，24h	≥10	≥6
	1500℃，3h	≥25	≥30

理化性能		I铝酸钙水 泥结合的	II 磷酸结合的
耐压强度/MPa	110℃，24h	≥50	≥40
	1500℃，3h	≥80	≥80
使用温度/℃		1500 ~	1500 ~
		1650℃	1650℃

注：如果原料中Cr₂O₃成分增高，则含铬刚玉耐火浇注料的抗折强度、耐压强度和使用温度都能提高，使用寿命可以延长。

八、出铁沟耐火浇注料

表8-2-20大型高炉出铁沟浇注料性能

	理	化	性	能	主沟铁线料	主沟渣线料
化学成分/% Al2O3 SiC F.C					≥75 ≥12 ≥2	≥50 ≥30 ≥2
体积密度/g·cm^-3 110℃，24h 1450℃，2h					≥2.85 ≥2.83	≥2.75 ≥2.70
加热后线变化/% 1450℃，2h					±0.5	±0.5
抗折强度/MPa 110℃，24h 1450℃，2h					≥2.5 ≥5.0	≥2.0 ≥5.0
耐压强度/MPa 110℃，24h 1450℃，2h					≥25 ≥40	≥20 ≥40
注：1.F.C为游离碳； 2.加热后线变化为在还原气氛中热处理后测得，以下3个表与此相同。
表8- 2- 21中型高炉出铁沟浇注料性能
	理	化	性	能	优质主沟料	主沟料
化学成分/% Al2O3 SiC F.C					≥70 ≥12 ≥2	≥65 ≥10 ≥3

理化性能	优质主沟料	主 沟 料
体积密度/g·cm^-3
110℃,24h	≥2.8	≥2.75
1450℃, 2h	≥2.75	≥2.70
加热后线变化/%
1450℃,2h	+ 0.5	+0.5
抗折强度/MPa
110℃,24h	≥2.5	≥2.0
1450℃ , 2h	≥5.0	≥5.0
耐压强度/MPa
110℃,24h	≥20	≥15
1450℃ , 2h	≥50	≥50

表8-2-22渣沟和铁水沟浇注料性能

理 化性能	铁水沟料	渣 沟 料
化学成分 / %
Al2O3	≥55	≥50
SiC	≥9	≥13
F. C	≥4	≥4
体积密度/g·cm^-3
110℃,24h	≥2.5	≥2.5
1450℃ , 2h	≥2.0	≥2.4
加热后线变化/%
1450℃ , 2h	+ 0.5	+0.5
抗折强度/MPa
110℃,24h	≥2.0	≥1.5
1450℃,2h	≥4.0	≥4.0
耐压强度/MPa
110℃,24h	≥20	≥15
1450℃ , 2h	≥30	≥30

表8一2一23倾注沟浇注料性能

理化性能	倾注沟料	理化性能	倾注沟料
化学成分 / %		加热后线变化/%
Al2O3	≥60	1450℃ , 2h	+ 0.5
SiC	≥9	抗折强度/MPa
F. C	≥3	110℃,24h	≥2.5
体积密度/g·cm^-3		1450℃,2h	≥5.0
110℃,24h	≥2.8	耐压强度/MPa
1450℃ , 2h	≥2.75	110℃,24h	≥25
		1450℃ , 2h	≥50

九、高强度耐火浇注料

表8-2-24高强度耐火浇注料的理化性能指标

项 目		性能	指标
		优等品	一等品
Al2O3/%	不小于	93	93
SiO2/%	不大于	0.5	1.0
CaO/%	不大于	4.0	4.0
不同温度处理后耐压强度/	110℃	80	60
MPa	1100℃	100	70
不小于	1500℃	120	100
不同温度处理后抗折强度/	110℃	8	6
MPa	1100℃	9	7
不小于	1500℃	10	9
线变化率/%	1100℃×3h	0.5	±0.5
不大于	1500℃×3h	0.5	±0.5
110℃体积密度/g·cm^-3	不小于	2.9	2.9
耐火度/℃	不低于	1800	1800

十、钢纤维增强耐火浇注料

表8-2-25钢纤维增强耐火浇注料的理化指标

产品型号 指标		普通类		高强类
		FA	FC	FHA	FHC
Al2O3/%	不小于	70	83	70	80
常温抗折强度/MPa	110℃	9.0	9.0	10.0	12.0
不小于	1100℃	5.5	6.5	10.0	12.0
常温耐压强度/MPa	110℃	70	70	70	80
不小于	1100℃	40	50	70	80
1100℃~室温水急冷急热循环5次后抗折强度 不小于		4.5	5.5	5.0	5.0
1100℃烧后线变化率		±0.4	±0.5	±0.4	±0.5

表8-2-26耐热钢纤维增强耐火浇注料炉辊的理化指标

项目			指	标
			LG-1	LG-2
Al2O3/%		不小于	60	60
体积密度g·cm^-3	110℃，24h干燥后	不小于	2.4	2.4
	110℃，24h干燥后	不小于	5.0	5.0
抗折强度/MPa	1000℃，3h烧后	不小于	8.5	12.0
	1200℃，3h烧后	不小于	—	12.0
	110℃，24h干燥后		±0.10	±0.10
线变化率/%	1000℃，3h烧后		±0.25	± 0.25
	1200℃，3h烧后		—	± 0.50
使用温度/℃		不高于	980	1200

表8-2-27耐热钢纤维增强耐火浇注料炉辊的尺寸允许偏差(mm)

项	目	指 标
长度偏差		±5.0
直径偏差①		±0.5
厚度偏差		±0.5

①若直径>300mm，直径偏差由供需双方共同协商确定。

十一、耐碱耐火浇注料

表8-2-28典型低水泥轻质耐碱耐火浇注料的物理性能

特理性能		指 标
体积密度g·cm^-3	110℃，16h 1100℃，3h	1.5-1.6 1.4-1.5
耐压强度/MPa	110℃，16h 1100℃，3h	20-30 30-40
抗折强度/MPa	110℃，16h 1100℃，3h	3-6 6.0-6.5
烧后线变化/%	1100℃，3h	—0.3~—0.5
热导率/W·(m·K)^-^1	350℃	0.4-0.5

表8-2-29轻质耐碱耐火浇注料的性能指标

产品等级	性能指标 型号	耐碱性(最低等级)	110℃烘干 体积密度/ g·cm^-3 不大于	抗折强度/ MPa 不小于		耐压强度/ MPa 不小于		3h恒温后线变化不大于1.5%的试验温度/℃
				110℃ 烘干	1100℃烧后	110℃ 烘干	1100℃ 烧后
优等品	Q-12D	一级	1650	4.0	3.5	35	30	1200
	Q-13D	一级	1700	4.0	3.5	40	35	1300
一等品	Q-12	二级	1600	2.5	—	25	—	1200
	Q-13	二级	1650	3.0	—	30	—	1300

表8-2-30低水泥重质耐碱耐火浇注料的物理指标

物理性能		指 标
体积密度/g·cm^-3	110℃，16h 1100℃ ，3h	2.20-2.59 2.20-2.40
耐压强度/MPa	110℃，16h 1100℃ ，3h	40-60 35-55
抗折强度/MPa	110℃，16h 1100℃ ，3h	4-8 6-10

物理性能		指 标
烧后线变化/%	1100℃ ，3h	-0.3~-0.4
抗热震性(1100℃,水冷)/次		20
热导率（350℃）/W·(m·K)^-^1		1.2-1.3

表8-2-31耐碱耐火浇注料的性能指标要求

产品等级	性能指标 型号	耐碱性(最低等级）	耐压强度/MPa 不小于		抗折强度/MPa 不小于		3h恒温线变 化不超过1%的试验温度/℃
			110℃ 烘干	1000℃ 烧后	110℃ 烘干	1000℃ 烧后
优等品	12D	一级	80	80	8.0	8.0	1200
	13D1	一级	100	100	10.0	10.0	1300
	13D2	一级	70	70	7.0	7.0	1300
一等品	12	二级	40	20	5.0	2.5	1200
	13	二级	40	20	5.0	2.5	1300

十二、耐酸耐火浇注料

表8-2-32水玻璃耐酸耐火浇注料的耐酸度

组成材料品种		耐酸度/%
骨 料	粉 料
粘土质熟料	石英粉	96.8
粘土质熟料	粘土质熟料粉	97.2
蜡石	石英粉	93.5
蜡石	粘土质熟料粉	93.0
蜡石	蜡石粉	92.7

表8-2-33 浸泡时间对浇注料强度的影响

时 间	耐压强度/MPa
	空气中	H2O	10%	10%	10%
			H2SO4	HNO3	HCl
1月	25.6	26.4	30.0
1a		26.3	33.0	30.1	34.9
2a	28.2	20.5	37.4	35.1	42.0

表8-2-34酸液浓度对浇注料强度的影响

时 间	耐压强度/MPa
	空气中	H2O	5%	10%	30%	50%
			H2SO4	H2SO4	H2SO4	H2SO4
1月	19.4	17.7	19.4	23.8	26.7	23.2
39	25.8	17.3	23.2	25.1	37.1	40.6

十三、隔热耐火浇注料

表8-2-35轻骨料隔热耐火浇注料技术性能

使用程度	主要组成				体积密度/ g·cm^-3
	结合剂		骨 料
800-1000	硅酸盐水泥，水玻璃		蛭石、漂珠珍珠岩		0.7-1.1
	硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，水玻璃		陶粒		1.3-1.4
1000~1300	铝酸盐水泥		轻质粘土质		1.1-1.5
1300 ~1400	铝酸盐水泥		轻质高铝质		1.3-1.5
1400- 1600	纯铝酸钙水泥		氧化铝空心球		1.2-1.6
使用温度/℃	热导率/W·(m·K)^-^1	耐压强度/MPa		加热后线变化（最高使用温度)/%	Al2O3/%
800- 1000	0.17-0.23	2-4		-0.5~ - 1.8	25-30
	0.41-0.47	7-15		-0.2~ - 1.0	15-25
1000- 1300	0.27-0.52	3-15		-0.8~ - 1.2	35-45
1300- 1400	0.41-0.52	7-15		+0.3~ - 1.0	45-50
1400- 1600	0.35-0.81	5-18		-0.3~+ 0.8	90-95

表8-2-36铝酸盐水泥隔热耐火浇注料技术性能

体积密度/g·cm^-3		1.05	0.86	0.64
显气孔率/%		65-68	65-70	68-72
热导率/W·(m·K)^-^1		0.25	0.21	0.15
	100℃	3.0	1.3	0.8
耐压强度/MPa	800℃	1.7	1.0	0.4
	1100℃	1.8	0.6	0.5
	1200℃	3.6	1.2	0.6
最高使用温度/℃		1200

表8-2-37磷酸加气隔热耐火浇注料技术性能

体积密度/g·cm^-3	0.85-1.3
显气孔率 (体积密度为1.2g·cm^-3时）	55
热导率/W·(m·K)^-^1 常温 750℃ 1000℃	0.22-0.41 0.45 0.51
耐压强度/MPa 250℃ 500℃ 1200℃ 1300℃	4.0-7.0 7.0-15.0 6.5-12.0 8.0-15.0
使用温度/℃	1200- 1600

第三章 耐火泥桨生产常用数据资料

第一节 粘土质耐火泥浆

表8-3-1粘土质耐火泥浆的理化指标

项 目		指 标
		NN-30	NN-38	NN-42	NN-45A	NN-45B
耐火度/℃ 不低于		1630	1690	1710	1730	1730
Al2O3 /% 不小于		30	38	42	45	45
冷态抗折 粘结强度/MPa	110℃干燥后 不小于	1.0	1.0	1.0	1.0	2.0
	1200℃，3h烧后不小于	3.0	3.0	3.0	3.0	6.0
0.2MPa荷重软化温度T2/℃ 不低于		—				200
线变化率/%	1200℃，3h烧后	+ 1~ -3		—
	1300℃，3h烧后	—		+ 1~- 5
粘结时间/min		1~3
粒度/%	-1.0mm	100
	+0.5mm 不大于	2
	-0.074mm 不小于	50

注:如有特殊要求，粘结时间由供需双方协议确定

第二节高铝质耐火泥浆

表8-3-2高铝质耐火泥浆的理化指标

项目		指 标
		LN-55A	LN-55B	LN-65A	LN-65B	LN-75A	LN-75B	LN-85B	GN-85B
耐火度/℃ 不低于		1770	1770	1790	1790	1790	1790	1790	1790
Al2O3/% 不小于		55	55	65	65	75	75	85	85
冷态抗折、粘结强度/MPa 不小于	110℃干燥后	1.0	2.0	1.0	2.0	1.0	2.0	2.0	2.0
	1400℃,3h烧后	4.0	6.0	4.0	6.0	4.0	6.0	—	—
	1500℃，3h烧后	—						6.0	6.0
0.2MPa荷重软化温度T2/℃ 不低于		—	1300	—	1400	—	1400	—	1650
线变化率/%	1400℃，3h烧后	+ 1~ -5 —
	1500℃，3h烧后	— +1~ -5
粘结时间/min		1-3
粒度/%	- 1.0mm	100
	+0.5mm 不大于	2
	-0.074mm不小于	50							40

注:如有特殊要求，粘结时间由供需双方协议确定

第三节 非水系铝硅质耐火泥浆

表8-3-3非水系铝硅质耐火泥浆的理化指标

	指	标		FSN-174N	FSN-178L
耐火度℃			不小于	1740	1780

指标			FSN-174N	FSN-178L
粒度/%	>0.5mm	不大于	2	2
	<0.076mm	不小于	50	50
粘结时间/s			40-100	40-100
冷态抗折粘结	(200℃，16h)	不小于	0.5	0.5
强度/MPa	(1400℃ ，烧后)	不小于	5.0	5.0
化学成分/%	Al2O3	不小于	48	70

