1、耐材百问耐火材料知识100问发布时间:13/10/27来源:本站原材料部分1、耐火原料的组成有哪些？耐火原料的组成可分为四部分：主成份。它是主题，占绝对多量，决定着耐火原料的质量；（2）杂质成份。是指天然原料本身伴生的或加工过程带入的对耐火原料有不良影响的成份，它占极少量，在高温下有熔剂作用，可降低原料的耐火性能。一般来说，K2O、Na2O、Fe、FeO或Fe2O3都是杂质成份。碱性或中性耐火原料中的酸性氧化物（R2O。如SiO2、 CO2、TiO2等）是杂质，酸性或中性耐火原料中的碱性氧化物（CaO、MgO、ZrO2等）也是杂质成份。（3）添加成份。如矿化剂、稳定剂、烧结剂、耐磨剂、吸附剂和
2、洁净剂等。（4）烧失量（LOI）。它代表着原料在1000-1100烧后排出的气体重量。2、耐火原料的性质有哪些？耐火原料的质量取决其性质。它是评价耐火原料质量的标准，也是依据。它的性质包括：第一、化学矿物组成。即化学成份和矿物晶相结构；第二、物理性质：主要有气孔率、吸水率、体积密度、真密度和硬度等；第三、工艺性。系耐火原料在生产加工过程中所表现出来的特性，主要有粒度与颗粒尺寸分布，细度与比表面积，可塑性与结合性，干燥收缩，烧成收缩，烧结温度及范围等。第四、热学性质。主要指熔点、耐火度、导热性、热膨胀性等。3、耐火原料的性质是什么决定的？耐火原料的性质（好、坏）是耐火原料的化学组成和晶体结构决定
3、的。一般来说，对同一种原料若化学组成相同，其晶体结构也相同。但如果化学组成虽然相同，晶体结构却不同的耐火原料（如三石、兰晶石、硅线石和红柱石等），其性质也不同。判定一种耐火材料的优劣，不但要检测其化学成份，还要分析其晶体结构。如同样是70莫来石，化学成份基本相同，但由于生产工艺（均化、配比、烧成）不同，其主晶相（莫来石相）含量也不同，因而使用性能也不同。4、为什么蓝晶石、硅线石和红柱石三种原料的化学成分相同，而耐火性质不同？因为其三种原料虽有相同的化学成分，但由于生成条件不同而造成不同的晶体构造，从而导致耐火性质不一样。5、为什么耐火原料生产前先要进行均化？因为生产耐火原料的大部分原料都是天然
4、矿物，成分很不稳定，制成制品后，品位低的原料在高温下先形成液相致其整体高温性能下降，造成“木桶短板效应”，只有通过均化后才能使原料的成分均匀一致，从而使制品质量稳定。6、为什么说原料共磨的效果要好的多？人工合成原料的关键就是两种甚至几种原料的混合程度，混合的越均匀，在烧结的时候矿物的反应就越完全，使得产品体积密度提高，产品质量更稳定。同时，还降低烧成温度，节约能源。7、原料欠烧、过烧为什么说不好？耐火原料都有一个最佳的烧结温度，在这温度区间，烧结的原料体密最好、气孔率最低。而低于或高于此温度时，原料会出现欠烧或过烧现象，导致体密下降，气孔率增大，从而造成原料的高温性能如荷软、耐磨、耐震、抗冲刷
5、、抗渣性等都下降。另外，欠烧或过烧的原料因没有充分烧结或过烧还存在体积效应，对制品的体积稳定性有很大的影响，在使用时可能因为材料的膨胀或收缩造成脱落。8、为什么湿法工艺比干法工艺要好？第一，因添加水，减少粉尘污染，起到环保作用；第二，因为水在共磨时的劈裂作用使原料的颗粒更细、更分散，更均化；第三，成型的坯体更致密；第四，烧结后体密高；第五，烧结温度较低，有利节约能源。9、为什么说矾土均化料要比天然矾土熟料质量好？这是因为天然矿物的化学成份很不稳定。例如同一批高铝矿石，每一块矿石和每块矿石每一颗粒的化学成分含量都不尽相同，这也导致烧成温度不相同，很容易出现欠烧和过烧现象。当它做成制品后，会直接影
