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定型耐火材料的發展趨勢

定型耐火材料的發展趨勢從技術的角度看,定型耐火材料近年來和今后的發展趨勢主要有以下三個方向。
  (1)高耐用性和高級化由于鋼鐵等工業的發展變化,高溫和侵蝕條件等增加了操作的難度,加速了耐火材料的損毀。因而開發在日益苛刻的操作條件和日益惡劣的使用環境中,可確保長壽命的高耐用性和高級耐火材料并實用化,是近年來也是今后定型耐火材料的主要發展趨勢。
  (2)功能化定型耐火材料的另一趨勢是向優化工藝與質量的功能耐火材料方向發展。所謂功能耐火材料,即能起到類似機械部件作用的功能性耐火材料。目前,功能化最為突出,功能性耐火材料最主要的開發和應用領域是連鑄用耐火材料。如注入控制用和吹氣用滑動水口、長水口、浸入式水口、塞棒和滑板等。
  (3)不定形耐火材料定型化隨著不定形耐火材料高新技術的研究與開發,可用不定形耐火材料來生產功能性定型制品。其優點是不需要復雜的定型機械和大噸位的成型機(如等靜壓機),同樣可以生產出適合使用的功能性耐火材料,如鋼包底吹氬透氣磚、顆粒澆注焙融石英水口等。
定型耐火材料新技術近年來,國內外發展較快、影響較大、應用較多的定型耐火材料新技術主要有以下三項。
  (1)鎂碳磚、鎂鈣碳磚碳磚、鎂鈣碳磚是含碳耐火材料的典型代表。其特點是耐爐渣侵蝕和耐熱震性好。而鎂鉻質及白云石質制品的缺點,是與爐渣成分反應生成變質層產生結構剝落。鎂碳磚、鎂鈣碳磚通過石墨清除了這一缺點。其特點是將熔渣的反應層限制在工作面上。鎂碳磚、鎂鈣碳磚是70年代開發的,近幾年來日趨成熟,被廣泛地應用在堿性吹氧轉爐上,而且還在向其他應用領域擴展。
  (2)凝固模耐火成型件凝固模耐火成型件技術是70年代發展起來的,其陶瓷原料是莫來石、燒結鋁、鋯石和碳化硅混合,加入各種不可逆無機溶膠制成一種流變稠度適合于澆注的混合料,注入鑄模后,連同模具冷卻到凝膠溫度以下,溶膠固化,將凝固后的陶瓷部件從鑄模中取出、烘干,經煅燒制成制品,制成的制品具有致密光滑的表面。使用凝模工藝制成的陶瓷耐火制品都具有一定的應用特性,使高鋁耐火制品獲得了非機械加工得到的精確公差、低氣孔率和良好的抗熱震性,為熔煉超高溫不銹鋼提供了優良的耐磨性和耐蝕性。
  (3)直接金屬氧化直接金屬氧化工藝,是80年代后期發展起來的用于生產陶瓷基質復合材料的工藝。生產的復合材料系列有碳化硅微粒與氧化鋁基質料、碳化硅或氧化鋁纖維與氧化鋁基質料、硼化鋯晶片與碳化鋯基質料、碳化硅或氧化鋁微粒與鋁金屬基質料等復合材料。直接金屬氧化工藝首先是通過單軸加壓或澆注制作預成型件。預成型件在900~1000℃下與熔融金屬接觸時迅速反應,α—氧化鋁或氮化鋁等從預成型件與合金的有氧界面開始,直接進入到預成型件中,毛細作用把熔融金屬通過孔道送至生長前沿,使氧化反應一直維持到反應前沿。反應生成的復合材料具有連續互連的陶瓷和金屬相,具有高的韌性和強度及優良的耐蝕性。并且具有足夠的微裂紋以抵抗熱沖擊。用直接金屬氧化工藝生產的氧化鎂—鋁的氮化物復合材料,可用于盛鋼桶和中間包的滑動水口,高爐風口和浸入式水口。與樹脂結合氧化鋁材料相比,MgO/AIN/Al復合材料具有類似的機械性能和抗熱震性,耐磨性增加了一倍,并具有良好的抗侵蝕性。

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