Tiểu luận Vật liệu học, vật liệu chịu lửa

I. Khái niệm và phân loại
1. Khái niệm:
Vật liệu chịu lửa là loại vật liệu giữ nguyên các đặc tính hóa lý cho tới nhiệt độ
1580°C hoặc cao hơn. Công nghiệp chế tạo vật liệu chịu lửa là công nghiệp sản
xuất các sản phẩm sử dụng ở nhiệt độ cao. Vật liệu chịu lửa được đùng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp như luyện kim, hoá chất, nhiệt điện sành, sứ, thủy
tinh, sản xuất xi măng... Các vật liệu chịu lửa nhằm giới hạn không gian trong đó
tiến hành quá trình công nghệ và giảm mất mát nhiệt của lò. Trong quá trình vận
hành thiết bị người ta tìm mọi cách để tăng chất lượng gạch chịu lửa, kéo dài thời
gian sử dụng gạch trong lò, góp phần tăng năng suất thiết bị, hạ thấp tiêu tốn
nhiệt, tăng chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.
Ngày nay để đáp ứng các đòi hỏi của tiến bộ kỹ thuật nhiều loại vật liệu mới đã
ra đời, đó là các vật liệu siêu cao cấp dùng trong kĩ thuật máy bay siêu âm, tên lửa
hiện đại, các vật liệu trong lò phản ứng hạt nhân, trong các con tàu vũ trụ...
2. Phân loại:
Vật liệu chịu lửa được phân loại theo nhiều dấu hiệu khác nhau:
+ Theo bản chất hoá lí của nguyên liệu ban đầu vật liệu chịu lửa được chia thành
9 nhóm: silic, alumôsilicat, manhêdi, forstenit, spinen, đôlômi, cácbon, ziếccôn và
vật liệu chịu lửa từ các ôxyt tinh khiết.
+ Theo độ chịu lửa vật liệu chịu lửa được chia thành 3 loại:
- Loại chịu lửa thường: độ chịu lửa từ 1580 đến 1770°C.
- Loại cao lửa: độ chịu lửa từ 1770 đến 2000°C.
- Loại rất cao: độ chịu lửa trên 2000°C.
+ Theo hình dạng và kích thước, gồm các loại: loại thường khối hình hộp, gạch
di hình, loại khối lớn...
+ Theo phương pháp tạo hình có sản phẩm nén dẻo, nén bán khô, sản phẩm đúc
từ hồ và chất nóng chảy.
+ Theo đặc tính gia công nhiệt: có sản phẩm chịu lửa loại nung và loại không
nung.
+ Theo đặc tính xốp chia sản phẩm ra loại đặc, loại thường và loại nhẹ. Để lựa
chọn và sử dụng gạch chịu lửa một cách đúng đắn và có hiệu quả cần phải biết

những tính chất quan trọng của vật liệu chịu lửa và điều kiện sử dụng chúng.
II.
Các tính chất và công dụng của vật liệu chịu lửa:
Vật liệu chịu lửa là một loại vật liệu chịu được nhiệt độ cao hơn 1000°C trong một
thời gian dài và không bị biến dạng khi có tải trọng cơ học.
1. Tính chất vật lí của vật liệu chịu lửa:
1.1 Đặt tính cấu trúc:
1


Đặc tính cấu trúc của sản phẩm chịu lửa có ảnh hưởng quyết định đến mọi tính
chất của nó.
Xét về mặt cấu trúc, vật liệu chịu lửa là một tổng thể có kết hợp và sắp xếp xen kẽ
lẫn nhau của ba pha: tinh thể, thủy tinh (vô định hình) và khí (lỗ xốp).
Bản chất hoá lí và số lượng mỗi pha hoàn toàn khác nhau.
Để nghiên cứu đặc tính cấu trúc của vật liệu chịu lửa người ta dùng các phương
pháp hoá lí hiện đại như phân tích nhiệt, phân tích pha và cấu trúc nhiễu xạ
rơnghen, bằng kính hiển vi phân cực, tính hiển vi điện tử và phương pháp phân tích
thạch học.
1.2 Mật độ và cường độ ở nhiệt độ thường:
a) Độ xốp: để tiện phân biệt và đánh giá độ xốp trong sản phẩm người ta chia
các loại lỗ xốp ra 3 nhóm:
- Lỗ xốp kín, nằm trong lòng sản phẩm, không cho các chất lỏng và khí thấm qua.
- Lỗ xốp hở, nằm trên bề mặt sản phẩm, chứa đầy chất lỏng hay khí nhưng không
cho chúng thấm qua sản phẩm.
- Lỗ xốp dạng kênh, là loại lỗ hở hai đầu cho chất lỏng và khí thấm qua sản phẩm
dễ dàng.
b) Độ thẩm khí k: độ thấm khí của sản phẩm chịu lửa phụ thuộc vào lượng
lỗ xốp hở của chúng. Độ thẩm khí là khả năng cho không khí hay khói lò qua sản
phẩm ở điều kiện nào đó.

