當某種構筑物、設備或容器在約1000℃以上高溫下運用、操作時,因可能發(fā)作物理、化學、機械等效果,使材料變形、軟化、熔融,或被腐蝕、沖蝕,或發(fā)作崩裂損壞等表象,會導致操作無法繼續(xù)進行,使耐火材料的服役期中止,影響生產,并且污染加工目標,影響產品質量,故有必要選用此種具有反抗高溫效果的耐火材料。
耐火材料是工業(yè)爐窯的主要構筑材料,是發(fā)展鋼鐵、有色金屬、建材、石油化工,機械、電力等業(yè)的基礎材料。耐火材料在冶金工業(yè)中占有重要的地位,我國冶金工業(yè)消耗的耐火材料約占全國耐火材料的70%;日本約71%:美國60%;蘇聯(lián)65%;英國73%。其中又以熔煉爐、加熱爐及其附屬設備消耗的耐火材料所占比例最大。如砌筑1513m高爐,需要消耗粘土磚、高鋁磚、碳磚和剛玉磚約3000多噸。砌筑210m3的煉銅反射爐,需要鎂磚、鎂鉻磚、高鋁磚、粘土磚及各種輕質絕熱材料等約1500多噸。耐火材料的使用不僅關系到生產過程能否順利進行,而且在生產成本中占有一定的比重。目前,我國耐火材料消耗很大,以耐火材料年總產量與鋼的年總產量相比(耐/鋼),高達130kg/噸鋼,比先進工業(yè)國家高出3~6倍以上。單就平爐煉鋼而論,噸鋼消耗各種耐火材料45~60kg。熔煉一噸粗銅也需消耗優(yōu)質耐火材料2~5kg。因此,無論從技術的觀點,還是經濟的角度,正確選擇和合理使用耐火材料,都具有重要的意義。
隨著工業(yè)爐窯大型化、高效化和自動化,爐窯操作條件日趨苛刻,對耐火材料的生產和使用提出了更高的要求。能源消耗急劇增長,供需矛盾日益緊張,工業(yè)爐窯節(jié)能已成為發(fā)展生產的重要關鍵環(huán)節(jié)之一。耐火材料也必須滿足節(jié)能的需要。因此,應根據爐窯結構特點及熱工制度和生產工藝條件,正確選擇和合理使用相應的耐火材料,研究開發(fā)新型優(yōu)質耐火材料,以進一步保證高溫爐窯的高效運行,提高爐窯的使用壽命,降低耐火材料消耗和節(jié)能。
耐火材料長期處在高溫下,還可能經受烙融爐渣和金屬及高溫高塵腐蝕性爐氣的沖刷、侵蝕:經受溫度驟變及各種應力的綜合影響:經受機械和物料的撞擊和磨損作用。時至今日,沒有一種耐火材料能完全滿足上述使用條件的要求。雖然有的耐火材料品種性能優(yōu)良,但價格昂貴,尚無法在爐窯上大量應用。這就需要認真分析各種工業(yè)爐窯的工作條件,研究耐火材料的損毀機理,做到有針對性地就具體爐窯、具體部位的特殊需要,選擇和應用具有相應材質的耐火材料,并注意各部位耐火材料之間在使用壽命上的配合和協(xié)調一致。