第四节 硅质耐火泥浆

表8-3-4热风炉用硅质耐火泥浆

项 目		指 标
		RGN- 94
耐火度，耐火锥号(WZ)		169
冷态抗折粘结强度/MPa 110℃干燥后 1400℃,3h烧后
	不小于	1.0
	不小于	3.0
粘结时间/min		1-2
粒度组成/% + 0.5mm - 0.074mm
	不大于	1
	不小于	60
化学成分/%
SiO2	不小于	94
Fe2O3	不大于	1.0
0.2MPa 荷重软化开始温度/℃	不低于	1600

表8-3-5焦炉用硅质耐火泥浆

项	目	指	标
		JGN — 92	JGN — 85
耐火度，耐火锥号(WZ)		167	158
冷态抗折粘结强度/MPa

项 目		指	标
		JGN — 92	JGN — 85
110℃干燥后	不小于	1.0	1.0
1400℃,3h烧后	不小于	3.0	3.0
粘结时间/min		1-2	1-2
粒度组成/%
+ 1mm	不大于	3	3
- 0.074mm	不小于	50	50
化学成分/%
SiO2	不小于	92	85
0.2MPa 荷重软化开始温度/℃	不低于	1500	1420

表8-3-6玻璃窑用硅质耐火泥浆

项 目	指 标
	BGN - 96	BGN - 94
耐火度,耐火锥号(WZ)	171	169
冷态抗折粘结强度/MPa 110℃干燥后 不小于 1400℃,3h烧后 不小于	0.8 0.5	0.8 2.0
粘结时 间 /min	2-3	2-3
粒度组成/% +0.5mm 不大于 -0.074mm 不小于	2 60	2 60
化学成分/% SiO2 不小于 Al2O3 不大于 Fe2O3 不大于	96 0.6 0.7	94 1.0 1.0
0.2MPa荷重软化开始温度 /℃ 不低于	1620	1600

表 8 - 3 - 7 硅质隔热耐火泥浆

项 目	指标
	GGN - 94	GGN - 92
耐火度, 耐火锥号(WZ)	169	167

项 目	指 标
	GGN - 94	GGN - 92
冷态抗折粘结强度 / MPa 110℃干燥后 不小于 1400℃,3h烧后 不小于	0.5 1.5	0.5 1.5
粘结时间/min	1-2	1-2
粒度组成/% +0.5mm 不大于 -0.074mm 不小于	3 50	3 50
化学成分/% SiO2 不小于	94	92

第五节 镁质耐火泥浆

表8-3-8镁质耐火泥浆的理化指标

指 标	牌号及数值
	MF-82	MF-78
MgO/%	82	78
SiO2/%	5	6
灼减/%	2	2

注:经供需双方协议,可供应SiO₂含量不大于9%的 MF-78牌号的镁质耐火泥。

第六节 含碳耐火泥浆

表8-3-9含碳镁质耐火泥浆的性能

编 号	1	2
泥浆稠度/mm	5.8	5.6
砌筑粘结时间/min	600 ~900	1.5-30

编 号			1	2
	耐压强度/MPa		4.1	2.8
	抗折强度/MPa		4.3	0.5
600℃烧后性能	抗剪粘结强度/MPa		0.6	0.2
	显气孔率/%		40	43
	体积密度/g·cm^-3		1.80	1.76
1300℃烧后性能	抗折粘结强度/MPa	氧化还原	3.1	1.2
			1.5	0.4

第七节 隔热耐火泥浆

表8-3-10硅酸铝质隔热耐火泥浆理化指标

第八节耐火缓冲泥浆

项目		高铝质		粘土质
		LGN—160	LGN—140	NGN—120	NGN—100
Al2O3/% 不小于		80	65	35	—
冷态抗折粘结强度/MPa	110℃干燥后，不小于	1.0		0.5
	烧后， 不小于	1600℃，3h	1400℃，3h	1200℃，3h	1000℃，3h
		1.5		0.5
烧后线变化率		1600℃，3h	1400℃，3h	1200℃，3h	1000℃，3h
		+1 - 3		+1 -5
粘结时间/s		60 ~ 120
粒度/%	> 0.5mm 不大于	2
	< 0.074mm 不小于	60
热导率/W·(m·K)^-^1 (平均温度350 ± 10℃) 不大于		0.60	0.55	0.35

注:热导率为参考指标,由供方定期进行检验,并在质量证明书中注明。

第八节 耐火缓冲泥浆

表8-3-11耐火缓冲泥浆的理化指标

指 标		HCN-L	HCN - G1	HCN-G2	FHCN -TG
化学成分/ % 不小于	Al2O3	70
	SiO2	—	80	70	—
	SiC	—	—	—	50
稠度 不大于		240	220	220	260
耐压强度/ MPa	110℃, 16h	≥0.5	≥0.5	≥0.5	(200`C)≥1.0
	1000℃,3h	≥0.2	(500℃,3h) ≥0.5	—	≥0.25
烧后线收缩率/% 不大于		(1000℃,3h) 1.0	(500℃, 3h) 1.0	(800℃,3h) 1.0	(1000℃,3h) 1.0
热态压缩率(1 MPa, 1000℃)/% 不小于		15	15	55	30

第四章 耐火喷补料与耐火喷涂料生产常用数据资料

第一节 耐火喷补料

表8-4-1 不同热工装备用喷补料材质与结合剂

使用设备	结合剂	材 质	使 用 部 位
转 炉	磷酸盐 磷酸盐 +碳	MgO质 MgO -CaO 质	炉帽、耳轴出钢口等
盛钢桶	磷酸盐 硅酸盐	MgO 质、 MgO - CaO 质、 MgO - Cr2O3 质、硅质、高铝质	渣线、侧壁、水口砖周围
真空脱气装置 (RH、DH)	磷酸盐 硅酸盐	MgO 质、 MgO - CaO 质、 MgO -Cr2O3质	浸入管、上升、下降环流管
出铁沟	硅酸盐	Al2O3 - S1C - C质	渣线、铁水线
高炉内衬	铝酸钙水泥	粘土质、 高铝质、Al2O3 - S1C质	炉身及炉身下部
电 炉	硅酸盐 磷酸盐	MgO 质、 MgO - CaO 质、 MgO - Cr2O3质	侧壁、渣线、熔池

第二节 耐火喷涂料

一、高炉和热风炉用耐火喷涂料

表8-4-2高炉热风炉用耐火喷涂料技术性能指标

指标	T1	T2	T3	T4	T5
耐火度/℃	≥1530	≥1580	≥1610	≥1580	≥1530
体积密度/ g·cm^-3	1200℃	1300℃	1400℃	1300℃	1200℃
	≥1.7	≥1.7	≥1.8	≤1.4	≥2.0
抗折强度/ MPa	110℃,≥4.0 1200℃,≥0.3	110℃,≥4.0 〔热态） 1300℃,≥0.3	110℃,≥4.0 〔热态） 1400℃,≥0.3	110℃,≥2.0 〔热态） 1300℃,≥0.3	110℃,≥1.5 (酸处理后） 110℃,≥1.0
加热线变化/%	1200℃，3h	1300℃，3h	1400℃，3h	1300℃，1h	〔养护烘干后）
	± 1.0	±1.0	1.0	±1.0	110℃，±0.4
热导率/ W·(m·K)^-^1				350℃,≤0.3
化学成分/%	Al2O3≥30 Fe2O3≤2.0	Al2O3≥35	Al2O3≥45	Al2O3≥35	Al2O3≥55 CaO≤0.5
最高使用温度/℃	1200	1300	1400	1300	1200
主要用途	高炉煤气上升管、下降管内衬等	高炉炉壳，热风炉燃烧室和蓄热室直筒段的炉壳内衬等	高炉热风围管，热风炉混合 室炉壳内衬等	高炉热风围 管，热风炉热风管隔热内衬等	热风炉炉顶内 衬等

注:T₁、T₂、T₃、T₄、T₅为耐火喷涂料牌号。

二、烟囱内衬用耐火喷涂料

表8-4-3烟囱和烟道用耐火喷涂料的技术性能

指标	P1	P2	P3
体积密度/g·cm^-3	110℃，1.8-2.0	110℃，1.25	110℃，1.8-1.9

指标	P1	P2	P3
抗折强度/MPa	110℃,≥8 300℃,≥6	110℃,≥13 1000℃,≥7	110℃,≥3 1200 ℃,≥1.5
耐压强度/MPa	110℃,≥45 300℃,≥30		110℃,≥10 1200℃,≥3
加热线变化/%	110℃,≤0.1 300℃,≤0.1	110℃,≤0.3 1000℃,≤1.2	110℃,≤0.2 1200℃,≤1.0
热导率/ W·(m·K)^-^1	100℃，0.7 250℃，0.75	350℃，0.28	800℃，0.65-0.75
主要用途	烧结厂和电厂的烟囱内衬等	加热炉烟道烟囱隔热内衬等	加热炉烟道内衬等

注：P₁、P₂、P₃为耐火喷涂料牌号。

第五章 不定形刚玉生产常用数据资料

第一节 耐火泥和涂料

表8-5-1刚玉耐火泥和涂料的性质

性质	组 成
	1	2	3	4	5
气孔率/%
1000℃	14.8(800℃）	34.1	34.5	35.8
1300℃	14.8	34.4	25.8	23 . 5	29.3
1500℃	12.8(1580℃）	34.8	19.6	15.6	26.2
密度/g·cm^-3
1000℃	3.13(800℃）	2.48	2.21	2.05	—
1300℃	3.15	2.58	2.43	2.50	2.38
1500℃	3.18(1580℃）	2.50	3.01	3.34	2.49
抗剪粘结强度/MPa
1000℃	86.5(800℃）	7.5	1.3-2.5	1.4-1.9	—
1300℃	66.1	7.5	2.8-5.0	3.8-4.2	7.7
1500℃	55.9(1580℃）	9.5	7.4-13.5	8.8-10.7	8.7
收缩：

性质	组 成
	1	2	3	4	5
1000℃	0	1.9	0.8	5	—
1300℃	0	2.51	5.2	—	0.2
1500℃	0（1580℃）	7.0	7.2	—	1.2

注：1 为电焙刚玉为主的涂料，小于0.5mm；H₃PO₄15%。

2 为烧结刚玉为主的耐火泥，小于0.5mm；H₃PO₄10%；发酵酒精废液0.1%。

3 为工业氧化铝为主的耐火泥，小于30μm；聚磷5.5%；发酵酒精废液0.1%。

4 为轻烧氧化铝为主的耐火泥，用焦磷酸钠结合。

5 是高铝熟料为主的，粘土 10%，发酵酒精废液0.1%；Na₂CO₃ 0.15%的耐火泥。

表8-5-2含人造刚玉高铝质耐火泥浆的性能

					抗折粘结		粒度/%
牌号	Al2O3/%	耐火度/℃	荷重软化 温度/℃(T2.0)	烧后线 变化率/%	强度/MPa				粘结时	加水量 /%〔外加）
					110℃ 烘干	烧后	>0.5 mm	≤0.076 mm	间/s
GP-85	≥85	≥1850	≥1650		≥2.0	≥5.9 〔1500℃)	≤1	≥50	60 ~ 120	20 ~23
GP-90	>90	≥1850	≥1700	0~+1 〔1500℃)	≥2.0	≥5.9 〔1500℃)	≤1	≥50	60 ~ 120	19 ~ 23

表8-5-3氧化铝洪烤补强涂料的某些性质

涂料	加固材料	粘结剂	涂层厚度mm	烘烤温度/℃	密度/g·cm^-3	气孔率/%	抗折强度/MPa	抗热震性	最高使用温度/℃	重复使 用性
氧化铝	软钢、不锈钢、钼	磷酸	2.45~ 25.4				450(25℃)	极好		极好
		铝		425	2.77	16.5	150(975℃)		1925

表8-5-4氧-乙炔火焰喷涂涂料性质

涂料	Al2O3/%含量	底材	涂层厚度 /mm	气孔率/%	使用温度/℃	用途
氧化铝	98.6	钢铁	0.127~ 1.27	8~ 12	1982	火箭喷嘴引擎内衬

第二节 水硬性不定形刚玉耐火材料

图 8- 5- 1烧结法制造氧化铝水泥的工艺流程图
表8-5-5 氧化铝和石灰石的化学成分/%

原料名称	Al2O3	CaO	SiO2	Fe2O3	MgO	Na2O	灼减(1100℃)
氧化铝 石灰石	≥99 ≤0.3	<0.1 ≥55	<0.1 <0.4	<0.1 <0.2	<0.1 <0.2	<0.5 <0.5	<0.1 ≥43

产 地	Al2O3	CaO	SiO2	Fe2O3	MgO	Na2O
中 国 1 号	73.5-79.7	18.4-25.1	0.2	0.3	0.4	0.5
中国2号	68.0-80.0	17.0~27.0	0-1.4	0-1.0
乌克兰	71.0~75.0	22.0~25.0	<3.0-4.0	<2.0

第八篇 不定形耐火材料生产常用数据资料

表8-5-7铝酸钙 的基本性质

矿相	熔点/℃	初凝时间/ h:min	终凝时间/ h: min	流动值 /mm	耐压强度 /MPa
CA2	1750	18:00	20:00	260	25
CA	1600	7:00	8:00	260	60
C12A7	1420	0:05	0:07	180	15