Hệ số thẩm khí là lượng khí tính bằng lít đi qua mẫu có diện tích 1 m2, có chiều
dày l m, trong thời gian 1 giờ khi chênh lệch áp suất là 1 mm H20 .
Khả năng thấm khí (hay lỏng) của sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào kích thước và
số lượng của dạng lỗ xốp dạng kênh và chênh lệch áp suất của khí (hay lỏng) ở hai
đầu lỗ. Độ thẩm khí còn phụ thuộc vào nhiệt độ vì nhiệt độ ảnh hưởng đến độ nhớt
của khí.
Ngoài ra, độ thẩm khí còn phụ thuộc phương pháp sản xuất gạch. Độ thẩm khí của
sản phẩm nén bán khô nhỏ hơn 10 - 30 lần so vói sản phẩm nén dẻo.
c) Cường độ nén: cường độ nén của sản phẩm ở nhiệt độ thường phụ thuộc
vào thành phẩm sản phẩm, thành phần phối liệu, điều kiện nén và nhiệt độ nung.
Qua chỉ tiêu cường độ nén có thể đánh giá chất lượng sản phẩm nhanh và đơn giản,
2


cũng như đánh giá cả quá trình kĩ thuật sản xuất. Đa số gạch chịu lửa có cường độ
nén lớn hơn 25N/mm2.
Phương pháp tiêu chuẩn để xác định cường độ chịu nén đựa trên theo cường độ
chịu nên của mẫu lập phương có cạnh từ 40 – 100 mm. Cường độ nén của đa số
gạch chịu lửa tăng khi nhiệt độ tăng và đạt đến trị số cực đại ở 1000 - 1100°c. Tiếp
tục tăng nhiệt độ; cường độ nén hạ thấp rất nhiều. Nguyên nhân của sự biến đổi
này là do ở nhiệt độ đó xuất hiện biến dạng dẻo.
d) Cường độ chịu kéo, uốn xoắn: trong quá trình sử dụng gạch chịu lửa sẽ
xuất hiện các loại ứng suất khác nhau như ứng suất kéo, ứng suất uốn, ứng suất
trượt. Để đánh giá cường độ chịu kéo, uốn, xoắn lí tưởng nhất là xác định ở nhiệt
độ làm việc của chúng, vì thế ít khi người ta xác định Cường độ chịu kéo, uốn xoắn
và cũng không có phương pháp tiêu chuẩn nào để xác định các cường độ này.
Có thể nói rằng cường độ chịu uốn khoảng 2-3 lần nhỏ hơn và cường độ chịu nén
khoảng 5-10 lần nhỏ hơn cường độ chịu nén.
1.3 Độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt độ:
a) Độ dẫn nhiệt: độ dẫn nhiệt của vật liệu đặc trưng bằng hệ số dẫn nhiệt λ,

W/mK. Độ dẫn nhiệt có ỹ nghĩa lớn khi xác đinh nhiệt tổn thất qua tường, vòm lò.
Độ dẫn nhiệt ảnh hưởng đến độ bền nhiệt của sản phẩm vì độ dẫn nhiệt cùng với
nhiệt dãn nở là nguyên nhân gây ứng suất trong vật liệu.
Khi nhiệt độ tăng độ dẫn nhiệt của vật liệu chịu lửa thường tăng. Tuy nhiên,một số
vật liệu chịu lửa pha tinh thể nhiễu hoặc chứa tạp chất ít, khi tăng nhiệt độ hệ số
dẫn nhiệt giảm (manhêdi, cacbonrun, corun).
Nếu độ xốp tăng, độ dẫn nhiệt giảm.
Nếu kích thước lỗ xốptăngvới các điều kiện khác như nhau, ở nhiệt độ cao độ dẫn
nhiệt tăng lên rất nhiều.
Đa số vật liệu chịu lửa đều là loại dẫn nhiệt kém. Độ dẫn nhiệt của samốt, đinat
khoảng 50 100 lần, nhỏ hơn độ dẫn nhiệt của kim loại.
b) Nhiệt dung riêng: nhiệt dung riêng của vật liệu chịu lửa thường
được biểu thị bằng nhiệt dung riêng đẳng áp. Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào
nhiệt độ với mức độ chính xác đạt yêu cầu được xác định theo phương trình
thực nghiêm và nhiệt dung riêng trung bình
Sự phụ thuộc của nhiệt dung riêng trung bình vào nhiệt độ của một số vật liệu chịu
lửa được thể hiện qua hình 1.3.
3