6、响高温使用性能，出现“木桶短板效应”。而矿石经过充分均化后的原料，成分均匀，质量稳定，无需人工拣选，综合性价比高。10、为什么说耐火原料越高纯，烧结越困难，而且高温性能越好？因为其耐火原料的杂质越低，其高温时没有或很少量产生低熔物，与主成份形不成共融液相使其降低烧结温度。因此，高纯原料因为杂质少使其高温性能好。11、为什么说耐火原料的杂质越低越好？杂质成份在高温下具有强烈的熔剂作用，他们之间互相作用或与主成份作用，从而降低耐火原料的使用性能。12、为什么耐火原料中不能有木屑、碎纸等杂质？木屑、碎纸等杂质混入原料后，在高温煅烧时会留下气孔和微量的碳，从而影响制品的性能。13、为什么说生矿石一般不
7、能直接用做耐火制品的原料？因为天然矿石中含有大量的吸附水和结晶水，在高温下，因为水的排除及矿物结构等一系列物理化学变化对其体积变化有较大影响，如果直接使用的话，会产生大的体积效应，不易生产出合格的制品。14、为什么说工业氧化铝不能直接用于耐火制品使用？因为工业氧化铝中含有45-76%左右的-氧化铝，在高温煅烧时转变成a-氧化铝，伴随14.5%的体积收缩，若直接用在制品中，体积的收缩会造成耐火制品的脱落，所以不能直接使用。15、为什么氧化铝越高的生矾土细粉越难成型？生矾土随氧化铝含量的增加，矿物结构发生变化，可塑性变差，从而导致成型困难。16、为什么说高铝耐火原料的铝含量越高，耐火度、荷软也越高
8、？在高铝原料中，随着铝含量的增高形成的矿物主晶相刚玉相也越高，刚玉相的结晶晶体结合力就会增大，从而使其耐火度提高，荷软提高。17、为什么原料烧成前需要干燥？因为成型后的坯体中含有大量的水分，不干燥直接进窑，遇到高温，水分的急剧挥发会使砖坯崩裂，甚至窑车坍塌；另外，湿坯的强度较低，易碎不能搬运、装卸。所以，进窑前一定要充分干燥，尽量使水分挥发，强度提高。18、合成烧结耐火原料比电熔耐火原料有哪些优点？第一，合成烧结耐火原料成份更均匀，质量更稳定；第二，合成烧结耐火原料不含碳等有害杂质；第三，合成烧结耐火原料有许多闭口气孔，具有更好的热震稳定性；第四，合成烧结耐火原料有较好的韧性；第五，合成烧结耐
9、火原料能耗低，价格低。19、回转窑比隧道窑煅烧的优点有哪些？第一：回转窑烧结的原料更均匀，欠烧、过烧现象少；第二：回转窑节约人力，而且能耗低；第三：回转窑升温快；第四：回转窑不会出现塞车事故。20、为什么说耐火原料的吸水率越低越好？第一，吸水率低的话，在生产制品时减少水用量，使其结合更致密，增强强度；第二，吸水率低，熔渣或气体对材料的侵蚀速度较慢，有利于提高使用寿命。21、为什么说耐火原料的体密越高越好？一般来讲，耐火原料的体密越高，其制品的机械性能（耐磨、耐压等）和高温性能（耐火、抗侵蚀）也越好。22、为什么说高铝质耐火原料的体密并非是越高越好？一般来说，耐火原料的体密越高，则吸水率低，主晶
10、相含量高，其制品的使用性能也越好。但由于高铝质（如铝矾土、刚玉等）耐火原料的抗热震性能因本身结构因普遍较低，而且随着AL2O3含量的增加或体密的增加，其热震性能会更差，所以，对于高铝质原料，为了兼顾其热震性和其它耐火性能，其体密并非越高越好，而是应适中为宜。否则，即是再好的耐火制品，如果热震性能差（耐火制品会发生断裂、坍落等），其使用寿命都是短暂的。23、为什么说耐火原料的体积密度有时并不是越高越好？体积密度越高，晶体发育粗大，气孔少，造成制品热震稳定性差；另外与做成的制品种类有关，例如在轻质保温耐火材料中，若用高的体积密度，气孔率（闭口气孔率）低使其隔热性能不好，所以并不是说体积密度越高越好