图 8 - 5 - 2电熔法生产氧化铝水泥流程图

表8-5-8 电熔纯铝酸钙水泥的化学成分(~)

产地	Al2O3	CaO	SiO2		Fe2O3		MgO	Cr2O3	TiO2
中国电熔氧化铝水泥	>77	<22		<0.5		<0.5
国外矿渣 再熔水泥	75-77.5	16~22	Fe2O 0.15~ 1.11		0.1~1.76		0.6~5.3	<0.4-0.8	<2.7

表8-5-9 CA和CA₂在各龄期的水化程度

矿 物	龄 期/d
	1	3	7	28	90	180	360
CA的水化程度	78.0	88.6	94.4	98.1	98.9	99.4	100.0
CA2的水化程度	35.6	48.2	68.5	92.2	98.3	99.3	100.0

表8-5-10板状氧化铝浇注料的组成和性能

浇注料	板状氧化铝粒度/mm					纯铝酸钙水泥/%	Al2O3/%	密度/g·cm^-3	抗折 强度/MPa	最高使用温度/℃	最高温度下的线变化/%
	2.43~5.0	1.2~ 2.4	0.6 ~1.2	0~0.3	0~0.02
配比/%	15	15	20	25	5	20	96	2.5	11~15	1800	~0.9

表8-5-11刚玉空心球轻质混凝土的原料成分及配比

原料名称	Al2O3/%	粒度	配比/%
刚玉空心球	>99	ϕ0.5 ~5.0mm	50
烧结刚玉	>99	0.2 ~ 1.6mm	10
α-Al2O3细粉	>99	<3μm	24
纯铝酸钙水泥	>72	>4000cm^2/g	16
减水剂		<0.5mm	外加0.2
(α-甲基萘磺酸）水			外加12.5

表8-5-12刚玉空心球轻质混凝土的性能

堆密度/g·cm^-3	耐火度/℃	荷重软化 温度/℃(0.2MPa)	热导率 /W·(m·K)^-^1	耐压强度/MPa(自然固化）			抗折强度/MPa (自然固化 7 天)
				1天	3天	7天	110℃烘 2h	加热1000℃
1.50	>1790	>1700	0.71	10.5	12.0	18.5	6.1	4.2

表8-5-13电熔刚玉骨料混凝土的配比(%)

电熔刚玉骨料		氧化	纯铝酸	减水剂	水
1 . 6~5mm	0.2 ~1.6mm	铝细粉	钙水泥
40	24	20	16	外加0.15	外加10.5

表8-5-14电熔刚玉骨料混凝土的性能

堆密度/g·cm^-3				耐压强度/MPa				抗折强度/MPa
	耐火度/℃	荷重软 化温度/℃	热导率/W·(m·K)^-^1	(自然固化）			(自然固化7天后）
				1天	3天	7天	110℃ 烘2h	加热 1000℃	加热1300℃
2.74	>1790	>1700	1.10	22.5	31.4	44.1	12.4	7.5	6.1

表8-5-15水泥、磷酸铝和磷酸铝辂结合的刚玉混凝土性质

性质	结合剂种类①和数量/%
	纯铝酸钙水泥20	磷酸铝10(P2O5:Al2O3=3.5)	磷酸铝铬12
	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
Al2O3含量/%	96.65	未测	未测
显气孔率/%	18~20	21-22	19-20
密度/g·cm^-3	2.80-2.90	未测	2.90
耐压强度/MPa:
20℃	60(75~90）②	70③	（69~83）④
500℃		60(60）	（68.2)
600℃	32.5（47.5）
800℃	（42.5）	52.5（45.0）	（59.6）
1000℃	27.5（35.0）	45(53）	（52.6）
1200℃	（30.0）
1250℃	17.5
1300℃		（55）	（45.0~47.2）
1450℃	2.08
1600℃		<1.0
1650~1660℃	0.72	(60）	(35.0)
抗张强度/MPa:
20℃	4.5	40③
500℃	—	37.5
600℃	3.3	—

性 质	结合剂种类①和数量/%
	纯铝酸钙水泥20	磷酸铝10(P2O5:Al2O3=3.5)	磷酸铝铬12
	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
1000℃	1.5	~ 10-20
1200℃	0.7	20⑤
1300℃	0.55
1400℃	0.10

注：括弧内数字指在规定温度热处理后的冷态强度。

①　电熔刚玉的最大颗粒1mm，结合剂I 、 Ⅱ、Ⅲ的泥料中小于0.125mm含量分别为20%、50%和40%；

②　在20℃下28昼夜硬化后的强度；

③　500℃后的强度；

④　500℃后的强度；

⑤　用单基取代磷酸铝试样抗折强度。

第三节 热硬性不定形刚玉耐火材料

表8-5-16磷酸铝的化学组成(%)

名 称	化学式	相对分子质量	Al2O3	P2O5	H2O	Al2O3/P2O5物质的量之比
磷酸二氢铝	Al(H2PO4)3	317.80	16.0	67.0	17.0	0.33
磷酸一氢铝	Al2(HPO4)3	341.87	29.8	62.3	7.9	0.67
磷酸铝	AlPO4	121.95	41.8	58.2	—	1

表8-5-17不定形刚玉耐火材料组成及配比(%)

料种	骨 料	粉 料	结合剂
浇注料	电熔刚玉<μm 65	电焙刚玉粉35	磷酸铝10~12 高铝水泥(促凝剂)0~2
	铝铬渣5 ~ 10mm 20 1.2 ~ 5mm 20 <1.2mm 30	铝铬渣粉30	磷酸（浓度42.59%)5-8
浇注料	铝铬渣5~ 15mm 30 <5mm 40	铝铬渣粉(<0.088mm >70%)25-30	水玻璃12~ 15 氟硅酸钠1.2-2

捣打料

电熔白刚玉16号47 80号 19

W4020,W714 氢氧化铝 1(外加)

磷酸铝13-17 高铝水泥(促凝剂)2

表 8 - 5 -18刚玉捣打料的理化指标

化学成分/%					物 理 指 标
Al2O3	SiO2	Fe2O3	CaO	Na2O	显气孔率 /%	密度/ g·cm-3	耐压强度 /MPa	抗折强度/MPa	0.2MPa荷重软化温度/℃
98.56	0.12	0.06	0.27	0.27	20.5	3.11	116.9	4.51	> 1700

表 8 - 5 - 19刚玉质 可 塑料的配比( % )

生粘土( < 2mm)	20
电熔 刚玉(5 - 0mm占 70%)	80
粘土 - 磷酸泥浆(外加)	10

第四节 ρ-Al₂O₃结 合的刚玉浇注料

一、 ρ-Al₂O₃的基本性能

图 8-5-3 ρ-Al₂O₃存放在空气中的水化增重
1—单位面积水化增重;2—水化增重率

表8-5-20 ρ-Al₂O₃的化学成分和水化增重率

结合剂编号	Al2O3/%	水化增重率/%
1	99.95	17.2
2	99.95	10.6
3	98.45	15.0

图8-5-4 ρ-Al₂O₃及其水化后的差 热 分析 曲线

二、ρ-Al₂O₃的制取方法

图 8-5-5快脱生产工艺过程及设备

图8-5-6不同熔烧条件下ρ-Al₂O₃ 的 X - RAY分析特征

表8-5-21 X衍射特征峰d值

峰号	d/nm	所属化合物
A	0.611	α- AlOOH
B	0.402	α - Al(OH)3
C	0.435	α- Al(OH)3
D	0.316	α-AlOOHa-Al(OH)3
E	0.140	ρ-Al2O3

三、 ρ-Al₂O₃结合的刚玉浇注料

表8-5-22 助结合剂和分散剂对刚玉浇注料强度的影响

编号	电熔刚玉 ( <7mm)/%	α-Al2O3粉/%	ρ-Al2O3^①/%	助结合剂/%	分散剂/%	水/%	常温抗折强度/MPa	常温耐压 强度/MPa
1	66.0	16.8	6.6	5.1	0.11	5.1	109.8	917.3
2	66.4	19.0	6.6	2.8	0.11	5.5	105.8	686.0
3	65.3	21.5	6.0	0	0.11	6.6	62.7	392.0
4	64.6	18.5	7.2	0		7.7	74.5	470.4

①表8-5-20的2号ρ-Al₂O₃料。

表8 -5 -23 ρ-Al₂O₃与纯铝酸钙水泥结合浇注料配比（%）

结合剂名称	电焙刚玉颗粒	α-Al2O3粉	结合剂加入量	助结合剂	分散剂	水分
ρ-Al2O3	66.2	19.0	6.7	2.9	0.12	5.4
纯铝酸钙水泥	66.2	16.0	12		0.12

表8-5-24 ρ-Al₂O₃与纯铝酸钙水泥结合浇注料的性能

	常 温抗折强度/MPa			常温耐压强度/MPa			高温抗折强度	重烧线变化
结合剂 名称	110℃, 24h	1350℃,4h	1550℃,8h	110℃,24h	1350℃,4h	1550℃,8h	(1400℃,1h) /MPa	1%(1550℃, 8h)
ρ-Al2O3	>137.2	>137.2	>137.2	795.8	1187.8	784.0	16.1	-0.8
纯铝酸 钙水泥	56.8	51.0	65.7	627.2	470.4	548.8	7.5	-1.6

注：ρ-Al₂O₃为表8-5-20的3号料；抗折强度137.2MPa是设备极限。

表8-5-25刚玉空心球轻质浇注料的配料比及制品性能

试样	编号	1	2	3
	刚玉空心球	45	70	45
	α-Al2O3	5	16	13
	蓝晶石	17		17
组成	ρ-Al2O3	25	9
	矾土水泥(Al2O379%)			25
	SiO2超微粉	8	5
	分散剂	0.06	0.2
	加水量	23.0	19.0	19.3
抗折强度 /MPa	105℃, 24h	33.7	3.9	49.7
	1500℃, 3h	14.2	284.2	166.6
密度/g·cm^-3	1500℃, 3h	1.29	1.37-1.50	1.72
线变化/%	1500℃, 3h	-0.64	-0.7~0.8	-5.31
热导率/W·(m·K)^-^1	500℃		0.48-0.50
耐压强度/MPa	105℃, 24h	170.5	32.3	137.2
	1500℃, 3h	66.6	235.2	537.0

表8 -5-26 ρ-Al₂O₃ 结合刚玉浇注料的配料比

原 料名称	浇注料	Al2O3/%	粒度/mm	配比/%
电熔刚玉	骨料	98.5	<8	60~70
α-Al2O3粉	粉料	98.5	< 0.088	20~30
ρ-Al2O3	结合剂	98.5	<0.088	519(最好7)
复合氧化物	添加剂		< 0.088	214
水				5 ~6(外加)

表8-5-27 ρ-Al₂O₃结合的隔热层配料比

原 料	刚玉空心球	α-Al2O3粉	ρ-Al2O3	复合氧化物	水
Al2O3/% 粒度/mm 加入量/%	93~96 80~85	98.5 < 0.088 5~10	98.5 < 0.088 5~9	< 0.088 3~5	5~8

第五节其他不定形刚玉耐火材料

一、不烧刚玉砖

表8-5-28不烧刚玉砖的理化指标

成型 方法	Al2O3/%	P2O5/%	显气孔率 /%	密度 /g·cm^-^3	耐压强度 /MPa	抗折强度 /MPa	抗热震性/次 (1100℃水冷)
机压 手工	96.47 96.47	1.98 1.98	15 22	3.20 2.92	198.9 56.8	41.2	13

二 、低水泥、超低水泥、无水泥浇注料

表8-5-29低水泥、超低水泥和无水泥刚玉浇注料的理化性能

原料	化学成分/%		密度/g·cm^-3						线变化率/%
	Al2O3	CaO	110℃，16h		1000℃，3h (1200℃）		1500℃，3h （1600℃）		110℃，16h		1000℃，3h (1200℃）	1500℃，3h （1600℃）
低水泥	85	1.8-2.3	3.21		(3.16)		(3.15)		-0.01		（-0.17）	（-0.50）
超低水泥	92	1.0	3.28		3.27		3.25		0		-0.18	-0.17
无水泥原料	93	0.1	3.32		3.32		3.29		0		-0.15	-0.02
	抗折强度/MPa					耐压强度/MPa						加水量/%
原料	110℃，16h	1000℃，3h (1200℃）		1500℃，3h （1600℃）		110℃，16h		1000℃，3h (1200℃）		1500℃，3h （1600℃）
低水泥	14.3	(28.1)		(24.1)		95.4		(113.5)		(120.0）		55-65
超低水泥	16.1	17.1		22.0		62.3		128.1		157.5		5
无水泥	4.7	33.7		37.6		15.6		118.8		197.9		5

三、氧化铝纤维增强的超低水泥及无水泥刚玉质浇注料

表8-5-30轧钢加热炉与均热炉的使用情况

	齐齐哈尔钢厂		首钢小型厂	本钢 - 钢厂
项 目	均热炉	加热炉	加热炉	加热炉
炉型		280、500	500	650
耐火浇注料类型	超低水泥及无水泥浇注料	无水泥浇注料	超低水泥及无水泥浇注料	无水泥浇注料
施工方法	现浇	预制	现浇、预制	现浇
使用部位	炉口突出带	水冷管	水冷管、浇嘴砖、边缘砖	水冷管
使用寿命(一期）	炉口超过两年仍使用完好，突出带超过两年仍完好	纵水管9个月基本完好，横水管8个月基本完好	一期 1 年 4个 月仍完好二期1年2个月 仍完好	一期使用 9 个月基本完好
过去曾用材料及使用寿命	炉口用粘土浇注料一年内一中修二小修突出带用低粘土浇注料一年即损坏	粘土浇注料2-3个月	过去用2个月	粘土浇注料使用 1 个月

