三种性能好、寿命长的耐火材料新品种

       随着高温工业科技的不断创新，对窑炉所需用的耐火材料要求也是越来越高。耐火材料要跟得上高温工业的步伐，就必须推陈出新，近几年来，性能更为优越、更为长寿的新型耐火材料主要有以下几种。

　　1、氧化物-非氧化物复合材料

　　高纯氧化物制品(如刚玉、刚玉-莫来石、氧化锆、锆英石和方镁石等)虽已广泛应用于各种高温炉的重要部位，但是它们存在抗热震性较差、易于产生结构剥落的弱点。综合考虑高温强度、抗热震性、抗侵蚀性和抗氧化性等各项高温使用性能，氧化物-非氧化物复合材料已发展成为新一代的高技术、高性能的优质高效耐火材料，并应用于高温关键部位。氧化物包括Al2O3、锆刚玉莫来石(Zcm)、ZrO2、锆英石、CaZrO3和MgO;非氧化物包括SiC、BN、Si3N4、SiAlON、AlON和ZrB2。研究结果表明：

　　(1)与碳结合材料比较，氧化物-非氧化物复合材料具有优越得多的常温和高温强度以及抗氧化性;(2)与氧化物材料比较，氧化物-非氧化物复合材料具有较好的抗热震性;(3)氧化物-非氧化物复合材料还具有良好的抗渣性。

　　一些氧化物-非氧化物复合材料的开始氧化温度和表观活化能见表1。

　　2、含游离CaO的碱性材料

　　随着工业的高速发展和对高性能耐火材料的需求，含游离CaO的碱性材料(主要是MgO-CaO系耐火材料，其化学组成和物理性能见表2)发展很快，其主要优点是具有良好的抗侵蚀性和抗渗透性，使用寿命长。

　　3、高效不定型耐火材料和梯度浇注料

　　最近二十年，不定型耐火材料成了世界耐火材料发展的一个重要领域，如发达国家不定型耐火材料的生产比例已由以前的15% ~20%增至现在的50%  ~60%。不定型耐火材料的快速发展主要表现在：

　　(1) 不定型材料已进入高温领域并且取得良好效果。在以前，不定型耐火材料多数用于使用条件较为温和，一般没有或很少用于有熔液或熔剂侵蚀的中低温环境，如用作加热炉和热处理炉的炉衬(800~1400℃)。现在，不定型材料已广泛用于温度高达1600~1700℃,并存在熔渣(或碱)的化学侵蚀和冲刷、急剧的热震等恶劣使用条件的部位。 例如，高温条件下使用的Al2O3-SiC-C浇注料的开发。

　　(2) 为扩大在高温领域的使用，研究开发了许多高性能不定型材料。突出的有低水泥(LCC)、超低水泥(ULCC)和无水泥(ZCC)浇注料，它们比加入约15%水泥的传统浇注料具有更好的高温性能，尤其是热力学性能和抗侵蚀性能得到了进一步的提高。

　　(3) 开发了许多用于制备优质不定型材料的高性能合成原料，它们包括：

　　1)Al2O3基原料，如刚玉(电熔、烧结、板状)，刚玉-莫来石，锆刚玉莫来石，莫来石和富Al2O3尖晶石等;2)MgO基原料，如电熔镁砂、MgO含量为98%的高纯烧结镁 砂、镁铬合成砂和富MgO尖晶石等;3)微粉类原料，如硅微粉、活性Al2O3和β-Al2O3等。

　　表3给出了我国一些高质量合成耐火原料的化学组成和物理性能。