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定型耐火材料的发展趋势

定型耐火材料的发展趋势从技术的角度看,定型耐火材料近年来和今后的发展趋势主要有以下三个方向。
  (1)高耐用性和高级化由于钢铁等工业的发展变化,高温和侵蚀条件等增加了操作的难度,加速了耐火材料的损毁。因而开发在日益苛刻的操作条件和日益恶劣的使用环境中,可确保长寿命的高耐用性和高级耐火材料并实用化,是近年来也是今后定型耐火材料的主要发展趋势。
  (2)功能化定型耐火材料的另一趋势是向优化工艺与质量的功能耐火材料方向发展。所谓功能耐火材料,即能起到类似机械部件作用的功能性耐火材料。目前,功能化最为突出,功能性耐火材料最主要的开发和应用领域是连铸用耐火材料。如注入控制用和吹气用滑动水口、长水口、浸入式水口、塞棒和滑板等。
  (3)不定形耐火材料定型化随着不定形耐火材料高新技术的研究与开发,可用不定形耐火材料来生产功能性定型制品。其优点是不需要复杂的定型机械和大吨位的成型机(如等静压机),同样可以生产出适合使用的功能性耐火材料,如钢包底吹氩透气砖、颗粒浇注焙融石英水口等。
定型耐火材料新技术近年来,国内外发展较快、影响较大、应用较多的定型耐火材料新技术主要有以下三项。
  (1)镁碳砖、镁钙碳砖碳砖、镁钙碳砖是含碳耐火材料的典型代表。其特点是耐炉渣侵蚀和耐热震性好。而镁铬质及白云石质制品的缺点,是与炉渣成分反应生成变质层产生结构剥落。镁碳砖、镁钙碳砖通过石墨清除了这一缺点。其特点是将熔渣的反应层限制在工作面上。镁碳砖、镁钙碳砖是70年代开发的,近几年来日趋成熟,被广泛地应用在碱性吹氧转炉上,而且还在向其他应用领域扩展。
  (2)凝固模耐火成型件凝固模耐火成型件技术是70年代发展起来的,其陶瓷原料是莫来石、烧结铝、锆石和碳化硅混合,加入各种不可逆无机溶胶制成一种流变稠度适合于浇注的混合料,注入铸模后,连同模具冷却到凝胶温度以下,溶胶固化,将凝固后的陶瓷部件从铸模中取出、烘干,经煅烧制成制品,制成的制品具有致密光滑的表面。使用凝模工艺制成的陶瓷耐火制品都具有一定的应用特性,使高铝耐火制品获得了非机械加工得到的精确公差、低气孔率和良好的抗热震性,为熔炼超高温不锈钢提供了优良的耐磨性和耐蚀性。
  (3)直接金属氧化直接金属氧化工艺,是80年代后期发展起来的用于生产陶瓷基质复合材料的工艺。生产的复合材料系列有碳化硅微粒与氧化铝基质料、碳化硅或氧化铝纤维与氧化铝基质料、硼化锆晶片与碳化锆基质料、碳化硅或氧化铝微粒与铝金属基质料等复合材料。直接金属氧化工艺首先是通过单轴加压或浇注制作预成型件。预成型件在900~1000℃下与熔融金属接触时迅速反应,α—氧化铝或氮化铝等从预成型件与合金的有氧界面开始,直接进入到预成型件中,毛细作用把熔融金属通过孔道送至生长前沿,使氧化反应一直维持到反应前沿。反应生成的复合材料具有连续互连的陶瓷和金属相,具有高的韧性和强度及优良的耐蚀性。并且具有足够的微裂纹以抵抗热冲击。用直接金属氧化工艺生产的氧化镁—铝的氮化物复合材料,可用于盛钢桶和中间包的滑动水口,高炉风口和浸入式水口。与树脂结合氧化铝材料相比,MgO/AIN/Al复合材料具有类似的机械性能和抗热震性,耐磨性增加了一倍,并具有良好的抗侵蚀性。

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