表8-5-31多晶氧化铝纤维性能

化学成分/%					物理指标
Al2O3	SiO2	Fe2O3	K2O	Na2O	直径/μm	长度/nm	颜色	晶相	晶粒/nm
95	4.5	<0.05	<0.02	<0.05	6-8	<1	白	主晶 α-Al2O3少量ρ-Al2O3	100

表8-5-32氧化铝纤维增强超低水泥及无水泥浇注料性能

牌 号			JDL- 80	JWL- 80
化学成分/% Al2O3 CaO			> 80 <1.0	> 80 <1.0
线变化率/% 110℃，24h 1000℃，3h 1500℃，3h			-0.027 -02 +0.04	+ 0.1 -0.1 +0.2
抗折耐压强度/MPa： 110℃，24h 1000℃，3h 1500℃，3h			5.1(32.6) 16.3(144.7) 17.7(144.2)	3.5(16.0) 17.8(102.9) 15.8(151.7)
显气孔率/%： 110℃，24h 1000℃，3h 1500℃，3h			18 18 18	8 17 17
密度/g·cm^-3： 110℃，24h 1000℃，3h 1500℃，3h			2.87 2.86 2.86	2.88 2.88 2.86
热态抗折强度/MPa： 1400℃，1h			4.55	5.0~6.2
表8-5-33超低水泥料和无水泥料的组织均一性比较
性能 品种	加热后抗折强度/MPa		抗折强度之比RI1500/RI1000	Al2O3含量/%
	1000℃	1500℃
超低水泥料JDL-80	18.3	17.7	0.97	> 80
无水泥料JWL-80	14.76	15.81	1.07	> 80

表8-5-34浇注料的抗热震性^①

热稳定性/次	粘土浇注料	高铝浇注料JWL-60	JDL-80 JWL-80
二次后	表面裂纹,边角掉渣	表面无裂纹	表面无裂纹
三次后	侧面有裂纹	侧面无裂纹	侧面无裂纹
十次后	表面布满网状龟裂	表面仅有很少细裂纹
二十三次后			表面无裂纹

①试样尺寸为230mm x 114mm x 65mm; 干燥后在11000℃保温20min，水冷3 min空气冷8 min。

四、氧化铝纤维增强刚玉质耐火可塑料

图8-5-7超细粉加入量与强度的关系

图8一5一8 α-Al₂O₃ 纤维加入量与强度的关系

表8一5一35 α-Al₂O₃纤维增强刚玉质可塑料性能

项目	中国某厂	日本SRMIX
Al2O3/%	90.10	90.08
耐火度/℃	>1790	>1790

项目		中国某厂	日本SRMIX
密度/g·cm^-3	110℃	2.87(18)	2.71(23)
(显气孔率/%)	1000℃	2.83(21)	2.71(23)
	1500℃	2.87(20)	2.70(21)
抗折强度/MPa	110℃	13.2(46.4)	9.0(15.4)
(耐压强度/MPa)	1000℃	20.8(57.1)	19.3(52.3)
	1500℃	20.3(90.3)	19.9(57.8)
线变化率/%	110℃	—0.1	-0.7
	1000℃	—0.2	-0.7
	1500℃	—0.8	—1.6
热态抗折强度/MPa	1000℃	>20	14.7
	1400℃	4.1	1.1
热导率//W·(m·K)^-^1	350℃	0.51	1.461
	800℃	0.89	1.704
线膨胀系数/K^-^1	1000℃	12.9×10^-^6	13.1×10^-6
	1500℃	7.3×10^-^6	5.6×10^-6
荷重软化温度/℃	T0.6	1265	1310
	T4	1565	1440

五、不锈钢纤维增强增韧刚玉质浇注料、可塑料

表8-5-36某些不锈钢纤维的物理性能

品种	钢号	焙点范围/℃	热导率/W·(m·K)^-^1	弹性模量/MPa	抗拉强 度/MPa	线膨胀系数/℃^-^1	临界氧化温度/℃
310 号	25Cr20Ni	1400~1455	59.08	127x10^3	155	18.54×10^-6	1100
310 号	19Cr35Ni	1340~1430	70.36	137x10^3	197	17.64×10^-6	1235

表8-5-37加入不锈钢及镀镍不锈钢纤维浇注料的强度和韧性

项目	不锈钢纤维加入量/%				镀镍不锈钢纤维6%
	0	2	4	6
抗折强度/MPa	9.6	1 6.8	30.9	36.5	43.5
耐压强度/MPa	3 1	36	45	47	65
韧性/N·mm	80	675	2310	2925	4200

表8-5-38不加与加钢纤维高铝质可塑料的性能

项目		普通可塑料	加310号钢纤 维增强可塑料	加 320 号钢纤维增强可塑料
抗折强度/MPa：	110℃，24h	1037	1313	1803
	1350℃ ，1h	633	657	890
线变化率/%：	110℃，24h	-0.1	-0.14	-0.23
	1350℃ ，1h	+ 0.17	+ 0.41	+1.01
抗热震性/次		29	32	51

六、自流刚玉质浇注料

表8-5-39自流浇注料的典型性能

试样编号①		1	2	3	4	5	6	7	8
密度/g·cm^-3		2.80	2.83	2.83	2.82	2.80	2.81	2.79	2.80
耐压强度/MPa：	110℃，24h	10.5	23.2	42 . 8	47.5	45.8	43 . 5	40.6	41 . 7
	1400℃，2h	34.0	55.3	95 . 5	98.0	99.5	94.3	90.5	93 . 4
抗折强度/MPa：	110℃，24h	6.5	6.7	7.8	7.0	7.5	7.4	7.1	7.0
	1400℃，2h	10.3	9.5	8.7	8.5	7.0	8.8	9.2	9.7
线收缩率 〔1400℃）/%		0.35	0.38	0.40	0.47	0.60	0.32	0.28	0.34
加水量/%		7.0	7.5	7.5	8.5	10.0	8.0	8.0	8.0
流动性/s		35	42	45	60	95	50	64	80

①1号无水泥;3号、6号、7号、8号加水泥2%; 2号水泥1%;4号水泥3%;5号水泥4%。

七、刚玉-尖晶石浇注料

表8-5-40原料的理化性能

项目	化学成分			主矿相	显气孔率/%	密度/g·cm^-3
	Al2O3	MgO	SiO2
亚白刚玉烧结尖晶石纯铝酸钙水泥 SiO2超微粉	98.5 69.79 75	25.78	0.5 ≥92	α-Al2O3 MA CA2、CA	2.9 1.52	3.94(真密度） >3.25

表8-5-41刚玉-尖晶石浇注料的理化指标

性 能		洛耐院产品	日本产品
化学成分/%：	Al2O3	约90	91
	MgO	约6	6
密度/g·cm^-3：	110℃，24h	2.99	3.08
	1500℃，3h	2.86	2.93
抗折强度/MPa:	110℃，24h	7.25	7.20
	1500℃，3h	16.32	14.70
耐压强度/MPa:	110℃，24h	33.92	39.2
	1500℃，3h	64.44	54.0
线变化率、%：	110℃，24h	+ 0.01	-0.03
	1500℃，3h	+0.40	+ 0.59

表8-5-42Al₂O₃ -MgO质出铁沟浇注料的性能

化学成分/%			密度/g·cm^-3		线变化率		抗折强度//？^
Al2O3	SiO2	MgO	1000℃，3h	1500℃，3h	1000℃，3h	1500℃，3h	1000℃，3h	1500℃，3h
94	1	3	3.25	3.26	0	<0.12	18.64	40 . 22

表8-5-43座砖的性能

砖种	SiO2/%	Al2O3/%	MgO/%	密度/g·cm^-3	显气孔率/%	耐压强度/MPa	高温抗折强度/MPa	侵蚀指数
普通砖	15.9	75.9		2.99	14.9	42.7	2.65(1400℃)	100
试用砖		95	3	3.28	11.2	39.7	19.6(1500℃)	41

八、低水泥，含Cr₂O₃刚玉空心球浇注料

表8-5-44低水泥及含辂刚玉空心球浇注料理化性能

性 能 品 种

化学成分/%

密度/g·cm^-3

耐压强度/MPa

Al2O3

SiO2

CaO

Cr2O3

Fe2O3

110℃, 16h

1000℃, 3h

1500℃, 3h

110℃,16h

1000℃, 3h

1500℃, 3h

低水泥 含铬

≥90 ≥88

2-6 ≤0.5

≤2.5

1-3

≤0.4 ≤0.3

1.61 1.76

1.61 1.72

1.57 1.61

21.1 28.3

17.4 8.7

27.9 14.8

抗折强度 /MPa

线变化率/%

热导率 /W·(m·K)^-^1(1000℃)

性 能 品 种

110℃, 16h

1000℃, 3h

1500℃, 3h

110℃, 16h

1000℃, 3h

1500℃, 3h

低水泥 含铬

11.9 7.5

9.0 3.4

17.7 7.5

-0.10 -0.06

-0.20 -0.10

-0.60 +1.10

0.654 0.818

九、含Cr₂O₃超低水泥刚玉质浇注料

表8-5-45含Cr₂O₃超低水泥刚玉质浇注料的理化性能

化学成分/%				密度/g·cm^-3			耐压强度/MPa
Al2O3	CaO		Cr2O3	110℃, 16h	1300℃, 3h	1500℃, 3h	110℃, 16h	1300℃, 3h	1500℃, 3h	1600℃,3h
>92	<0.7		2-5	3.29	3.29	3.21	62.7	82.7	108.3	124.4
线变化率率9率						抗折强度#率01				用水量/%
110℃, 16h		1300℃, 3h		1500℃, 3h	1600℃,3h	110℃, 16h	1300℃, 3h	1500℃, 3h	1600℃,3h
-0.02		-0.14		-0.30	-0.32	14.0	22.6	36.0	39.0	4-5

第六章 新技术耐火浇注料生产
常用数据资料

第一节 高技术钢包耐火浇注料

图8-6-1 MgO-Al₂O₃-SiO₂ 系三元相图

表8-6-1 M-A-S系与MA共存的固相组成和无变量点

固相组成	无变量点
	温 度/℃	性质
MgO-M2S-MA	1710		低共焙点
M2S-M2A2S5-MA	1370		双升点
M2A2S5-M4A5S2-MA	1453		双升点
M4A5S2-A3S2-MA	1482		双降点
Al2O3-A3S2-MA	1578		双升点

一、低水泥铝镁尖晶石质耐火浇注料

表8-6-2低水泥铝镁尖晶石质浇注料的主要性能

编 号		1	2	3	4	5
化学成分/%	Al2O3 MgO CaO	93 4.4 1.0	91 6.0 1.2	90 6.9 0.9	93 4.1 1.1	78 10.1 1.2
	110℃	42.3	43 .8	40.5	34.8	54.5
耐压强度	1000℃	39.8	40.3	42.2	37.2	64.5
/MPa	1600℃	102	101	90.8	74.3 （1650℃）	60.1 （1550℃）
	110℃	7.4	7.5	6.9	4.0	7.8
抗折强度	1000℃	8.9	9.4	9.8	5.1	7.5
/MPa	1600℃	25.1	26.2	13.9	14.7 （1650℃）	9.9 （1550℃）
烧后线变化/%	1000℃ 1600℃	+ 0.10 +0.35	+ 0.11 +0.38	0 +0.49	0 + 0.12 （1650℃）	+ 0.19 ：1.18 （1550℃）
显气孔率/%		16	16	15	16	16
体积密度/g·cm^-3		3.14	3.12	3.04	3.02	2.92

图8-6-2 镁砂粉用量对浇注料强度的影响
1、2—分别为 1000℃烧后抗折强度和耐压强度;
3、4—分别为 1500℃烧后抗折强度和耐压强度

图8-6-3 镁砂粉用量对浇注料烧后线变化的影响
1、3—为1500℃烧后线变化;2、4—为1650℃烧后线变化

表8-6-3 镁砂粉粒度对浇注料性能的影响

粒 度/mm		≤1.25	≤1.00	≤0.50	≤0.35	≤0.088	≤0.044
烧后线变化/%	1500℃	+0.96	+1.12	+1.28	+1.34	+1.50	+1.53
耐压强度/MPa	1500℃	95	102	105	118	136	140
抗渣指数 / %	侵 蚀	80	77	75	75	65	62
	渗 透	38	35	35	30	25	20

图8-6-4尖晶石粉用量对浇注料1500℃的体积密度、
显气孔率和烧后线变化的影响
1—体积密度; 2—显气孔率; 3—烧后线变化

图 8-6-5&尖晶石粉用量对浇注强度的影响
1、2—分别为1500℃耐压强度和抗折强度;3、4—分别为1300℃抗折强度和耐压强度

表8-6-4 尖晶石粒度对刚玉尖晶石质浇注料性能的影响

编号		1	2	3	4	5
尖晶石用量/%	≤0.5mm	0	5	10	15	20
	≤0.088mm	20	15	10	5	0
抗折强度/MPa	110℃,24h	2.8	5.7	5.3	5.8	5.4
	1550℃,3h	25.9	31.1	33.6	32.6	28.7
抗折强度^①/MPa		14.0	16.3	14.3	18.3	10.5

编 号		1	2	3	4	5
强度保持率①/%		54.0	52.4	42.6	56.1	36.6
烧后线变化率/%	1550℃,3h	-0.03	-0.02	0.10	0.16	0.20