11、。24、如何准确检测原料的化学指标？第一，蒸溜水一定要洁净；第二，所用药品要正规；第三，要有标样对比；第四，计量要准确；第五，制样器皿和工具要洁净无污染；第六，取样要有代表性；第七，熔样和加药放置的时间要标准。25、为什么耐火原料的包装计量要准确？生产制品时，需要计量配比，若耐火原料每袋重量都很稳定的话，就可以直接按照包装上的重量来配比，节省时间和人力。若计量不准，可能造成配比出现误差，影响制品质量。26、为什么说耐火原料要防水、防雨？经过水的耐火原料吸收一定水分，当加工成骨料或细粉时，不仅在混碾时会团聚，不易均匀分散，而且会使制品含水量增加，影响制品性能。特别是一些碱性耐火原料，极易吸水粉化
12、，从而严重影响耐火性能。27、为什么化验室检测产品中的铁含量时，制样不能使用铁制工具、器皿？使用铁制工具、器皿制样进行捣打研磨时，会带入机械铁，这样使得检测的铁含量出现偏高。28、为什么说生产耐火材料（含耐火原料）有时需要加入结合剂，而且加入量越少越好？在耐火材料及原料中，成型时因可塑性差、粘结性不好等因素，造成坯体强度较低，不易搬运和装卸，在高温时甚至导致坍塌，这就需要添加一定量的结合剂发生反应，使其具有良好的可塑性和强度。但添加过多，耐火材料（原料）会与其反应形成杂质，影响耐火材料的高温性能等。29、为什么耐火原料生产中有时要加入添加剂？第一，改善性能，使之符合预期的要求；第二，增加新的功
13、能；第三，降低烧结温度或扩大烧结范围。30、为什么耐火原料在烧结时有时要添加一些微量的烧结助剂？第一，降低烧结温度，节能降耗；第二，扩大烧结范围。31、为什么生产耐火原料成型时需要排气？第一，减少层裂，增强强度；第二，使坯体更致密，提高烧结的体积密度。32、耐火原料破碎时为什么要进行筛分？由耐火原料所做的制品（砖或不定型耐火材料）都是由不同颗粒组成的，颗粒级配对材料的致密度、强度影响很大，筛余过高过低均会导致坯体不能达到紧密堆积，从而影响致密度和强度。33、为什么说做不定型耐火材料时，可用回转窑煅烧的耐火原料直接筛分成相应规格的粒度使用，而勿需破碎加工？经回转窑煅烧的耐火原料粒度圆润、饱满，通
14、过筛分成不同颗粒配比时，具有极高流动性和堆积密度，因此，勿需破碎加工。34、为什么耐火原料要用巴马克加工骨料？因为巴马可加工的粒度比较圆润、饱满，可以看做一个球型。实践证明在不同颗粒形状配比时，唯球形颗粒因为流动性较好而使堆积密度最高，所以要用巴马克加工。35、为什么说三氧化二铝（AL2O3）有时也是杂质？AL2O3在高铝质耐火原料中是主成份，其含量多少决定着高铝质耐火原料的质量。但AL2O3在其它耐火原料中，如镁砂、白云石和碳化硅中等等，却是杂质成份。所以，在生产碱性制品时，一定要防止高铝质原料混入；反之，在生产高铝质耐火制品时，一定要防止碱性氧化物（MgO或CaO)的混入。总之，同一种物质
15、在不同的耐火原料中存在时，有时是主成份，有时则是杂质，换句话说，同一种物质，当它在某种耐火原料中大量存在时，则为主成份，反之则为杂质。36、为什么说Fe、FeO或Fe2O3有时也是主成份？一般来说，Fe、FeO或Fe2O3几乎在所有耐火原料中均是杂质成份。但当它们在还原气氛下与AL2O3相遇时，可加热生成铁铝尖晶石（FeOAL2O3）。铁铝尖晶石是制造铁铝制品的重要耐火原料，可取代镁铬砖在水泥窑烧成带使用。此时Fe、FeO或Fe2O3则是生成铁铝尖晶石的主成份。37、氧化钾（K2O）是杂质，为什么生产45莫来石中还要添加一部分钾长石？45莫来石在烧结时富余的硅有一个晶相转变，会出现方石英或其它
