当某种构筑物、设备或容器在约1000℃以上高温下运用、操作时,因可能发作物理、化学、机械等效果,使材料变形、软化、熔融,或被腐蚀、冲蚀,或发作崩裂损坏等表象,会导致操作无法继续进行,使耐火材料的服役期中止,影响生产,并且污染加工目标,影响产品质量,故有必要选用此种具有反抗高温效果的耐火材料。
耐火材料是工业炉窑的主要构筑材料,是发展钢铁、有色金属、建材、石油化工,机械、电力等业的基础材料。耐火材料在冶金工业中占有重要的地位,我国冶金工业消耗的耐火材料约占全国耐火材料的70%;日本约71%:美国60%;苏联65%;英国73%。其中又以熔炼炉、加热炉及其附属设备消耗的耐火材料所占比例最大。如砌筑1513m高炉,需要消耗粘土砖、高铝砖、碳砖和刚玉砖约3000多吨。砌筑210m3的炼铜反射炉,需要镁砖、镁铬砖、高铝砖、粘土砖及各种轻质绝热材料等约1500多吨。耐火材料的使用不仅关系到生产过程能否顺利进行,而且在生产成本中占有一定的比重。目前,我国耐火材料消耗很大,以耐火材料年总产量与钢的年总产量相比(耐/钢),高达130kg/吨钢,比先进工业国家高出3~6倍以上。单就平炉炼钢而论,吨钢消耗各种耐火材料45~60kg。熔炼一吨粗铜也需消耗优质耐火材料2~5kg。因此,无论从技术的观点,还是经济的角度,正确选择和合理使用耐火材料,都具有重要的意义。
随着工业炉窑大型化、高效化和自动化,炉窑操作条件日趋苛刻,对耐火材料的生产和使用提出了更高的要求。能源消耗急剧增长,供需矛盾日益紧张,工业炉窑节能已成为发展生产的重要关键环节之一。耐火材料也必须满足节能的需要。因此,应根据炉窑结构特点及热工制度和生产工艺条件,正确选择和合理使用相应的耐火材料,研究开发新型优质耐火材料,以进一步保证高温炉窑的高效运行,提高炉窑的使用寿命,降低耐火材料消耗和节能。
耐火材料长期处在高温下,还可能经受烙融炉渣和金属及高温高尘腐蚀性炉气的冲刷、侵蚀:经受温度骤变及各种应力的综合影响:经受机械和物料的撞击和磨损作用。时至今日,没有一种耐火材料能完全满足上述使用条件的要求。虽然有的耐火材料品种性能优良,但价格昂贵,尚无法在炉窑上大量应用。这就需要认真分析各种工业炉窑的工作条件,研究耐火材料的损毁机理,做到有针对性地就具体炉窑、具体部位的特殊需要,选择和应用具有相应材质的耐火材料,并注意各部位耐火材料之间在使用寿命上的配合和协调一致。