①　15500℃烧后试样做抗热震性，空气急冷法3次后。

②　抗热震性前后强度比率。

表8-6-5尖晶石粉粒度对浇注料抗渣性能的影响

尖晶石粉粒度/mm		≤0.088	≤0.044	≤5μm
抗渣性能指数/%	渣侵 蚀	63	52	41
	渣 渗 透	32	27	21

图8-6-6尖晶石超微粉用量对浇注料抗热震性的影响

图8-6-7 SiO₂超微粉用量对浇注料强度的影响
1、2、3—分别代表110℃、1000℃和1500℃烧后强度

图8-6-8 SiO₂超微粉用量对浇注料荷重蠕变的影响

1-SiO₂超微粉用量少;2-SiO₂超微粉用量多

图 8-6-9 α-Al₂O₃超微粉用量与烧注料性能的关系
1、2、3—分别为 1000℃、1500℃和 1650℃ 耐压强度; 4、5—分别为 1500℃和 1650℃烧后线变化

表8-6-6 基质材料对浇注料抗渣性的影响

编号	基质材料用量/x%			抗渣侵 透深度/mm		试 样 外 观
	水泥	μf -SiO2	镁砂粉	侵蚀	渗透
1	4			3.77	10.54	首次试验后,试样均未发现有开裂的现象
2	3			3.60	7.29
3	3		3	2.68	8.61
4	3	微量	3	3.96	8.47
5	3	微量		4.20	9.72

编号	基质材料用量/x%				抗渣侵透深度/mm		试样外观
	水泥	μf -SiO2	镁砂粉		侵蚀	渗透
6	3	微量		2	4.33	9.82	首次试验后，试样未发现开裂;第二次循环试验后，试样均有开裂，尤以编号6为重
7	3	微量		3		9.85
8		进口料			3.08	12.28
9		进口料			5.21	13.81

二 、低水泥铝镁质耐火浇注料

表8-6-7低水泥铝镁质耐火浇注料的主要性能

编	号	1	2	3	4	5	6
化学成分/%	Al2O3 MgO CaO	}≥97 1.0	93.2 4.4 1.2	}≥95 0.9	}≥97 1.1	91.0 5.0 0.9	81.0 8.0 1.1
耐压强度/MPa	110℃	59	69	35	47	70	34
	1000℃	63		60	57		58
	1500℃	131 （1600℃）	94	85	115	80	140
抗折强度/MPa	110℃	6.8	9.7	5.1	6.3	11.0	4.1
	1000℃	5.9		7.5	8.0		8.2
	1500℃	22.1	11.2	20.1	22.4	15.0	^ 12.0
烧后线变化/%	1000℃	0			-0.10
	1500℃	+1.20 （1600℃）	+0.20	+0.35	+0.59	十1.02	+0.30
显气孔率/%	110℃	14	17			15	19
	1500℃	22 （1600℃）	20				14
体积密度 /g·cm^-3	110℃ 1500℃	3.18 3.00 （1600℃）	3.08 3.06	3.19 3.13	3.08 3.02	3.25 3.20	2.92 2.90

图8-6-10 镁砂粉用量对浇注料强度和显气孔率的影响
1—1600℃烧后耐压强度;2—1600℃烧后显气孔率

图8-6-11镁砂粉粒度对浇注料强度和烧后线变化的影响

1—1600℃烧后耐压强度; 2—1600℃烧后线膨胀

图8-6-12 混合镁砂粉浇注料强度和烧后线变化与温度的关系
1—耐压强度; 2—烧后线膨胀

图 8-6-13 µf-SiO₂ 用量对浇注料烧后线变化的影响
1、2—MgO含量分别为 8%和 6%

图8-6-14 水泥用量对浇注料抗渣性和烧后线变化的影响
1—烧后线膨胀;2—抗渣渗透性;3—抗渣侵蚀性

表8-6-8 浇注料用耐火骨料的理化性能

骨 料 品 种	化学成分/%				颗粒体积密度/g·cm^-3	吸水率/%	颗 粒 外 观
	Al2O3	SiO2	TiO2	R2O
特级矾土熟料	87.3	4.0	5.0	0.38	3.36	1.29	棱角、鲕状、气孔较多
白刚玉	99.5	0.1		0.42	3.48	3.28	多棱角、高缩孔
棕 刚 玉	93.0	1.0	3.2	0.10	3.89	0.37	边角较圆、致密

表8-6-9耐火骨料品种对浇注料性能的影响

项目	品 种	温 度/℃
		110	1100	1400	1600
体积密度 /g·cm^-3	白刚玉 椋刚玉 特 矾	3.15 3.33 3.02	3.10 3.27 2.97	2.94 3.12 2.94	2.93 3.25 3.12
抗折强度/MPa	白刚玉 椋刚玉 特矾	3.1 5.0 6.2	8.2 14.3 11.5	15.1 20.0 24.4	18.6 30.0 37.1
烧后线变化 /%	白刚玉 椋刚玉 特矾		0.07 0.25 0.14	1.65 1.92 0.87	2.00 0.62 -0.68

表8-6-10粗大骨料浇注料的抗剥落性能试验结果

试样冷热循环次数/次			3	4	5	6	7	8
浇注料	未加粗大骨料		△	×	××	××××	×××××	×××××
	添加粗大骨料		△	△	△	×	××	××
三、低水泥高纯铝镁尖晶石质耐火浇注料 表8-6-11高纯镁铝〔铝镁)质耐火浇注料的性能
编 号			1	2	3	4	5	6
材 质			镁铝质				铝镁质
化学成分/%		MgO Al2O3 CaO	80 15.5 0.9	>80 15.8 1.0	81 15.7 1.1	>80 15.4 1.3	5 89 1.3	31 64 0.9
耐压强度 /MPa		110℃ 1600℃	17 61	24 64	26 53	33 60	30 70	70 80
							（1500℃）
抗折强度 /MPa		110℃ 1600℃	6 13	10 14	11 11	12 14	8 14	11 15
							（1500℃）
高温抗折强度 /MPa		1400℃	1.7	2.1	1.6	2.2		1.5

编 号		1	2	3	4	5	6
材 质		镁 铝 质				铝 镁 质
烧后线变化 /%	1600℃	-0.78	-0.78	-1.20	-1.00	+0.51	+1.02
						1500℃
体积密度’0·12+#	110℃	2.93	2.97	2.98	3.00	2.96	3.28

图8-6-15 α-Al₂O₃超微粉比表面积对镁铝质浇注料性能的影响
1、2—分别为110℃和1600℃烧后耐压强度;3—体积密度

表8-6-12 铝镁尖晶石质耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5	6
化学成分① /%	Al2O3 MgO CaO	78 18 1.8	64 28 2.5	70 21 2.4	66 27 1.5	65 29 1.4	68 26 1.7
耐压强度/MPa	110℃ 1000℃ 1500℃	22 28 36	36 17 30	39 16 38	34 80 81	32 69 93	30 89 115
抗折强度/MPa	110℃ 1000℃ 1500℃	5 5 7	11 4 11	9 3 11	9 28 38	14 20 24	8 32 24
烧后线变化/%	1000℃ 1500℃	-0.01 +1.42	+0.06 +2.87	+0.06 +1.28	-0.17 +2.60	+0.32 +0.14	-0.14 +1.15
渣侵透深度/mm	7.6	7.1	11.3	6.1	9.6	6.2
体积密度/g·cm^-3	2.88	2.68	2.67	3.01	2.66	2.96

①计算值。

图8-6- 16 Cr₂O₃用量对浇注料抗渣性的影响
1—抗熔渣侵蚀性; 2—抗熔渣渗透性

第二节 高性能超微粉结合耐火浇注料

图8-6-17 μf - SiO₂ 水化晾干后的差热曲线
1—活性无定形的; 2—晶态的

图8-6-18 MgO-H₂O(a)和MgO-SiO₂-H₂O(b)X射线衍射图

(b中的m(SiO₂)/m(MgO)为0.25)

× —Mg(OH)₂; △—MgO

图8-6-19 μf - SiO₂和MgO 粉浆体的差热曲线

一、超微粉结合铝镁尖晶石质耐火烧注料

表8-6-19超微粉结合铝镁MA质浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5	6
化 学 成 分/%	Al2O3	80	80	76	70	77	73
	MgO	>11	>12	>11	>14	>8	>11
	SiO2	6.1	6.8	10.3		8.5	9.3
耐 压 强 度 /MPa	110℃	40	50	60	69	66	≥60
	1000℃	50	54	70	76	52	≥50
	1500℃	70	66	60	61 1550℃	57	≥60

编号		1	2	3	4	5	6
	110℃	8	9	9	13	10	,8
抗 折 强 度	1000℃	10	8	8	9	9	8
/MPa	1500℃	12	11	8	16	10	,8
					(1550℃)
烧后线变化	1000℃	+0.50	+0.30	+0.22	-0.10	-0.20	-0.10
/%	1500℃	+0.60	+1.10	+1.25	+1.20	+0.48	+1.00
荷重软化温度/℃	变形0.6%	1430	1446		1441
显气孔率/%		16	18	17	15	19	16
体积密度/g·cm^-3		3.00	2.94	2.91	2.98	2.85	2.90

图 8-6-20 µf- SiO₂用量对浇注料性能的影响
1、2—分别为 110℃和 1500℃烧后耐压强度;3、4—分别为 1500℃烧后线膨胀和显气孔率

图8-6-21 电熔镁砂粉与浇注料抗折强度和烧后线变化的关系
1、 2—分别为 1600℃烧后抗折强度和线变化

图8-6-22 Pf-SiO₂结合铝镁 MA质浇 注 料性能与温度的关系
1—显气孔率; 2—烧后线变化; 3—抗折强度

图8-6-23 镁砂粉用量对浇注料抗渣性的影响

1、2—分别为抗渣侵蚀和渗透面积

二、超微粉结 合镁质 类 耐 火浇注料

表 8 - 6 -14 超微粉镁质类耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5	6
耐压强度 /MPa	110℃	133	98	104	78	116	53
	1100℃	52	51	46	49	56	36
		(1200℃)					(1000℃)
	1600cC	92	82	43	99	58	54
					(1500℃)

编号		1	2	3	4	5	6
抗折强度 /MPa	110℃	14.5	13.0	14.1	11.8	>12.3	12.0
	1100℃	12.0	4.5	8.7	7.2	7.2	7.6
		(1200℃)					(1000℃)
	1600℃	2.0	7.4	12.5	13.8	9.3	13.0
					(1500℃)
	1110℃	-0.11	+0.56	-0.10	-0.13	+0.45	-0.12
烧后线变化		(1200℃)					(1000℃)
/%	1600℃	-0.38	-0.99	-0.50	-0.15	+0.16	-0.29
					(1500℃)
显气 孔率 /%		10.6	10.3	6.0		14.0
体积密度/g·cm^-3		3.06	3.15	3.16	2.84	2.95	3.20

图8-6-24 Uf- SiO₂ 用量与烧注料抗渣性的关系
1—熔渣渗透指数;2—熔渣侵蚀指数

图8-6-25基质中m(Al₂O₃ )/m(MgO)对浇注料抗渣性的影响
a—用刚玉粉逐渐取代镁砂粉;b—用MA粉逐渐取代镁砂粉
1—抗熔渣侵蚀性;2—抗熔渣渗透性

图8-6-26 基质中 m(Al₂O₃ )/m(MgO)与耐火浇注料性能的关系
1、2—分别为加刚玉粉和MA粉的强度比;3—抗折强度保持率

图8-6-27 锆英石粉用量与镁质浇注料性能的关系
1、2、3—分别代表 110℃、1600℃和1100℃ 烧后耐压强度;
4、5—分别代表 1100℃和1600℃烧后线变化

图8-6-28 锆英石粉和氧化铝粉用量对浇注料抗热震性的影响
1、2—分别代表添加锆英石粉和氧化铝粉料的抗折强度保护率

图8-6-29 锆英石粉和氧化铝粉用量与浇注料抗渣性的关系
1、2—分别代表加锆英石粉浇注料的抗渗透和抗侵蚀曲线;
3、4—分别代表加氧化铝粉浇注料的抗渗透和抗侵蚀曲线;

第三节 高纯度耐火浇注料

一、 高 纯度刚玉质耐 火浇 注 料

表8-6-15高纯度刚玉质耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5	6
化 学 成 分/%	Al2O3	97.0	96.4	96.0	92.2	94.1	91.2
	CaO	1.7	1.6	1.2	1.8	1.3	1.7
耐 压 强 度 /MPa	110℃	30	30	78	63	110	145
	1000℃	31	36	73	80	52	130
	1500℃	63	64	140 (1550℃)	92	57 (1600℃)	200
	110℃	7.0	3.1	16.6	17.2	15.7	28.5
抗 折 强 度	1000℃	8.5	8.2	11.7	21.4	21.2	21.8
/MPa	1500℃	19.4	18.1	39.2	32.6	25.1	34.5
				(1550℃)		(1600℃)

编号		1	2	3	4	5	6
烧后线变化	1100℃	—0.12	—0.13	+0.12	+0.25	—0.20	+0.10
				+0.54		—0.90
/%	1500℃	—0.52	—0.48	(1550℃)		(1600℃)	—0.24
体积密度/g·cm^—^3		3.12	3.19	3.18	3.07	3.03	3.06