16、结晶形态的二氧化硅，增加了体积膨胀，造成高温下体积不稳定。当添加一部分的钾长石时，由于氧化钾和二氧化硅产生反应不能形成结晶态的二氧化硅，从而消除膨胀。38、为什么矾土熟料或莫来石中即使混入少量的镁质材料也不行？矾土熟料、莫来石属于中性耐火材料，而镁质材料属碱性，对于中性材料来说，碱性耐火材料就属于杂质，少量的镁质材料与莫来石、矾土结合就会形成大量的液相，从而使其高温性能下降。39、莫来石，矾土熟料和尖晶石等原料中为什么要求FeO（Fe2O3，Fe3O4）、K2O、Na2O和TiO2越低越好？因为铁、钛、钾、钠等在上述原料中都属于有害杂质，它们使制品的高温性能下降，在很低温度就形成液相，从而降低
17、制品的耐火性能。40、为什么说莫来石的热震稳定性好？因为莫来石的晶体是相互交错穿插而构成的坚固网络骨架，从而使得莫来石能经受得起温度的急剧变化而不产生裂纹或崩裂。所以具有良好的热震稳定性。41、为什么45莫来石、氧化铝莫来石都是白色？它们都有一个共同点，就是杂质含量比较低，特别是氧化铁和氧化钛这些着色离子，在45莫来石和氧化铝莫来石中含量都小于1.0%，所以成白色。42、为什么说镁铝尖晶石质耐火原料的体密越高越好？镁铝尖晶石质耐火原料具有好的抗热震性、抗碱性和搞侵蚀性。有资料显示：氧化铝基尖晶石的体密每增加1%，其气孔率相应减少15%左右。由此可见，镁铝尖晶石质原料随着体密的增加，其气孔率下降
18、幅度很大。实践证明，低气孔率的尖晶石具有更好的使用性能，才能使其优越性能充分发挥出来。要使气孔率低，就必须使尖晶石的体密提高。43、为什么氧化铝基镁铝尖晶石要比矾土基尖晶石性能更好？矾土基尖晶石中含有很多天然矿物带进的杂质，例如：二氧化硅，氧化铁等，总含量在8%左右。这些杂质因为在高温时形成大量的液相使得矾土基尖晶石使用性能下降；而氧化铝基尖晶石中的各项杂质含量非常低，只有1%左右，对制品的性能影响极小，所以说氧化铝基镁铝尖晶石比矾土基镁铝尖晶石性能要好。44、为什么说镁铝尖晶石具有优异的抗渣性？镁铝尖晶石为碱性耐火原料，不被碱性熔渣侵蚀，为此具有良好的抗渣性。45、为什么说镁铝尖晶石适用于钢
19、包、石灰窑以及玻璃窑中？因为钢包、石灰窑及玻璃窑中含有大量的碱性物质，如熔渣（包括碱性气氛），而镁铝尖晶石是属于碱性耐火材料，与此不反应，不被侵蚀。46、为什么生产镁铝尖晶石制品时只需要细粉和0-1两种规格？镁铝尖晶石的优点其一是具有良好的抗碱性渣侵蚀和热震的性能，在做镁铝制品时，大颗粒采用镁砂，用尖晶石粉料和0-1填充基质部分可以对碱性熔渣（包括液相和气相）有良好的抗侵蚀性和热震稳定性。47、为什么说板状刚玉要比电熔白刚玉的热震稳定性要好？因为板状刚玉比电熔白刚玉中含有较多的气孔和微裂纹，所以具有良好的热震稳定性。48、为什么说棕刚玉制品有时候会出现爆裂、粉化现象？因为棕刚玉中含有少量的碳，
20、在高温时因为碳的氧化形成气体急剧排除，而导致棕刚玉制品爆裂、粉化。49、为什么铝矾土均化料在有些高温部位有时没有天然烧结矾土的使用效果好？耐火原料使用的好坏，是一个综合指标，不仅要求其耐火性能，还有耐压、耐磨、抗热震、耐侵蚀等特性，由于铝矾土均化料成分均匀、烧结质量稳定，具有较好的耐火性、耐压性、耐磨性和抗侵蚀性，但由于体密过高可能使其热震稳定性比天然烧结（过烧、欠烧、化学成份差异大等）的热震稳定性要差一些，因而对温度变化大的部分，均化铝矾土的使用效果可能要差一些。注意到这一点，生产制品配比时可采用原料的差异化方案，可有效弥补这一点。50、为什么说轻质耐火原料具有隔热保温作用？因为轻质耐火原料
