[科普中國(guó)]-中性耐火材料

高溫下，與酸性或堿性熔渣都不易起明顯反應(yīng)的耐火材料叫中性耐火材料，如炭質(zhì)耐火材料和鉻質(zhì)耐火材料。有的將高鋁質(zhì)耐火材料也歸于此類(lèi)，列為具有一些酸性?xún)A向的中性耐火材料，而將鉻質(zhì)耐火材料列為具有一些堿性?xún)A向的中性耐火材料。1

簡(jiǎn)介在高溫下與堿性或酸性熔渣都不易起明顯反應(yīng)的耐火材料稱(chēng)為中性耐火材料，或稱(chēng)兩性耐火材料。如炭磚、鉻磚（主要成分為Cr2O3）、高鋁質(zhì)（主要成分為Al2O3與SiO2）耐火材料等均屬此類(lèi)，只不過(guò)高鋁質(zhì)材料是具有酸性?xún)A向的中性耐火材料；而鉻質(zhì)材料則是具有堿性?xún)A向的中性耐火材料。2

中性耐火材料的種類(lèi)中性耐火材料指在它的組成物質(zhì)中不體現(xiàn)出酸、堿性，即對(duì)酸性渣與堿性渣都不起反應(yīng)，抗渣性好。另外，這類(lèi)材料耐火度都比較高，耐急冷急熱性好。屬于中性耐火材料的有。高鋁磚、鉻磚、碳化硅磚、碳素材料等，在沖天爐中前兩種沒(méi)有使用，因價(jià)格較昂貴。在國(guó)外有用石墨爐襯磚作長(zhǎng)規(guī)工作的沖天爐爐襯的報(bào)道：它的組成為石墨37%，SiC10%，Al2O315%，SiO232%，F(xiàn)e2O34%。這種磚的熱導(dǎo)率是普通耐火磚的20倍，利用這一特點(diǎn)，用它作水冷爐壁和耐火磚之間的中間砌層，形成復(fù)合爐壁，砌出的爐壁有合適的溫度棒度，減少水冷爐壁的侵蝕，延長(zhǎng)使用壽命，達(dá)到長(zhǎng)期使用而不停爐的目的。

各種耐火材料化學(xué)礦物組成見(jiàn)下圖。

中性耐火材料與堿性耐火材料在其他許多難熔的氧化物中，MgO、CaO及Cr2O3是耐火材料中常見(jiàn)的組成。這些氧化物的總含量大于50（重量）%時(shí)，就稱(chēng)這些制品為堿性耐火材料。從下表可以看出，制品中的SiO2含量比較少，也就是說(shuō)，它們的性質(zhì)屬于另一個(gè)系統(tǒng)。

鎂磚的基本成分是方鎂石MgO，它是一種接近圓形的晶粒。磚中熔質(zhì)很少時(shí)才能有較高的耐火度。其他堿性耐火材料也適用這一規(guī)律。 磚中的熔質(zhì)情況主要由MgO-CaO-SiO2系統(tǒng)決定。熔質(zhì)的粘度比較低，冷卻時(shí)很快析晶，在冷卻后制品中沒(méi)有玻璃相。

一定的熔質(zhì)含量是不可少的，在高溫下就靠它將磚結(jié)合在一起。燒成溫度由組成決定，有的磚的燒成溫度在1700℃以上。

鉻鐵石FeO·Cr2O3屬于尖晶石類(lèi)。含鉻、鐵的尖晶石還有其他類(lèi)型，可以一般式（Mg、Fe2+）O·（Al、Fe3+、Cr）2O3表示。這也指出各組分之間可以形成各種形式的混合晶體。

菱鎂石和鉻鐵石的混合物在煅燒過(guò)程中開(kāi)始時(shí)體積增大，高溫下又收縮。必須使方鎂石晶粒與鉻尖晶石直接結(jié)合才能在高溫煅燒后成為形狀穩(wěn)定的制品，這種磚又稱(chēng)為直接結(jié)合磚。另一種方法是將原料共同經(jīng)過(guò)預(yù)燒，制成的磚就命名為共同燒結(jié)磚。

有一個(gè)比較大的配方混合范圍，在煅燒時(shí)體積不發(fā)生變化，因此山可用不經(jīng)過(guò)煅燒的磚進(jìn)行砌筑。為了使磚在搬運(yùn)過(guò)程中具有一定的強(qiáng)度，就在磚中加入一些由于化學(xué)反應(yīng)起到結(jié)合作用的物料，這種磚稱(chēng)為化學(xué)結(jié)合磚。作為在室溫下的化學(xué)結(jié)合劑除有機(jī)物外還有各種水泥、某些鎂鹽、磷酸鹽、特別是磷酸鋁。3

中性耐火材料的主要用途從中性耐火材料來(lái)看，粘土質(zhì)耐火制品具有良好的熱穩(wěn)定性和抗渣性，用途相當(dāng)廣泛，幾乎各種熱工設(shè)備都或多或少地要用粘土磚。高鋁質(zhì)耐火制品常溫機(jī)械強(qiáng)度、荷重軟化點(diǎn)和激冷激熱次數(shù)均較高，但體積收縮較大，主要用于煉鋼電爐爐頂。碳磚是一種高級(jí)耐火材料，耐火度達(dá)3000℃左右，但使用時(shí)不能與氧化性火焰及含有多量氧化鐵的爐渣接觸。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學(xué)