图 8—6—30 α-Al₂O₃用量对浇注料流动性的 影响

图 8—6—31 α-Al₂O₃用量与刚玉质浇 注料性能的关系
1、3—分别为 1000℃和1500℃烧后抗折强度;2—抗折强度保持率

表 8-6- 16水泥用量与浇注料性能的关系

水泥用量	流动值	凝结时间	抗折 强度/MPa			显气孔率/%	体积密度/g·cm^-3
/%	/mm	/mm	110℃	1000℃	1500℃	1500℃	1500℃
3	118	50	4.2	4.7	22.3	20	3.12
5	126	25	6.9	6.9	15.4	24	2.93
7	125	20	9.6	8.5	15.9	26	2.86

图 8 - 6 - 32水泥 用 量与浇注料性能的关系
1—熔渣渗透指数;2—抗折强度保持率;3—熔渣侵蚀指数

二、高纯度铬刚玉质耐火浇注料

表8-6-17 铬刚玉质耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5	6
化学成分 / %	Al2O3	92.1	}>94	92.2	> 93	> 92	> 84
	Cr2O3	4.5		3.2	2-4	3-5	7-10
	CaO	1.6	1.2	1.3	1.2	<1.5	1.2
耐压强度	110℃	72	90	69	82	70	90
/MPa	1500℃	152	130	102	128	110	133
抗折强度	110℃	8.4	>12	12.0	>14	>12	19.6
/MPa	1500℃	26.5	37.0	17.0	36.0	29.3	37.5
烧后 线变化/%	1500℃	+0.07	-0.04	-0.31	-0.30	-0.20	-0.07
显气孔率/%		16	17			14
体积密度 /g·cm^-3		3.10	3.24	3.21	3.26	3.25	3.28

图 8-6-33 Cr₂O₃用量与铬刚玉质浇注 料性能的关系
1、2、3—分别为 1500℃、1100℃和 110℃耐压强度;4—1500℃烧后线变化

图 8-6-34 Cr₂O₃用量对铬刚玉质浇注料高温抗折强度的影响

表8-6-18铬刚玉质浇注料的基质组成和抗渣性

编 号	基质组成/%			熔渣侵透深度/mm		坩埚内残渣度/mm
	Cr2O3	Al2O3	CaO	侵蚀	渗透
1 2 3	0 16.67 30.00	96.67 81.67 68.33	3.33 1.67 1.67	22 17 20	21 17 13	1 8 14

三、高纯度铬镁刚玉质耐火浇注料

表8-6-19铬（锆）镁刚玉质耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5
	Al2O3	88	89	7	84	5 （ZrO2）
化学成分	MgO Cr2O3	5.1 2.9	3.1 4.7	84.5 3.1	7.5 3.4	84.4 3.0
	CaO	0.9	1.4	7 1.0	1.0	1.0
耐压强度/MPa	110℃ 1500℃	51 75	62 80	28 70	45 60	26 68
			(1550℃）	（1600℃）	（1600℃）
抗折强度/MPa	110℃ 1500℃	6.4 9.5	9.8 13.5	11.2 14.9	6.3 8.1	5.1 9.9
			(1550℃）	（1600℃）	（1600℃）
烧后线变化/%	1500℃	+ 0.21	+ 0.10 (1550℃）	—0.71 （1600℃）	+0.98 （1600℃）	—0.31
显气孔率/%		17	14			14
体积密度/g·cm^-3		3.10	3.13	3.01	2.98	3.15

表8-6-20 Cr₂O₃用量与浇注料性能的关系

Cr2O3用量/%		2	4	6	8	10
高温抗折强度/MPa	1400℃，0.5h	6.9	7.4	9.8	12.4	12.0
烧后线变化/%	1600℃，3h	-0.02	0	+0.06	+ 0.62	+ 1.00
荷重软化温度/℃	变形0.6%	1680	1680	>1700	>1700	>1700
热震 10 次强度 保持率/%	1100℃，水冷	46	53	45	38	29

图8 - 6 - 35尖晶石粉用量与铬刚玉质浇注料性能的关系
1—高温抗折强度;2—残余强度保持率

第四节 新型耐火浇注料

一、微膨胀耐火浇注料

表8 - 6 - 21微膨胀高铝质耐火浇注料的性能

编号		1	2	3	4	5
材 质		高铝质				高铝莫来石质
化学成分	Al2O3	≥58	≥60	≥60	≥62	≥68
/℃	CaO	≤1.8	≤1.8	≤2.0	≤2.0	≤2.0
耐压强度	110℃	≥15	≥17	≥20	≥22	≥25
/MPa	1000℃	≥35	≥40	≥40	≥45	≥50
	1400℃	≥50	≥55	≥55	≥60	≥65
抗折强度	110℃	≥3	≥4	≥4	≥5	≥5
/MPa	1000℃	≥6	≥7	≥7	≥8	≥8
	1400℃	≥8	≥9	≥9	≥9	≥10
烧后线变化 /%	1400℃	0~+0.5	0~+0.6	0~+0.6	0~+0.7	0~+0.6
体积密度/g·cm-3		≥2.33	≥2.36	≥2.40	≥2.45	≥2.45
应用部位		炉顶		炉墙、 隔墙		水冷管 、烧嘴砖

二、莫来石结 合 耐 火浇注料

表8-6-22 莫来石结合刚玉和碳化硅质浇注料的性能 2

编 号		1	2	3
化学成分	Al2O3	≥83	≥82	≥20
/%	SiC	9.8	9.8	73.2
耐压强度 /MPa	110℃,16h	10	16	64
	1100℃,3h	105	149	93 (1200℃)
	1500℃,3h	158	161	91
	110℃,16h	4.6	7.0	8.5
抗折强度	1100℃,3h	20.3	26.2	27.1 (1200℃)
/MPa	1500℃,3h	19.2	19.2	25.9
烧后线变化	1100℃,3h	-0.13	-0.14	-0.24 (1200℃)
/%	1500℃,3h	+0.02	+0.04	-0.32
高温抗折强度MPa	1350℃,0.5h	4.5	6.3
残余强度保持率 /%	1100℃,风冷 2次	62.5	44.9	83.8 (风冷5 次)
体积密度/g·cm^-3		2.88	2.97	2.58

图8-6-36 μf - SiO₂用 量 与刚玉SiC质浇注料强度的关系

1、2、3—分别为 110℃、1100℃和1500℃烧后耐压强度;
4、5—分别为1100℃和1500℃烧后抗折强度

图 8-6-37 ρ-Al₂O₃用 量 与莫来石结 合 SiC质浇注料强 度 的 关系

三、镁铝钛质耐火烧注料

图 8 - 6 - 38 TiO₂微粉用量与镁铝钛质 浇注料性能的关系
1、2、3—分别为 1000℃、1400℃和 1600℃烧后耐压强度;4—为 1600℃烧后线变化

四、 含碳耐火烧注料

表8-6-23 镁炭质耐火浇注料的主要性能

编号		1	2		3	4	5	6
	110℃	45	53		29	47	29	13
耐压强度	900℃	27	33		18	25	21	10
/MPa		(1000℃)
	1600℃	25		30	18	23	20	8
		(1500℃ )

编 号		1	2	3	4	5	6
	110℃	9.6	11.3	7.7	10.6	8.5	3.8
抗折强度	900℃	5.8	6.4	3.7	5.7	4.0	2.1
/MPa		〔1000℃）
	1600 ^	4.7	5.1	3.0	3.8	3.5	1.5
		〔1500℃）
	900℃	-0.45	-0.36
烧后线变化		〔1000℃）		30.36	3 0 . 50	3 0 . 45	3 0 . 40
		-0.13	-0.06
	1600℃			0.42	0.40	0.38	0.33
		〔1500℃）
	110℃	16.5	17.8	17.4	15.9	16.5	20 . 5
显气孔率/%	900 ℃	21.4	20.5	22.2	20.0	20 . 3	23 . 5
		〔1000℃）
	1600 ^	23.8	22.3	24.2	22.3	23 . 8	25 . 5
		〔1500℃）
水用量/%		7.5	7.0	7.5	7.0	7.5	11.5
流动值/mm		173	181	120	125	118	122

第七章新型微粉耐火材料生产常用数据资料

第一节SiO₂微粉及其在耐火材料中的应用

表8-7-1立方体的粒子在分割时总表面积和比表面的变化

立方体边长l/m	微粒数	微粒的总表面积A/m^2		比表面（分散度）As/m^-1
10^-^2	1	6× 10^-^4		6× 10^2
10^-3	10^3	6× 10^-^3		6× 10^3
10 ^-^4	10^6	6× 10^-^2		6× 10^4
10^-5	10^9	6× 10^-1		6× 10^5
10^-6	10^12	6× 10^0		6× 10^6
10^-^7	10^15	6× 10^1		6×10^9
10^-^8	10^18	6× 10^2		6×10^9
10^-^9	10^21	6×10^3		6×10^9
表8-7-2不同尺寸颗粒SiO2所具有Aw值
l/m			Aw/(m^2·kg^-1)
	10^-2			0.26
	10^-^4			2×10
	10^-8			2.6×10^5
	10^-^9			2.6×10^5

图 8 - 7 - 1分散度对熔化温度的影响

图8-7-2 分散度温度对溶解度的影响

一、微粉的制备

表8-7-3制微粉的机械设备

总 类	分 类	细 分 类
高速旋转研磨机 (冲击式碎机)	圆盘式粉碎机 丝网磨机 离心分级型磨机
球 磨 机	转动球磨机 振动球磨机游星磨机	瓷罐球磨机, 圆筒球磨机 ,锥形球磨 机,超临界罐机圆振动磨机,旋转振动磨机离心磨机 垂直轴, 水平轴
介质拌磨机	塔式粉碎机 拌槽型机 流通管型磨机环形磨机	搅拌棒型, 高速旋转圆盘型垂直搅拌 轴,水平搅拌轴圆筒型,圆锥型

总 类	分 类	细 分 类
喷射粉碎机	气流吸入式喷嘴吸入式碰撞体冲击式对 向喷射冲击式 复合 式
其 他	乳 钵 石 臼等

图8-7-3 由气相析出微粉

表8-7-4 气相化学法反应平衡常数与生成的微粉

反应系	生成物	平衡常数 1gk		粉体的生成
		1000℃	1400℃
氧化物
SiCl4-O2	SiO2	10.7	7.0	O
TiCl4-O2	TiO2A	4.6	2.5	O
TiCl4-HO2	TiO2A	5.5	5.2	O
AlCl3-O2	Al2O3	7.7	4.2	O
FeCl3-O2	Fe2O3	1.5	0.3	O
FeCl2-O2	Fe2O3	5.0	1.3	O
ZrCl4-O2	ZrO2	8.1	4.7	O
NiCl2-O2	NiO	0.2		×
CoCl2-O2	CoO	-0.7		×
SnCl4-O2	SnO2	1.0		×

反应系	生成物	平衡常数 1gk		粉体的生成
		1000℃	1400℃
		1000℃	1500℃	≤1500℃
氧化物 碳化物
SiCl4-H2-N2	Si3N4	1.1	1.4	×
SiCl4-NH3	Si3N4	7.5	7.5	O
SiCl4-NH3	Si3N4	15.7	13.5	O
SiH4-CH3	SiC	3.3	4.5	×	O
CH3SiCl3	SiC	4.5	(6.3)	×	O
SiH4-CH	SiC	10.7	10.7	O
(CH3)4Si	SiC	11.1	10.8	O
TiCl4-H2-N2	TiN	0.7	1.2	×
TiCl4-HH2-H	TiN	4.5	5.8	O
TiCl4-CH4	TiC	0.7	4.1	×
TiH4-CH4	TiC	0.8	4.2	O
TiH4-C2H2-H	TiC	1.6	3.8	O
ZrCl2-H2-N2	ZrN	-2.7	-1.2	×	O
ZrCl4-NH3-H2	ZrN	1.2	3.3	O
ZrCl4-CH4	ZrC	-333	1.2	×
NdCl4-NH2-H2	NbN	8.9	3.1	O
NdCl4-CH2-H2	NbN	4.3	3.7	O
MoCl4-CH4-H2	Mo2C	19.7	18.1	O
MoCl3-CH4-H4	Mo2C	11.0	(8.0)	O
WCl6-CH2-H2	WC	22.5	22.0	O
金属
SiH	Si	6.0	5.5	O
WCl6-H2	W	15.5	15.5	O
MoO3-H2	Mo	10.0	5.7	O
NdCl-H2	Nb	-0.7	1.6	O

注：O--生成；×--未生成。

表8-7-5形成准稳态(介稳态)微粉的体系

反应系		温度/℃	生成相			稳态相
			ε-Fe2O3
FeCl2+O2		700- 1990	ν-Fe2O3 α-Fe2O3			α-F2O5
FeCl3+O2		600~900	η-Fe2O3 y-Fe2O3			α-F2O3
TiCl4+O2		700~1400	锐钛矿型TiO2 金红石型TiO2			金红石型TiO2
AlCl3+O2 AlBr3+O2	}	1000- 1200	γ-Al2O3 δ-Al2O3			α-Al2O3
ZrCl4+O2		900- 1200	ZrO2（正方晶系） ZrO2（单斜晶系）			<1200℃单斜晶系
Zr(OR)4 解		325~450	ZrO2（立方晶系）			<- 1900℃立方晶
表8-7-6气相化学法形成氮化物、碳化物微粉的体系
反应系①		反应温度/℃:		生成物	粒径/μm
SiCl4-NH3		1000- 1500		SiNxHy③	0.01-0.11 >0.2			}
SiH4-NH3		500 ~900		SiNxHy③
TiCl4-NH3		600- 100		TiN	0.01-0.4{			TM<250℃ TM>600℃
ZrCl4-NH3		1000- 1500		ZrN	<0.1{			TM<~750℃ TM>~1000℃
VCl4-NH3		700~1200		VN	0.01-0.1 TM~400
(CN3)4Si		900~1400		SiC		0.01-0.2
Si(CH3Cl)3		等离子		SiC		<0.03
SiH4-CH4		1300 ~1400		SiC		0.01-0.1
TiCl4-CH4		等离子		TiC		0.01-0.2
Til4-CH4		1200 ~1400		TiC		0.01-0.15
NbCl5-CH4		等离子		NbC		0.01-0.1
MoCl4-CH4		1200 ~1400		Mo2C	0.02-0.4{		TM>~250℃ TM<~600℃
MoO2-CH4		1356		Mo2C		0.01-0.3