Hình 1.3: Sự phụ thuộc của nhiệt dung riêng trung bình vào nhiệt độ của một số sản
phẩm chịu lửa

c) Độ dẫn nhiệt độ: độ dẫn nhiệt độ đặc trưng cho tốc độ thay đổi nhiệt
độ trong chi tiết, cho quá trình truyền nhiệt và được đặc trưng bởi hệ số dẫn
nhiệt độ a.
Hệ số dẫn nhiệt độ ảnh hưởng đến độ bền nhiệt nên nó là một trong những hệ số cơ
bản để đánh giá độ bền nhiệt của vật liệu chịu lửa.
d) Độ dẫn điện: nói chung các vật liệu chịu lửa ở nhiệt độ thấp đều là chất
điện môi rất tốt. Nếu đốt nóng, khả năng dẫn điện tăng lên, ở 800 - 1000°C nó trở

thành vật dẫn điện.

4


5


1.4 Tính chất sử dụng của vật liệu chịu lửa:
1.4.1 Độ chịu lửa
Độ chịu lửa của vật liệu là khả năng chống lại quá trình biến dạng khi chi tiết
làm việc ở nhiệt độ cao.
Độ chịu lửa là một trong những tính chất cơ bản để xác định khả năng sử dụng
của vật liêu chịu lửa, phụ thuộc vào thành phần hoá học của vật liệu.
1.4.2 Độ bền nhiệt
Độ bền nhiệt là khả năng chống lại sự phá huỷ trong điều kiện nhiệt độ thay
đổi.
Nguyên nhân dẫn đến nứt vỡ sản phẩm do dao động nhiệt độ là sự xuất hiện
ứng suất bên trong sản phẩm do chênh lệch nhiệt độ khi đốt nóng và làm nguội.
Trong quá trình nung nóng không đều trong vật liệu nên sẽ xuất hiện ứng suất trượt
giữa các lớp vật liệu do dãn nở nhiệt không đều. Khi làm nguội, lớp bề mặt bị co
lại nhưng bên trong nhiệt độ vẫn cao, do vậy vật liệu chịu lửa sẽ có ứng suất kéo và
xuất hiện kẽ nứt ở các mặt thẳng góc với bề mặt làm nguội.
Khả năng của vật liệu chịu lửa chống lại các ứng suất xuất hiện bên trong sản
phẩm; phụ thuộc vào tính chất cơ học và tính chất đàn hồi của nó.
6


1.4.3 Độ bền cơ học
Một tính chất quan trọng của vật liệu chịu lửa là khả năng chống lại đồng thời

tác dụng của nhiệt độ và tải trọng. Độ bền cơ học được đặc trưng bằng nhiệt độ
biến dạng dưới tải trọng 0,2 N/mm2, biểu thị khoảng mềm khi đó sản phẩm sẽ bị
biến dạng dẻo.
Tải trọng thực tế khi làm việc thường nhỏ hơn tải trọng kiểm tra (0,2 N/mm2)
nhiều. Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng là một chỉ tiêu rất quan trọng của vật liệu
đặc trưng cho khả năng làm việc dưới tác dụng của nhiệt độ và tải trọng. Chỉ tiêu
này phản ánh đúng khả năng sử dụng hơn so với độ chịu lửa trong những điều kiện
cụ thể.
1.4.4 Tính ổn định thể tích ở nhiệt độ cao
Vật liệu chịu lửa khi sử dụng thường phải chịu tác dụng nhiệt độ cao và lâu hơn
nhiệt độ nung khi chế tạo ra chúng. Do vậy, khi làm việc sẽ có sự thay đổi thành
phần pha, kết tinh lại và kết khối phụ. Do đó vật liệu sẽ có thể bị co hoặc nở phụ;
hiện tượng đó làm sản phẩm biến đổi không thuận nghịch kích thước dài của
chúng.
Ở nhiệt độ cao, phần lớn sản phẩm chịu lửa sẽ xít chặt lại do kết khối. Sự xít chặt
này xảy ra do sự căng bề mặt của pha lỏng, gây nên hiện tượng sắp xếp lại và có sự
sát nhập các hạt trong vật liệu. Khi duy trì lâu dài ở nhiệt độ cao, tinh thể lớn dần
và sản phẩm trở nên xít chặt hơn. Hiện tượng co phụ sẽ làm xuất hiện kẽ nứt giữa
mạch vữa và các viên gạch, bong vữa và dẫn đến hạ thấp độ bền xỉ, độ bền nhiệt
của vật liệu chịu lửa. Tường và vòm lò sẽ bị lún xuống dần sẽ bị phá hủy.
1.4.5 Độ bền xỉ
Trong lò công nghiệp ở nhiệt độ cao vật liêu chịu lửa thường phải tiếp xúc với
môi trường lỏng, môi trường khí và môi trường rắn. Môi trường lỏng tiếp xúc với
gạch như xỉ nóng chảy, kim loại nóng chảy, thủy tinh lỏng, tro xỉ, nhiên liệu chảy
lỏng.
Môi trường khí phá hoại chi tiết thường là sản phẩm cháy, nhiên liệu khí, khí
co trong lò cao, khí cácbuahyđro trong lò cốc hoá... Các khí này thấm sâu vào các
lỗ của gạch phá hoại hoặc hạ thấp độ bền của chúng.
Môi trường rắn tác dụng với gạch chịu lửa như bụi quặng, bụi phối liệu, bụi xỉ
hoặc xỉ rắn hoặc tiếp xúc giữa hai loại vật liệu chịu lửa với nhau.