21、中含有大量的气孔，而气体的热导率要比耐火材料的热导率低得多，使其具有隔热保温作用。51、为什么加工铝矾土矿粉时，球磨机内的研磨球要选氧化铝球？铝矾土主要成份是三氧化二铝，其他的成分都是杂质，若用低铝陶瓷球或钢球会导致硅、铁等杂质的增加，从而影响原料的高温性能。52、目前超细粉的合成方法有哪些？主要有以下三种方法：第一：固相法。系将金属氧化物或其它盐按配比充分混合研磨，然后再煅烧，如莫来石微粉的合成；第二、液相法。系将原料在液体中均匀分散、混合，然后通过反应合成再进行分离、收集。如AL2O3熔胶和SiO2熔胶等。第三、气相法。系指利用电弧或化学燃烧将原料气化并反应而得。如氮化物、碳化物等等。目前
22、应用最多的粉体有SiO2、Si3N、CiC、ZrO2、AL2O3等。53、耐火原料的发展趋势是什么？第一，高纯化；第二，人工合成化；第三，粉体化，特别是纳米材料化。材料到一定细度时，可表现出与传统材料不同的优异性能，从而大大改善耐火材料的特性；第四，多功能化，如吸附功能、清洁功能等等。制品部分54、耐火制品是如何组成的？一般来说，耐火制品是由以下三部分组成的：第一，主成份。主要是指包括粉体和骨料的耐火原料。其中，粉体是基质部分，是决定耐火制品好坏的基础部分。从理论上讲，粉体其越细越好，而且要应有科学的级配。杂质含量越少越好；而骨料是耐火制品骨架部分，起支撑作用。从理论上讲，骨料部分必须有严格的
23、级配，而且级配越多越好，从而取得最大堆积密度。粉体和骨料相辅相成，二者缺一不可。但经混碾成型后，粉体会将骨料进行包裹，它最先接触高温气氛，因此，在原料选择上粉体比骨料好一个档次。第二，结合剂。它是耐火原料的重要组成部分。离开了结合剂，耐火制品就是一盘散沙，无法体现其使用价值。好的结合剂还可一物多用，从而进一步提高耐火制品的使用价值。第三，添加剂。它是大多数耐火制品不可或缺的部分。各类耐火制品离开添加剂均可使用，但若想延长使用寿命、降低制造成本或增加新的功能，就必须有添加剂。55、生产耐火制品时如何选择耐火骨料？第一，选择杂质含量少的耐火骨料。通过化验检测可鉴别。第二，选择人工均化合成的耐火骨料
24、。（1）由天然矿石烧结的耐火原料，由于成份不稳定，极易造成“木桶短板效应”；（2）优质的天然矿石越来越少。由于资源枯竭，必须要对天然矿进行人工均化、提纯，以节约能源，提高效益；（3）人工均化合成原料可按人的意愿添加新成份、增加新功能。多功能材料是高温工业发展的必然要求；（4）虽然天然矿石烧结耐火原料成本较低，但其综合性价比远低于人工均化合成原料。第三，选择烧结充分的耐火骨料。一般来说，烧结充分的耐火骨料，其体积密度高，吸水率低，主晶相多，制品烧成时温度变化小，耐火性能好。可通过物理检测和主晶相分析判断，也可粗略地从颜色、吸附强度、断面均匀度先行判断。颜色重的多为过烧，颜色浅的多为欠烧，颜色不均
25、匀的多为夹生。第四，选择磁性物料少的骨料。可通过磁棒鉴别。磁性物一般是耐火原料在破碎加工时带入的机械铁。如果含量较高时，所制成的耐火制品的表面有很多黑点，严重影响美观，同时影响耐火性能。第五，选择颗粒圆润、饱满的骨料。一般用巴马克加工的骨料可以达到要求。这样的骨料具有较好的分散性和流动性，容易在成型时分布均匀，减少偏析现象。56、生产耐火制品时，如何选择粉体？第一，选择颜色均匀的粉体；第二，选择吸水率低的粉体；第三，选择磁性物低的粉体；第四，选择通过筛率高的粉体；第五，选择杂质含量低，且比相匹配的骨料高一档次的粉体。57、为什么耐火材料一般由基质（粉体部分）和骨料两部分组成？单纯一种粒度是无法