反应系^①	反应温度/℃	生成物	粒径 !"#
WCl6-CH4	1300~1400	WC	0.02~0.03{	TM>100℃ TM<1000℃

①　合成碳化物时有氢共存大于 90%。合成氮化物时一般也要有氢共存。金属化合物浓度小于10%;

②　T_M对氮化物是 MCl₄与NH₃ 的混合 温度: 对碳化物是 MCl_x-CH₄系与H₂的混合温度;

③　在 Si₃N₄中含有过剩的N和H,当温度大于 1300℃时,转化为Si₃N₄。

图8-7-4 液相法制微粉的工艺过程

二、 微粉 的应用

图8-7-5 微粉的主要应用范围

第二节 SiO₂微粉的种类和性能

我们把国外生产的一些硅灰化学成分列于表 8-7-7-表 8-7-9。

表 8 - 7 - 9中 国产硅灰是质量较好的金属硅厂生产的副产品,据我们从铁合金厂取样分析, SiO₂ 含 量在 87% - 93% 之间波动, C 含 量约为 1% - 3%。 硅灰中 SiO₂ 含 量愈高,其比表面积愈大,表 8 ~ 7 ~ 10 列出了国外对一些硅灰试样比表面积的测定结果。

表8-7-7国外硅灰化学组成/%

化学成分	澳大利亚	美国和加拿大 15个工厂		挪威工厂的代表性		标准值①
		最小值	最大值	硅 铁	硅 金 属
SiO2	88.60	63.30	96.00	86-92	94-98	87-94
Al2O3	2.44	0.10	5.45	0.2-0.6	0.10-0.40	0.6-1.4
Fe2O3	2.56	0.10	12.20	0.1-1.0	0.02-0.15	0.5-2.0
C	3.00	1.75	10.00	0.8-3.0	0.2-2.0	0.8-2.0

①挪威 Norcem 公司 的外销产品 标准。

表8-7-8日本的硅灰化学组成/%

硅 灰 化 学 成 分	A	B	C	D
烧失量	2.1	3.4	1.5	2.3
SiO2	91.4	82.3	87.0	89.0
Al2O3	0.5	0.1	0.8	0.4
Fe2O3	1.1	1.3	4.1	1.1
CaO	0.3	1.1	0.7	0.9
MgO	1.7	0.5	0.4	1.0
MnO	0.1
Na2O	0.80	1.00	0.64	1.20
K2O	0.42	1.75	1.2l	1.17
SO3				0.14

表8-7-9 国外硅灰与国产硅灰化学组成对比

化学成分/%	挪威^	北美^‚	中 国 某厂
SiO2	90.0 -96.0	93.7	92.9
Al2O3	0.5-3.0	0.3	0.7
Fe2O3	0.2-0.8	0.8	0.2
MgO	0.5-1.5	0.2	1.09
CaO	0.1-0.5	0.2	0.3
Na2O	0.2-0.7	0.2	2.3
K2O	0.4-1.0	0.5	0.5
C	0.5-1.4	2.6	1.2
S	0.1-0.4	0.1
[O]	0.7-2.5	2.8

E1kem 公司(挪威)的产品小册子数据;

‚加拿大东部工厂的数据。

表8-7-10国外几种硅灰的比表面积

硅 灰 种 类 项 目	A	B	C	D	E	F
SiO2 含量/%	93.1	88.5	93.2	87.3	80.3	84.6
比表面积/(m^2·g^-1)	25.2	13.1	25.0	24.0	21.8	16.4
	SiO2 含量:水泥协会标准试验方法CAJSI^—12
试验方法	比表面积: BET - N2吸附

表 8 - 7 - 11原料的化学组成

原料 百分比/% 化 学 组成	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O
矾土熟料	6.92	81.95	3.64	3.56	0.24	0.55	0.65	0.30
电熔刚玉	0.34	98.01	0.88	0.22	0.40	0.13	0.02	0.18
烧结莫来石	27.10	70.50	0.14	1.72	0.06	0.28		0.08
α-Al2O3	0.06	99.41	0.02					0.04
SiO2超细粉 B	98.50	0.51	0.37
SiO2超细粉 C	99.09				0.17	0.01	0.01	0.01

表8-7-12 SiO₂微粉的化学组成和粒度分布/%

试 样	SiO2	＜	0.5~	3.0~	4.0~	6.0~	8.0~	20.0~
	/%	0.5µm	3.0µm	4.0µm	6.0µm	8.0µm	20.0µm	24.5µm
SiO2 微粉 A	92.90	59.50	14.0	2.40	3.00	4.10	22.50
SiO2微粉 B	98.50		0.77	17.53	38.83	42.86
SiO2微粉 C	99.80		0.06	0.11	0.32	0.67	47.41	51.44

图8-7-6 A试样的显微图像
单偏 480 ×

图 8"7"7 B试样的显微图像
单偏 480 ×

图8-7-8 C试样的显微图像
单偏 480×

表8-7-13试样的配比

配 比/% 试 样	颗 粒			细 粉			分 散 剂 ︵ 外 加 ︶	凝 固 剂 ︵ 外 加 ︶	水 ︵ 外 加 ︶
	矾土熟料	电熔刚玉	烧结莫来石	矾土熟料	α-Al2O3	SiO2 超细粉
S-1	70			25		A5	0.2		6.5
S-2	70			25		B5	0.2		9.0
S-3	70			25		C5	0.2		9.0
S-4	70			25		A5	0.2	1.0	6.5
S-5	70			25		B5	0.2	1.0	9.0
S-6	70			25		C5	0.2	1.0	9.0
M - 1		78			20	A2	0.2	2.0	5.1
M-2		78			20	B2	0.2	2.0	8.0
M-3		78			20	C2	0.2	2.0	8.0
M-4		78			20	A2	0.2		4.8
M-5		78			20	B2	0.2		7.8
M-6		78			20	C2	0.2		7.8
N-1			71		26	A3	0.2		5.8
N-2			71		26	C3	0.2		8.0

表8-7-14试样的性能

配比/% 试样	冷态强度: 抗折(耐压 )/MPa				1500℃×3h烧后线变化/%
	110℃×24h	1000℃×3h	1300℃×3h	1500℃×3h
S-1	3.2(15.8)	25.2(150.4)	31.8(210.9)
S-2	2.1(8.6)	4.0(48.8)	26.5(123.4)
S-3	1.0(7.4)	1.5(16.2)	13.1(97.2)
S-4	5.0(38.4)		24.0(144.0)
S-5	5.0(24.0)		26.0(153.6)
S -6	2.4(8.9)		12.0(72.0)
M - 1			26.6(150.4)	38.1(220.7)	-0.28
M-2			8.0(78.7)	8.0(86.4)	-0.28
M-3			7.3(86.4)	8.0(96.0)	-0.36
M-4		43.0(159.9)	42.0(236.7)	45.1(230.3)
M-5		14.0(124.0)	36.0(134.4)	37.0(105.6)	-0.57
M-6		1.5(16.0)	16.0(134.4)	11.0(172.8)	-0.93
N-1		14.0(104.0)	37.0(96.0)	1300℃ -0.28
N-2		1.5(16.1)	20.0(129.6)	1300℃ +0.50

第三节 SiO₂微粉的低温结合机理

表8-7-15 SiO₂微粉 的化学组成与粒度分布

试样 组成/% 粒 度	SiO2	<	0.5-	3.0-	4.0-	6.0-	8.0-	20.0-
		0.5µm	3.0µm	4.0µm	6.0µm	8.0µm	20.0µm	24.5µm
SiO2 微粉 1 号	92.90	59.50	14.10	2.40	3.00	4.10	22.50
SiO2 微粉 2 号	98.50		0.77	17.53	38.83	42.86
SiO2 微粉 3 号	99.80		0.06	0.11	0.32	0.67	47.41	51.44

图8- 7- 9 三种 SiO₂微粉的显微结构
单偏 100 ×

图8-7-10 三种SiO₂微粉的 X射线衍射图像

图8-7-11 三种SiO₂微粉水化后晾干的差热曲线

图8-7-123种 SiO₂微粉水化后烘干的红外光谱曲线

图8-7-13 3种SiO₂微粉水化增重率与温度之间关系

图8-7-14 1 号和 2 号微粉所制试样强度与烘干温度之间 的关系

图 8-7- 15 3种 SiO₂微粉的浆体在不同温度下烘干后 的显微结构
单偏 100 ×

第四节 SiO₂微粉和Al₂O₃的开始反应温度

图 8 - 7 - 16两种 Al₂O₃- SiO₂系相 图

表 8 - 7 -16原料的化学组成

原 料 组成/%	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O
SiO2 微粉 1	92.90	0.65	0.20		0.25	1.09	2.27	0.52
SiO2微粉 2	98.50	0.51	0.37
SiO2 微粉 3	99.72				0.17	0.01	0.01	0.01
α-Al2O3粉	0.16	98.98	0.25		0.03			0.05
I 矾土熟料粉	14.11	78.59	1.29	3.00	0.27	0.60	0.10	0.89
焦宝石 粉		45.05	1.02
刚玉(电熔)	2.27	93.93			0.14		0.04	0.27
I 级矾土熟料颗粒	8.37	84.52	1.20	3.75	0.76	0.85	0.53	0.09

表 8 - 7 - 17 3种SiO₂微粉 的粒度组成

原料/% 粒度/µm	<0.5	0.5-3.0	3.0-6.0	6.0-8.0	8.0-20
SiO2微粉 1	59.50	14.10	5.40	4.10	22.50
SiO2微粉 2		0.77	56.36	42.86
SiO2 微粉 3		0.06	0.43	0.67	98.85

表8-7-18浇注料试样配比

原料/% 编号	A-1	A-2	A-3	A-4	B-1	B-2	B-3
刚玉颗粒(＜8mm)	70	70	70	70
1级矾土熟料颗粒(＜5mm)					70	70	70
1级矾土熟料细粉	24	24	24	20	24
α-Al2O3细粉						24
焦宝石细粉							24
SiO2 微粉	1号 6	2号 6	3号 6	纯铝酸 钙水泥 10	1号 6	1号 6	1号 6
分散剂（三聚磷酸钠）（外加）	0.2	0.2	0.2		0.2	0.2	0.2
水〔外加）	6.0	8.5	9.2	11.0	6.0	6.0	6.0

表 8 - 7 - 19 注浆成型试样的配比

原料/% 编号	AS- 1	AS-2	AS-3
α-Al2O3粉	80	80	80
SiO2微粉	1号，20	2号，20	3号，20
分散剂〔外加）	1	1	1
水〔外加）	25	30	30

表8-7-20 AS-1试样不同温度下烧后X射线定量分析

处理温度/℃	650	700	800	1050	1150
α-Al2O3含量/%	81	68	66	67	64

表8-7-21 3种试样 800℃×3h烧后X 射线定量分析R

试样编号	AS- 1	AS-2	AS-3
α-Al2O3含量/%	66	65	69

图8-7-17试样在不向温度下煅烧后 的常温抗折强度和常温耐压强度

图8-7-18 AS- 1试样在不同温度下烧后的 X射线定量分析图

图8-7-19 AS-1试样在不同温度下的红外光谱图像

第五节 Al₂O₃微粉的性能

表8-7-22 几种高纯氧化铝的物理性能

制造厂家	PUK	住友化学	新 日本化学	岩谷化学	大明化学	精铝等级
等级名	A-6	AKP-20 AKP-50	2-30	RA-40	T6-10	HPsT
结 晶 形	α-Al2O3	α-Al2O3 α-Al2O3	α-Al2O3	α-Al2O3	α-Al2O3	α-Al2O3
Al2O3/%	> 99.99	> 99.99 > 99.99	> 99.99	> 99.99	> 99.99	> 99.99
中心粒径/µm	0.3	0.4~0.6 0.11~0.3	0.6	0.83	0.35	0.5
体积密度/(g·cm^-3)	0.5~0.6	0.7~1.0	0.20	0.40	0.4	0.3
堆积密度/(g·cm^-3)		1.1 ~ 1.5	0.45	0.95		1.2

制造厂家	PUK	住友化学	新日本化学	岩谷化学	大明化学	精铝等级
比表面积 /(m^2·g^-1)	6±1	4~6 9~16	5~40	513	10
杂质分析值/(µg·g^-1)
Na	5100	<10 <3	510	6	510	530
Si	50	<40 <8	10	20	5 30	15
Mg	53	<10 <3			55
C	51	<10 <3
Fe	20	<20 <8	15	25	5 20	8
制造方法	热分解法	有机金属水解法		火花放电法	AACH
					热分解法

