免燒耐火材料的特點和要求

免燒耐火材料雖然操作工藝簡單，但為滿足其高溫實用性能，對原料及其顆粒級配、結合劑和添加劑的選擇均有一定要求，主要反映在以下方面。

1)免燒耐火材料在使用過程中熱端直接接觸高溫，溫度較高，冷端朝外溫度較低，冷端熱端由于溫度差異，以及材料內(nèi)部之間受熱微觀結構的變化會產(chǎn)生熱應力和結構應力，降低材料的高溫性能。因此原料需煅燒較好，或直接采用電熔制備，以保證原料有較大的致密度和較高純度，使用過程中體積變化較?。还橇虾图毞壑g的顆粒搭配需均勻致密，成型需采用較大壓力使材料更加致密。

2)免燒耐火材料的結合劑必須保證其常溫下能夠發(fā)生硬化且有一定強度，要求其常溫耐壓強度不低于40MPa，且不會產(chǎn)生低溫共熔相降低材料的高溫性能。

3)免燒耐火材料的添加劑可輔助結合劑，用于提升制品的中、高溫強度，在改善耐火材料性能的同時，須避免產(chǎn)生低溫共熔相。

在我國的無鉻化進程中，國內(nèi)一些大型鋼廠以方鎂石-尖晶石免燒材料逐步替代燒成的鎂鉻制品或燒成方鎂石-尖晶石制品，取得了較好的使用結果。免燒制品生產(chǎn)原料與燒成制品相似，以燒結鎂砂和鎂鋁尖晶石為主。相比方鎂石-尖晶石燒成制品，方鎂石-尖晶石免燒制品不用經(jīng)過高溫處理，大大節(jié)約能源，減小了對環(huán)境的污染。

在方鎂石-尖晶石質(zhì)免燒耐火材料無機結合體系中，中高溫性能相對薄弱。因此考慮加入一定的金屬添加劑提高其中高溫強度和高溫使用性能。金屬中高溫生成的非氧化物一般強度較高，可有效的增強材料的強度；生成的化合物可阻塞氣孔，降低材料的氣孔率和透氣度；且可與骨料及基質(zhì)之間反應生成新的物相，有利于材料燒結更加致密。

一般來說，為保證免燒制品在結合劑分解后的強度，會在原料中加入一定量的添加劑金屬Al粉形成金屬的塑性結合。Al在氧化后的Al2O3與鎂砂原位生成尖晶石產(chǎn)生的陶瓷結合，在顯微結構上形成更多的方鎂石-鋁鎂尖晶石及方鎂石一方鎂石的晶間結合，這種直接結合類型的材料比傳統(tǒng)硅酸鹽結合材料有更優(yōu)越的高溫性能；另一方面，Al在高溫下生成的非氧化物甚至一些晶須，改變了材料的顯微結構，使其結構致密化，封閉了部分開氣孔，從而提高尖晶石材料性能。