耐火材料的应用领域及基本要求

一、耐火材料应用的主要领域

耐火材料是高温技术领域的基础材料，应用的部门甚为广泛。其中应用最为普遍的是在各种热工设备和高温容器中作为抵抗高温作用的结构材料和内衬。在钢铁冶金工业中，炼焦炉主要由耐火材料构成。炼铁的高炉及热风炉、各种炼钢炉、均热炉、加热炉等都决不可缺符合要求的各种耐火材料。不仅钢液的模铸要消耗大量耐火材料，连铸更需要一些优质耐火材料。炉外精炼没有优质品种的耐火材料也无从实现。统计结果表明，钢铁工业是需要耐火材料最多的部门，约占耐火材料总产量的60%。有色金属的火法冶炼及其热加工也离不开耐火材料。建材工业及其他生产硅酸盐制品的高温作业部门，如玻璃工业、水泥工业，陶瓷工业中所有高温炉窑或其内衬都由耐火材料来构筑。其他如化工、动力、机械制造等都必需耐火材料。总之，当某种构筑物、装置、设备或容器在1000℃以上高温下使用、操作时，因可能发生物理、化学、机械等作用，使材料变形、软化、熔融或被侵蚀、冲蚀，或发生崩裂损坏等现象，不仅可能使操作无法持续进行，使材料的服役期中断，影响生产，而且污染加工对象，影响产品质量，故采用此种具有抵抗高温作用的耐火材料。

二、对耐火材料的基本要求

高温作业部门均要求耐火材料具备抵抗高温热负荷的性能，担由于作业部门不同，甚至在同一炉窑的不同部位，工作条件也不尽一致。因此，对耐火材料的要求也有所差别。现以普通工业窑炉的一般工作条件为依据，对耐火材料的性能概括地提出以下几方面的要求：

抵抗热高温复合作用，不软化，不熔融，需要耐火材料具有相当高的耐火度。

抵抗高温热负荷作用，体积不收缩和仅有均匀膨胀，要求材料具有高的体积稳定性，残存收缩及残存膨胀要小，无晶型转变及严重体积效应。

抵抗高温急热负荷和重负荷的共同作用，不丧失强度，不发生入蠕变和坍塌，要求材料具有相当高的常温强度和高温热态强度，高的荷重软化温度，高的抗蠕变性。

抵抗温度急剧变化或受热不均影响，不开裂，不剥落，要求材料具有好的耐热震性。

抵抗熔融液、尘和气的化学侵蚀，不变质，不蚀损，要求材料具有良好的抗渣性。

抵抗火焰和炉料、廖晨的冲刷、撞击和磨损，表面不损耗，要求材料具有低的蒸气压和高的化学稳定性。

另外为了保证由块状耐火材料砌筑成的构筑物或内衬的整体质量，抗渣性和气密性好，并便于施工，还要求材料外形整齐，尺寸准确，保证一定的公差，并杜允许存在的缺陷。为了承受搬运中撞击及可能发生的机械振动与挤压，要求材料具有相当高的常温强度。对有些特殊要求之处，有时还要考虑其导热性和导电性。

应该注意，虽然上述各点可作为评价耐火材料质量的依据，但是没有任何一种耐火材料能够完全满足所有上述要求。在选择或评价耐火材料时，使用材料的突出特性与使用条件相适应，物尽其用。同时又考虑到经济核算。