表8-7-23 α-Al₂O₃超微粉的性能

编 号		1	2	3	4	5	6
	Al2O3	99.47	99.43	99.02	99 . 63	99.65	99.86
	Fe2O3	0.01	0.01	0.02	0.01	0.02	0.01
化学成分/%	SiO2	0.01	0.01	0.03	0.07	0.03	0.01
	Na2O	0.33	0.35	0.08	0.06	0.04	0.02
	烧失	0.18	0.20	0.85	0.23	0.23	0.10
	8µm	90	100			95	82 (10µm)
	6µm	77	99			87	50
颗粒分布/%	4µm	44	89		87 (3µm)	70	16 (3µm)
	2µm	13	37	98	69	50
	1µm	5	11	90	10	25
	0.5µm			65
颗粒平均粒径/µm	4.5	2.4	0.4	1.8	2.0	6.0
密度/(/g·cm^-3)	3.95	3.65	3.90	3.95	3.95	3.95

表 8-7-24原料的化学组成

原料 组成/%	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O
白刚玉颗粒	0.34	98.01	0.88	0.22	0.40	0.13	0.02	0.18
白刚玉细粉	0.12	99.13	0.93		0.06	0.03	0.02	0.17
α-Al2O3细粉	0.16	98.98	0.25		0.03			0.05

图8-7-20 A₁,厂标粒度9µm

单偏 400×

图8-7-21 A₂,厂标粒度6µm

单偏 400 ×

图8-7-22 A₃,厂标粒度3µm

单偏 400 ×

图8-7-23 A₂,厂标粒度5µm

单偏 400 ×

图8-7-24 A₅,厂标粒度1µm

单偏 400 ×

图8-7-25 A₇,厂标粒度2µm

单偏 400 ×

图 8-7-26 A₈,厂标粒度 α-Al₂O₃

单偏 400 ×

图8-7-27 A₉,厂标粒度5µm

单偏 400 ×

表8-7-25 微粉的粒度分布、堆积密度和水化增重率

项目 试样	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7	A8	A9	A10	A11	A12	A13
厂标粒度/µm	9	6	3	5	1	2	2	自磨	^5	1	2	3	74
水化增重率/%	0	0	0.09	0.08	0	0	0.11	0.18	0	2.2	2.6	5.4	0
堆积密度/(g·cm^-3)	1.01	1.03	1 . 07	1.02	0.48	0.92	0.59	1.16	1.25	0.49	0.65	0.85	1.79
粒度分布粒径粒数/%	20µm 28.2	100µm 1.4	10µm 5.4	10µm 5.1	5µm 2.2	5µm 3.0	2µm 75.0	10µm 12.3	30µm 12.0
	8µm 53.8	30µm 37.0	5 µm 8.6	5µm 30.1	3µm 17.4	2µm 80.0	1µm 25.0	5µm 14.0	15µm 18.5
	2µm 18.0	8µm 61.6	2µm 86.0	2µm 64.4	1µm 80.4	1µm 17.0		2µm 73.7	3µm 61.5

表8-7-26 试样的配比与性能

试样 性能	微粉、粒度/µm	加入量/%	抗折强度/MPa	耐压强度/MPa	烧后线变化/%	气孔率/%	体积密度/(g·cm^-3)
B-1	A1 ，9	20	15.9	13.5	-0.66	38.4	2.44
B-2	A2 ，6	20	10.4	13.6	-0.51	39.2	2.41
B-3	A 3 ，3	20	23.7	38 . 5	- 0.41	35.2	2.56
B-4	A4 ，5	20	17.6	40 . 1	-0.52	35.9	2.54
B-5	A5 ，1	20	24.5	38 . 8	- 0.45	34.8	2.58
B-6	A6 ，2	20	25.2	30.9	-0.53	34.7	2.58
B-7	A7 ，2	20	25.7	27 . 5	-0.70	34.8	2.61
B-8	A 8 ，自磨(5)	20	17.8	14.9	-0.73	37.2	2.48
B-9	A 9 ，10	20	10.7		- 1.14	31.9	2.64
B-10	A 10 ，1	20	3.6	2.7	- 1.35	52.5	1.87
B-11	A11 ，2	20	2.6		- 1.10	50.4	1.95

试样 性能	微粉、粒度/µm	加入量/%	抗折强度/MPa	耐压强度/MPa	烧后线变化/%	气孔率/%	体积密度/(g·cm^-3)
B-12	A12，3	20	2.7		-0.57	50.5	1.95
B-13	A13，74	20	3.6	2.1	+0.39	47.5	2.07
B-14	A7 ，2	5	9.2	11.1	-0.17	40.1	2.36
B-15	A7 ，2	10	13.7	17.8	-0.41	38.9	2.41
B-16	A7 ，2	15	34.8	34.8	-1.54	36.9	2.49

表8-7-26所列结果如图 8-7-28~图 8-7-32所示。

图8-7-28 试样抗折强度、耐压强度与微粉粒度间关系

O—抗折强度; △—耐压强度

图8-7-29试样体积密度气孔率与微粉粒度间关系

O—体积强度;△—气孔率

图8-7-30 试样抗折、 耐压强度与微粉加入量间关系

O—抗折强度; △—耐压强度

图 8-7-31试样线收缩与微粉加入量间关系

图 8-7-32试样气孔率、体积密度与微粉加入量间关系
O—气孔率;△—体积密度

第六节 锆英石、碳化硅、莫来石和尖晶石微粉的性能

表8-7-27 按组成分类的精细陶瓷

氧化物系陶瓷		非氧化物系陶瓷
陶瓷名称	组成	陶瓷名称	组成
氧化铝	Al2O3	氮化硅	Si3N4
块滑 石	MgO·SiO2	氮化铝	AlN
镁橄榄石	2MgO·SiO2	氮化硼	BN
氧化锆	ZrO2	氮化钛	TiN
锆质陶瓷	ZrO2·SiO2	碳化硅	SiC
氧化铍	BeO	碳化钨	WC
氧化镁	MgO	碳化钛	TiC
氧化 钛	TiO2	碳化硼	B4C
钛酸钡	BaTiO3	硅化钼
钛锆酸铅	Pb(Zr·Ti)O3	硼化镧
锰锌铁酸盐	（Mn、Zn）Fe2O3	硼化钛	TiB2
		硼化锆	ZrB2

表8-7-28 精细 陶瓷按用途分类

类别	部件名称用途		代表性材料
结 构型 陶 瓷	耐磨部件	轴承材料 刀具材料	热压Si3N4 Sialon,Si3N4,SiC
	结构部件	发动机材料	SiC,Sialon,PSZ
	火材料	MHD电极材料 MHD通道材料	laCrOa,ZrO2, MgO,CaZrO2,ZrSrO2,
	反应堆部件	热核反应堆 内壁原子能核燃料	Si3N4,SiC,C UO2,UO
	换热器部件	换热器材料	MAS,LAS,AS,AT

类别	部件名称用途		代表性材料
结 构 型 陶 瓷	隔膜部件	高温电池 碱性电池	Al2O3 , CeO2, HfO2,ZrO2, BN, ZrO2
	载体	催化载体 催化燃料	LAS, Al2O3 MAS
	耐酸部件	泵,阀门	Al2O3
	绝缘部件	基片材料 装置瓷(火花塞)	BeO2,Al2O3,SiC Al2O3
	润滑部件	拉丝润滑材料	BN, C
功 能 性 陶瓷	电功能	点火元件,压电元件 滤波器,表面波装置	SiO2,BaTiO3 PZT, PLZT, SPM PCM
	电热功能	发热元件	SC, MoSi2,ZrO2
	湿敏功能	湿度计	ZnO
	光学功能	激光材料 透光材料(钠灯) 透红外材料	红宝石(Al2O3),钇铝石榴石 MgF2 , CaF2
	热敏功能	热敏电阻磁	PbSe 等半导体
	磁性功能	变压器芯	(Ba, Si) 0.6Fe2O3 (Mn, Zn)Fe3O4
	记忆功能	计算机	钇铝石榴石
	声 光功能	声 光开关	PbMoO, TeO2
	电光功能	光开关	LiNbO3, LiO3
	气敏功能	氧量计等	ZrO2

图8-7-33 激光法合成 SiC 超细粉末实验装置示意图
1—收集器; 2—阀 门 ; 3—质量流量计; 4—预混 合 室;
5—真空泵; 6—透镜; 7—激光

表8-7-29 激光法合成 SiC 超细粉末主要工作条件及结果

条件	MIT	法国		中科院	中国建材院
激光功率/W	150	50	1500	50	50
功率密度/(W· cm^-2)	530 -5200	1600 -2000	700	637	860-1000
反 应气压/M Pa	0.07-0.09	0.08-0.12	0.1	0.05	0.08
SiH4 流量/(mL· min^-1)	20-36	17.5-34.2	300	1.6	10
C2H4流量/(mL·min^-1)	12.5-20	11-19	165	15	20
SiC%			> 90	> 95	> 96
C/Si 比	0.9-1.1	0.8-1.09	1.05	0.98	0.97
粒径/nm	18-49	29-34	31-33	36	20-35
O2/%	0.33-1.3			1-7.6	2.34
反应产率1(g·h^-1)	1.0-10	1.5-3.0	30	0.1	>0.6

机 械 方 法

球 磨 法 摩 擦 法 振动球磨法 乳钵、乳棒

热分解 法	加 热 法 喷雾干燥法 火焰喷雾法 等离子法 气相反应法 冰结干燥法 加热煤油法 加热石油法
沉淀法	共 沉 法
水解法	盐水溶液法 烷氧基金属法 溶胶·凝法
水热法	沉 淀法 结 晶 化 法 水热分解法 水 热氧化法

表 8 - 7 - 31 原料的化学组成

原 料 化学组成/%	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O	ZrO2
α-Al2O3	0.16	98.98	0.25		0.03			0.05
锆英石	31.82		1.38	0.09					64.68
SiC	SiC98.20
电熔尖 晶石	1.25	44.10	0.42			53.90
电熔镁砂	0.56	0.12	0.50		0.82	98.00		0.13
中档镁砂						95.29

表8-7-32 微粉的堆积密度及水化增重率

编号	Z-1	Z-2	Z-3	M-1	M-2	M-3	M-4	S-1	S-2	S-3	J-1
微粉名称	锆英石	锆英石	锆英石	莫来石	莫来 石	莫来 石	莫来石	SiC	SiC	SiC	尖晶石
产地	江苏	江苏	自磨	江苏	自磨 (电熔)	自磨 (烧结)	武汉 (搅拌磨)	江苏	江苏	自磨	江苏
厂标粒度/µm	5	2		3				2	3		3
堆积密度 /g·cm^-3	0.83	1.05	1.81	0.63	1.07	1.02	1.04	0.47	0.69	1.19	1.08
水化增重率/%	0	0	0	0.14	0	0	0	0.15	0	0	0.32

为了观察 各 种微粉的表面形 貌, 在显微镜下观察了用复合分散剂在水中分散后的形态,并用各种粒径按颗粒数目的百分比统计了其粒度分布(按题粒数目),结果如图 8-7-34~ 图 8-7-45所示。

图8-7-34 Z-1试样粒度分布(7)

单偏 400×

图8-7-35 Z-2试样粒度分布(%)

单偏400 ×

图8-7-36 Z-3试 粒度分布(%)

单偏400 ×

图8-7-37 S- 1试 粒度分布(%)

图8-7-38 S-2试粒度分布(%)

图8-7-39 S-3试样粒度分布(%)

图8-7-40 M- 1试样粒度分布(%)

图8-7-41 M-2试样粒度分布(%)

图8-7-42 M-3试样粒度分布(%)

图8-7-43 M-4试样粒度分布(%)

图 8-7-44 M-5试样(环缝磨)粒度分布(%)

图 8-7-45 J- 1试样粒度分布(%)

表8-7-33 试样的配比与性能

编 号 配比与性能	细 粉加入种类,量/%	颗粒/%	抗折/MPa	耐压/MPa	气孔率/%	体积密度/g·cm^-3
1	Z- 1,20;α-Al2O3 ,30	刚玉,50	2.44	7.0	34.2	2.55
2	Z-2,20;α-Al2O3 ,30	同上	1.85	7.4	31.6	2.62
3	Z-3,20;α-Al2O3 ,30	同上	2.49	10.2	31.3	2.64
4	Z-1,5;α-Al2O3 ,45	同上	5.95	28.4	29.2	2.72
5	Z-1,10; α-Al2O3 ,40	同上	3.74	18.8	29.6	2.75
6	Z-1,15;α-Al2O3 ,35	同上	2.73	7.8	32.7	2.62
7	M - 1,20; M -2,30	电熔漠来石 50	2.20	8.4	45.0	1.73
8	M - 4,20; M - 2,30	同 上	1.37	8.2	46.3	1.68
9	M - 5,20; M - 2,30	同 上	5.28	16.2	32.0	2.14
10	M - 2,50	同 上	1.35	4.6	38.2	2.17
11	M - 3,50	同 上	1.09	5.1	42.4	2.03
12	S - 1,20;S - 3,30	SiC, 50	2.71	28.8	35.6	1.90

编 号 配比与性能	细粉加入种类,量/%	颗粒/%	抗折/MPa	耐压/MPa	气孔率/%	体积密度/g·cm^-3
13	S-2,20;S-3,30	同上	1.73	9.8	35.1	1.98
14	S-3,50	同上	0.82	<0.2	39.1	1.73
15	J-1, 20;尖晶石粉,30	电熔镁砂,50	1.62	5.8	34.1	2.33
16	尖晶石粉,50	同上	<0.2	<0.2	49.7	1.78

图 8-7-46锆 英石微粉 加入量对试样性能的 影 响

图8-7-47 l号试样的显微结构
单偏 96×

图8-7-48 4号试样的显微结构
单偏l00×

图8-7-49 5号试样的显微结构
单偏l00×

图8-7-50 6号 试样 的显微结构
单偏l00×