Xỉ phá hoại gạch chịu lửa có hai dạng: ăn mòn và xâm thực.
7


1.4.6 Dãn nở nhiệt
Các vật liệu chịu lửa khi đốt nóng thường bị giãn nở, sau khi làm nguội sẽ trở
về thể tích ban đầu. Sự dãn nở do đốt nóng khác với hiện tượng dãn nở phụ do sự
biến đổi thành phần pha và cấu tạo của vật liệu. Ứng suất trong vật liệu hình thành
do đốt nóng hoặc làm nguội nhanh; nó phụ thuộc vào độ dãn nở nhiệt. Hệ số dãn
nở nhiệt của vật liệu được xác định bởi các chỉ tiêu sau: Hệ số dãn nở nhiệt trung
bình, hệ số dãn nở nhiệt thực, hệ số dãn nở nhiệt tương đối
1.5 Các loại vật liệu chịu lửa
Vật liệu chịu lửa là loại vật liệu dùng để xây lắp các lò và thiết bị công nghiệp
làm việc ở nhiệt độ cao. Theo quy ước chung, vật liệu được gọi là vật liệu chịu lửa
khi nó có độ chịu lửa lớn hơn 15800C, tức nhiệt độ tại đó mà khối vật liệu hình
chóp không bị phá hủy. Ngoài ra nó còn phải đảm bảo độ bền cơ học và hóa học,
ổn định về mặt kích thước để làm việc ổn định lâu dài trong từng điều kiện cụ thể
của nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học.
Các vật liệu chịu lửa quan trọng đều là vật liệu gốm bao gồm:
Vật liệu Đinat (Silica); Sản phẩm họ aluminnosilicat; Vật liệu chịu lửa manhêdi;
Vật liệu chịu lửa Forstenit; Vật liệu chịu lửa nhóm spinen; Vật liệu chịu lửa
đôlômi; Vật liệu chịu lửa sản xuất theo phương pháp nấu chảy; Vật liệu chịu lửa
trên cơ sở graphit và silic cacbit; Sản phẩm chịu lửa đặc biệt từ các ôxyt tinh khiết
1.5.1 Vật liệu Silica:

Vật liệu silica có hàm lượng SiO2lớn hơn hoặc bằng 93%, được gọi là đinát,
khoáng chính là tridimit và crisobalit được sản xuất từ nguyên liệu thiên nhiên có
hàm lượng SiO2 cao (cát thạch anh, quarztzit, sa thạch) bằng phương pháp thiêu
kết ở dạng bột. Đinát là loại gạch chịu lửa axít. Đặc tính đặc biệt của đinát là độ
chịu lửa gần nhiệt độ nóng chảy của chúng.

8


Theo mục đích sử dụng, gạch dinat được phân loại theo ba loại: đinát dùng
trong lò cốc hoá, lò luyện kim và lò thuỷ tinh tuỳ theo tính chất của chúng. Theo
hình dạng phân ra hai loại, loại thường và loại dị hình. Loại dị hình đơn giản
thường dùng trong lò luyện kim, loại dị hình phức tạp dùng trong lò cốc và lò thuỷ
tinh. Như trong lò cốc dùng tới 250 - 260 loại đinát có kích thước và hình dạng
khác nhau. Xây lò cốc bằng gạch đinát tốt hơn nhiều nếu xây bằng gạch samốt vì
đinát còn có tác dụng thúc đẩy quá trình cốc hóa. Đinát cũng hay được dùng để xây
nóc, cũng như tường và vòm ở phần dưới lò Mác tanh, xây tường và nóc lò điện
nấu thép loại nhỏ theo quá trình axít, xây lò phản xạ... Gạch đinát sử dụng rộng rãi
làm vòm lò vì nó không bị co khi dùng; và độ dãn nở của đinát đủ làm chặt các
mạch xây, làm vòm lò vững chắc hơn, độ thẩm khí giảm đi nhiều. Ngoài ra đinát
còn được sử dụng để xây lò nồi và phần trên của lò bể nấu thuỷ tinh, làm đệm
trong lò gió nóng, xây buồng hồi nhiệt, lò nung vôi, lò Tuynen...
1.5.2 Vật liệu chịu lửa Crom-manhedi:
Gạch crôm-manhêdi sản xuất từ quặng crômit và manhêdi kết khối loại tốt
với tỉ lệ tốt nhất giữa crômit và manhêdi là 30/70 (đối với gạch crôm-manhêdi bền
nhiệt) và 65/35 (đối với gạch có nhiệt độ biến dạng cao). Toàn bộ phối liệu được
nghiền nhỏ rồi trộn theo một tỉ lệ xác định, với thành phần hạt nhất đinh. Độ ẩm
của phối liệu 3 -3,5%. Để tăng độ liên kết cần thêm 1,2 - 1,5% keo SSB. Tạo hình
dưới áp suất từ 80 - 100 N/mm2. Sấy sản phẩm trong lò Tuynen ở nhiệt độ
1400C(nhiệt độ vào của tác nhân sấy) trong thời gian 30 giờ, đến độ ẩm cuối cùng
0,4%. Nung sản phẩm trong lò Tuynen, nhiệt độ nung cực đại không nhỏ hơn
15000C. Trong quá trình nung sẽ có phản ứng giữa MgO với Crômit và tạp chất
trong crômit 27 thành hợp chất chịu lửa. Nhằm giảm sự tăng thể tích, khi nung sản
phẩm crôm-manhêdi phải nung trong môi trường ôxy hoá.
Tính chất cơ bản của gạch crôm-manhêdi là thể tích ổn định ở nhiệt đô cao.
Cường độ nén 20 - 40 N/mm2, khối lượng thể tích 2,85 g/cm3, độ xốp 23,3%,

