天瑞仪器发布耐火材料行业应用解决方案

一、耐火材料的简介

        耐火度高于1580℃的无机非金属材料。耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

        （一）耐火材料的分类

         耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高级耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。

        现在对于耐火材料的定义，已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。


        （二）不同耐火材料的化学组成成分

        酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差。硅砖主要用于焦炉、耐火材料熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。

　　中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95％以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热振性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热振性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的侵蚀，不受金属和熔渣的润湿，质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。

　　碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。

　　在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。

        二、耐火材料行业的技术指标要求

        通常，耐火材料要求测试元素为Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr。其中，Al、Si、Zr为重点关注元素。
        另外，该行业对Al的检测误差小于0.5%，对Si的检测误差小于0.5%，对Zr的检测误差小于0.3%。

        三、耐火材料行业的应用解决方案

        X荧光光谱仪对耐火材料行业的进厂原料、耐火材料成品的元素组成成份具有很好的分析效果。这里以WDX系列X荧光光谱仪对耐火材料行业进厂原料（硅石、矾土）及耐火材料成品的重复性测试为例，介绍耐火材料行业的应用解决方案。

        （一）硅石的重复性测试

        行业要求如下表：

        实验条件：
        阳极靶材料：Rh；管压：45kV；管流：3.5mA；定量分析方法：经验系数法

        测试结果如下表：（单位：%）

        （二）矾土的重复性测试

        行业要求如下表：

        实验条件：
        阳极靶材料：Rh；管压：45kV；管流：3.5mA；定量分析方法：理论а系数法
        测试结果如下表：（单位：%）

        由以上测试实验数据可以看出，样品重复测量11次的标准偏差符合客户的要求，这也证明了X荧光光谱仪具有较高的测试精度，可以满足耐火材料行业样品测量稳定性要求。

        （三）耐火材料各元素检出限

        针对该行业的检测要求，实验得出各元素检出限数据如下：

        四、适用仪器

        目前我公司针对耐火材料行业有WDX-200、WDX-400、WDX-400E、EDX3600B、WDX1800五种种型号X荧光光谱仪。

        五、WDX系列X荧光光谱仪的显著优点