26、达到最紧密堆积使其致密，同种颗粒在堆积时，中间有许多空隙，需要小一级的颗粒填充。耐火材料需要颗粒和粉体堆积填充才使制品致密，获得更好的使用性能。58、生产制品时对粒度为什么要求不同？第一，在生产制品时，要求成型时胚体达到最紧密堆积，而采用单一一种颗粒是不可能达到紧密堆积的，只有不同颗粒（一般为三种或四种颗粒：细、中、粗颗粒）的合理配比才能达到最紧密堆积。第二，相同材料的不同用途,如生产喷涂料和浇注料，喷涂料所用颗粒都较小（0-1和粉料），而浇注料还需要大颗粒做支撑作用。第三，不同材料的不同用途。59、为什么要求耐火制品的配比中基质部分比颗粒部分更好一个档次？耐火材料的基质部分是粉体，它经过混碾
27、后将骨料颗粒覆盖包裹。耐火材料在高温使用过程中，与渣（气相，液相）最先接触的是包裹在颗粒外面的粉体，也就是基质，若基质部分杂质含量较高，则造成基质部分被侵蚀、冲刷，从而造成制品的整体性能下降。60、为什么耐火制品的配方要有不同的颗粒级配？同一规格颗粒在堆积后中间会有许多空隙，那就需要再填充小一级的颗粒，例如，打刚玉砖时，在3-5颗粒中填充1-3,0-1及粉料，从而达到最紧密堆积。61、为什么耐火制品不能由单一的耐火粒度构成？采用单一耐火粒度难形成紧密堆积，严重影响耐火制品致密度和强度，从而影响使用效果。62、耐火制品在生产时，各类耐火原料、结合剂、添加剂为何要精确计量？第一，只有精确计量，才能
28、保证其内在耐火性能；第二，只有精确计量，才能保证其工艺性能，确保后续工序顺利进行；第三，只有精确计量，才能保证其外观尺寸；第四，只有精确计量，才以保证其其它功能。63、为什么耐火制品在成型时要添加一部分结合剂？主要因为：第一，有利于成型，起定型作用； 第二，为了增强坯体强度，减少后续工序坯体的损坏程度，防止烧成倒垛；第三，促进制品致密化。64、为什么生产耐火制品应尽量减少用水量？耐火制品（耐火砖或不定型材料）在生产时，往往需要添加一定量的水。水不仅具有分散作用，可使耐火原料和添加剂充分混合，同时水还是廉价的结合剂，可使物料临时结合，易于成型。由于耐火制品在成型时添加了一定量的水，在进行烘干或烧
29、成工序时，这些水分会形成蒸汽从制品中排出。由于水排出会产生蒸汽压，必然会破坏耐火制品的内部结构，严重时会使耐火制品变形爆裂，从而降低制品使用性能，同时会增加能耗。因此，从理论上说，耐火制品在成型时其加水量越低（直至为零）越好。无水泡泥的产生便是很好的例子。无水（或低水）耐火制品的开发利用是世界耐火行业一大难题，也是耐火行业必然发展方向。65、如何减少耐火制品的用水量？第一、选用体密高的耐火原料。体密高的耐火原料气孔率低，因而吸水率低；第二、添加适量的减水剂；第三、依靠科技，创新生产装备、生产工艺；第四、研发更高效的减水剂。66、耐火制品在成型时，如何选择减水剂？一般来说，减水剂添加到耐火制品中，是杂质成份，这在产生减水效果的同时，也会降低制品的耐火性能。所以，选择减水剂有如下原则：第一，选择高效的，尽可能减少用量；第二，尽量选择有机的。有机减水剂在高温时会挥发掉；第三，尽量选择在较低温度（200以下）下就挥发掉的有机减水剂。67、耐火制品在生产时，为什么要选择结合剂？耐火制品在生产过程中，一般要经过混碾、睏料、成型、烘干、烧成和使用早期维护等若干工序。为了便于生产，往往要使用结合剂。这是因为：第一，便于成型和定型；第二，增加坯体强度，减少后续工序（如运输、码垛、干燥等）对坯体的破坏；第三，防止烧成塌垛，减少塞车事故；第四，有利于提高制品烧成后的强度，提高使用性能；第五，有利提高