nhiệt độ B.Đ: 1450 - 15200C, nhiệt độ phá hủy: 1480 - 15500C, độ bền nhiệt 7 - 8
lần (làm nguội bằng nước) % MgO: 54,9; % Cr2O3:17,2; % Fe2O3: 13,5. Độ chịu
lửa >2000. Gạch crôm-manhêdi dùng rộng rãi để xây vòm lò Mác tanh (nơi chịu
dao động nhiệt độ nhiều), xây tường lò Máctanh (nơi không tiếp xúc với thép
lỏng), xây lò điện nấu thép, lò nấu đồng, xây vùng nung lò quay nung ximăng rất
tốt Gạch Crôm-manhêdi bền nhiệt dùng để lót vòm lồ Máctanh. Độ chịu lửa
9


23400C, độ bền nhiệt ≥ 25 lần (làm nguội bằng nước), nhiệt độ B.Đ: ≥ 15000C, độ
xốp ≤ 25%, % Cr2O3 < 8; % MgO ≥ 5,7. Độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng.
Vòm,lò xây bằng gạch crôm - manhêhi tăng được nhiệt độ trong lò làm tăng năng
suất lò, tiết kiệm vật liệu chịu lửa và nhiên liệu.

1.5.3 Vật liệu chịu lửa fortenit:
Forstenit là loại sản phẩm chủ yếu chứa khoáng forstenit 2MgO.SiO2 (đến
85%) và manhêdi ferit MgO. Fe2O3 (đến 15%).
Nguyên liệu để sản xuất gạch forsteni là manhêdi kết khối với các khoáng
chứa silicat manhêdi như: ôlivin [(Mg, Fe)2SiO4 + tạp chất], serpentin [3(Mg,
Fe)O. 4SiO2. H2O + tạp chất)]. Các tạp chất có hại trong nguyên liệu là CaO và
A12O3.
Ứng dụng của gạch forstenit:
Gạch forstenit chủ yếu dùng làm đệm buồng hồi nhiệt của lò Máctanh thay
cho đinat và samôt. Gạch này làm đệm cho cả hai buồng: buồng đốt nóng không
khí và buồng đốt nóng nhiên liệu khí. Gạch I forstenit chống lại tác dụng của bụi xỉ
nóng chảy rất tốt nên có thể tăng nhiệt độ đốt nóng đệm đến 1350 - 14000C do đó
tăng đươc nhiệt độ lò, năng suất lò tăng. Gạch forstenit có độ bền đối với xỉ bazơ
rất cao nên có thể thay thế gạch manhêdi, đặc biệt trong điều kiện tác dụng với xỉ
sắt. Gạch forstenit còn dùng xây lò Máctanh, lò luyện kim màu, lò phản xạ nấu
đồng. Gạch forstenit dùng rất tốt để xây vùng nung lò quay ximăng và lò nung

manhêdi. Gạch forstenit ở nhiệt độ cao hơn 15000C không thể tiếp xúc với gạch
samốt hay đinát được do chúng tạo thành hợp chất dễ nóng chảy.
1.5.4 Vật liệu chịu lửa nhóm spinen:

10


Vật liệu chịu lửa họ spinen gồm crômit, crôm-manhêdi và spinen. Đó là loại
vật liệu chịu lửa chủ yếu chứa các dạng khoáng spinen khác nhau. Spinen là nhóm
hợp chất có công thức chung R2+O. R23+O, trong đó R2+ có thể là Mg, Fe, Zn,
Mn, co, Ni, còn R3+ là Fe, Al, Cr, Mn. Ví dụ: Khoáng manheđi spinen MgO.
Al2O3, manhêdi pherit MgO. Fe2O3, phericrômit FeO.CR2O3…
Gạch crômit là gạch trung tính, nó có thể tiếp xúc với gạch axit và bazơ ngay ở
17000C mà không tác dụng nào đáng kể.
Vì vậy gạch crômit để xây lớp ngăn cách giữa hai loại vật liệu trên. Tuy
nhiên nó không tiếp xúc được với gạch samốt vì độ chịu lửa của hỗn hợp crômit
với cao lanh sẽ bị hạ hấp.

11


Ngoài ra gạch crômit có thể dùng xây lò đốt nóng ở đó đòi hỏi độ bền xỉ cao.
Tính chất cơ bản của gạch crôm-manhêdi là thể tích ổn định ở nhiệt đô cao.
Cường độ nén 20 - 40 N/mm2, khối lượng thể tích 2,85 g/cm3, độ xốp 23,3%,
nhiệt độ B.Đ: 1450 - 15200C, nhiệt độ phá hủy: 1480 - 15500C, độ bền nhiệt 7 - 8
lần (làm nguội bằng nước) % MgO: 54,9; % Cr2O3:17,2; % Fe2O3: 13,5. Độ chịu
lửa >2000. Gạch crôm-manhêdi dùng rộng rãi để xây vòm lò Mác tanh (nơi chịu
dao động nhiệt độ nhiều), xây tường lò Máctanh (nơi không tiếp xúc với thép
lỏng), xây lò điện nấu thép, lò nấu đồng, xây vùng nung lò quay nung ximăng rất
tốt.

Gạch Crôm-manhêdi bền nhiệt dùng để lót vòm lồ Máctanh. Độ chịu lửa
23400C, độ bền nhiệt ≥ 25 lần (làm nguội bằng nước), nhiệt độ B.Đ: ≥ 15000C, độ
xốp ≤ 25%, % Cr2O3 < 8; % MgO ≥ 5,7. Độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng.
Vòm,lò xây bằng gạch crôm - manhêhi tăng được nhiệt độ trong lò làm tăng
năng suất lò, tiết kiệm vật liệu chịu lửa và nhiên liệu.
Sản phẩm spinen bền vững với xỉ lò Máctanh, xỉ lò nấu thép. Ở 16000Cnó
không tác dụng với gạch manhêdi và corun trên bề mặt. Với sản phẩm samốt ở
16000Cspinen tác dụng rất mạnh, đặc biệt cũng ở nhiệt độ này khi tiếp xúc với
đinát. Spinen bị phá huỷ nhanh bởi sắt, quạng sắt và pherômangan. Khi đó ôxyt sắt
Fe2O3 hấp thụ vào trong gạch làm gạch bở và giòn, cuối cùng bị phá huỷ.
1.5.5 Vật liệu chịu lửa đolomi
Vật liệu đôlômi sản xuất từ đá đôlômít với thành phần khoáng chính là
periklaz (MgO), ôxyt canxi và một số khoáng khác như: 3CaO. SiO2; 2CaO. SiO2;
4CaO. Al2O3. FeA; 3CaO. Al2O3 và 2CaO. Fe2O3 Sản phẩm đôlômi có hai loại:
loại chứa vôi tự do và loại không chứa vôi tự do, chúng được sản xuất dưới dạng
gạch và dạng bột.
Đôlômi luỵên kim không nung: quặng đôlômit là quặng kép của cácbônát
manhê và cácbônát canxi CaMg(CO3)2, được đập nhỏ đến cỡ hạt 5 - 20mm, trong
đó hạt nhỏ nhỏ hơn 5mm không quá 5%.
Chủ yếu được dùng để rải ở cửa nạp nguyên liệu của lò Máctanh và dùng để
sửa chữa tường sau của lò.
12


Đôlômi luyện kim nung: được sản xuất bằng cách nung đôlômít đến nhiệt độ
cao thành đôlômi kết khối hay clanhke đôlômi, sau đó đem đập nhỏ đến kích thước
hạt yêu cầu. Để đôlômi kết khối hoàn toàn phải nung ở 1600 - 1700°C hoặc cao
hơn. Sau khi nung xong đôlômi kết khối, nghiền nhỏ đến cỡ hạt 2- 20mm, 2 12mm và 12 - 20mm..
Đôlômi luyện kim nung được sử dụng để hàn vá lò nấu thép (lò Máctanh, lò
điện) và để sản xuất gạch đôlômi chứa vôi tự do hoặc đầm tường lò chuyên nấu

thép. Gạch đôlômi chứa vôi tự do.
Bột đôlômi kết khối có chứa vôi tự do dùng để vá đáy lò máctanh, đặc biệt
để sửa tường dốc của lò Máctanh, lò điện nấu thép theo quá trình bazơ, để rải cửa
lò Máctanh.
1.5.6 Một số vật liệu chịu lửa thông dụng:

Bông thủy tinh Glasswool : được làm từ sợi thuỷ tinh tổng hợp chế xuất từ
đá, xỉ, đất sét. . . Thành phần chủ yếu của Bông thuỷ tinh chứa Aluminum, Siliccat
canxi, Oxit kim loại, … không chứa Amiang, có tính năng cách nhiệt, cách âm,
cách điện cao, không cháy, mềm mại và có tính đàn hồi tốt.
13


Tiện ích cơ bản của Bông thuỷ tinh kết hợp với tấm nhôm, nhựa chịu nhiệt
cao tạo ra một sản phẩm cách nhiệt cách âm vượt trội ở cả thể dạng cuộn hoặc thể
dạng tấm.
Sản phẩm được sản xuất dạng cuộn và tấm với các độ dày, kích thước và
nhiều tỷ trọng khác nhau, có hoặc không có lớp phủ bề mặt nhôm .
Ứng dụng:
Cách nhiệt bông thủy tinh được thiết kế và chế tạo riêng để sử dụng cho mái
và vách của các công trình nhà thép trong các ngành công nghiệp, thương mại, dân
dụng, nông nghiệp, trại chăn nuôi.
Bông thủy tinh có thể được lắp đặt ngay bên dưới tấm lợp mái, phía trên hay
dưới xà gồ mái hoặc phía bên trong của tấm lợp vách.
Ưu điểm:
Khả năng cách nhiệt cách âm tốt: 95% – 97%.
Tính năng cách điện, chống cháy tốt.
Mềm, nhẹ, đàn hồi nhanh.
Độ bền của sản phẩm cao, chịu được nhiệt độ lên tới 350oC
Vận chuyển và thi công tiện lợi

Bông sợi gốm ceramic dạng tấm được chế tạo sản xuất trên dây chuyền tiên
tiến, được kiểm soát bởi phương pháp hoàn toàn tự động và vận hành liên tục, có
nhiều đặc tính như kích cỡ chính xác, rất bền chắc, giữ nhiệt rất tốt và dễ thi công.
14


Quy trình sản xuất rất tiên tiến, do đó loại bỏ được chu kỳ sản xuất không hiệu quả,
sản lượng thấp.
Bông sợi gốm ceramic dạng tấm được sản xuất thành nhiều loại tỉ trọng khác
nhau bởi nhiệt độ, có thể được sử dụng rộng rãi như phần lớp che lót cho lò nung
công nghiệp hay bề mặt bị nung nóng của lò nhiệt thấp, đảm bảo cho việc tiết kiệm
nhiên liệu và chất lượng cao
Ứng dụng:
- Cách nhiệt cho lò nung ngành xi- măng, ngành ceramic, ngành luyện kim,
hóa dâu, ngành thủy tinh.
- Chịu lửa và cách nhiệt thiết bị xử lý nhiệt.
- Gạch chịu nhiệt cho lò luyện nhôm.
- Cách nhiệt cho vách, thành lò và thiết bị chịu nhiệt cao.

Vải thủy tinh chống cháy tia lửa hàn
Vải thủy tinh là hệ vải sợi thủy tinh siêu bền, mềm, đường kính sợi nhỏ (16µm)
đã được xử lý bề mặt, có binder (acrylic) liên kết sợi, gia cường cho lớp keo chống
cháy, tạo nên bề mặt có chất lượng cao, chống chịu môi trường ăn mòn, kéo dài
tuổi thọ cho lớp cách âm chống ồn.
Vải thủy tinh dạng cuộn tăng độ linh động cao cho màng cách âm chống cháy,
tạo nên tính đàn hồi, co giãn tốt, chống chịu được những ứng suất gia tăng lên bề
15

mặt chống ồn trong suốt quá trình sử dụng. Hơn nữa, việc sử dụng vải Thủy tinh
cách âm cách nhiệt chống cháy sẽ làm giảm tối đa khả năng hình thành bọt khí
trong lòng và trên bề mặt của lớp cách âm, tạo nên độ bền cơ học cao cho lớp giảm
ồn, đáp ứng đa dạng các ứng dụng trong giảm ồn Công nghiệp.
Ứng dụng vải thủy tinh:

Được dùng như chất gia cường cho các sản phẩm polymer, các chất liệu tổng
hợp, được biết như là sợi thủy tinh gia cường polymer (ERP) hay sợi thủy tinh gia
cường Plastic (GRP). Được sự dụng rộng rãi cho ngành công nghiệp xây dựng và
cách nhiệt các khu vực nhiệt độ cao.
Giảm ồn trong công nghiệp: Máy phát điện, hệ thống điều hòa trung tâm, hệ
thống đường ống dẫn, nhà máy đóng tàu, nhà máy lọc dầu, nhà máy điện và hóa
chất,..
Cách nhiệt lò hơi, lò nung, lò nướng, lò thủy tinh,…
Ngoài ra loại vải này còn chống cháy rất tốt được áp dụng vào ngành cơ khí, cơ
khí xây dựng ,... như chống tia lửa hàn,tia lửa hồ quang,chống lại các tia lửa gây
cháy gián tiếp lên các vật dụng dễ cháy.
Hấp thụ âm thanh: Tiêu âm chống ồn cho các công trình Karaoke, quán bar, sản
nhảy, phòng thu, hội nghị, vũ trường,..

16


Sợi, dây amiang tẩm chì
Sợi amiăng được bện lại thành dây và được phủ với lớp than chì khô, rất
thích hợp sử dụng ở nhiệt độ cao và áp suất cao.
Nó được sử dụng trên van, thiết bị máy, dầu, hơi nóng, dung môi,
hydrocabons, khí đốt, amoniac, chất lỏng ăn mòn.
Ứng dụng:
Được sử dụng như một hộp nhồi trong máy bơm (đặc biệt là máy bơm cấp lò hơi)

và van.
Đề kháng với các dung dịch kiềm, chất lỏng trơ, hơi nước, khí, nước nóng
và dung dịch muối.

17


Vải Thủy tinh cách âm cách nhiệt chống cháy siêu bền, mềm, đường kính sợi nhỏ
(16µm) đã được xử lý bề mặt, có binder (acrylic) liên kết sợi, gia cường cho lớp
keo chống cháy, tạo nên bề mặt có chất lượng cao, chống chịu môi trường ăn mòn,
kéo dài tuổi thọ cho lớp cách âm chống ồn...
Vải thủy tinh dạng cuộn tăng độ linh động cao cho màng cách âm chống cháy, tạo
nên tính đàn hồi, co giãn tốt, chống chịu được những ứng suất gia tăng lên bề mặt
chống ồn trong suốt quá trình sử dụng. Hơn nữa, việc sử dụng vải Thủy tinh cách
âm cách nhiệt chống cháy sẽ làm giảm tối đa khả năng hình thành bọt khí trong
lòng và trên bề mặt của lớp cách âm, tạo nên độ bền cơ học cao cho lớp giảm ồn,
đáp ứng đa dạng các ứng dụng trong giảm ồn Công nghiệp.
Ngoài ra, vải thủy tinh còn được thiết kế dùng làm lớp bề mặt cho các sản phẩm
composite gia cường bằng sợi thủy tinh vốn yêu cầu bề mặt đẹp, chất lượng cao
trong khi không cần dùng đến lớp gel-coat bảo vệ. Các vải chất lượng này có thể
ngăn cản sự rạn nứt của màng phủ, ngăn chặn sự thâm nhập của nước cũng như
kéo dài tuổi thọ của bề mặt sản phẩm thêm nhiều năm. Các chất liên kết trên cơ sở
styren-acrylic có thể tương thích với tất cả các loại nhựa như vinyl ester, polyester
18


và nhựa epoxy. Bên cạnh đó, nó còn dùng để sửa chữa các vết nứt vỡ trên tường
bằng cách sử dụng như vật liệu gia cường cho các hệ sơn trên tường trong và ngoài
nhà, nơi mà các rạn nứt như sợi tóc thường xuất hiện.
Ứng dụng:

* Chống cháy (xỉ của mỏ hàn nhiệt độ cao - 1000 độ rớt xuống).
* Chống cháy lan : trong các công trình có nhiều dây dẫn điện.
* Cách âm : trong các Building, Rạp hát, Karaoke, Vũ trường.
* Chống nứt: cho bê tông, tường, trần.
III. Kết luận:
Trên thế giới ngành công nghiệp vật liệu chịu lửa không ngừng phát triển, nó đóng
vai trò quan trọng cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như: công
nghiệp xi măng, công nghiệp gốm sứ, công nghiệp thuỷ tinh… đặc biệt là ngành
công nghiệp luyện kim, gạch chịu lửa được sử dụng khá lớn (chiếm 1/3 lượng vật
liệu chịu lửa được sản xuất ra hàng năm trên thế giới). Trong những năm tới, xu
hướng của ngành công nghiệp vật liệu chịu lửa trên thế giới, ngoài vật liệu chịu lửa
thông thường còn đi sâu vào sản xuất các loại vật lệu chịu lửa có chất lượng cao.
Trước xu thế hội nhập khu vực và quốc tế hiện nay, tại Việt Nam, trong những năm
gần đây, với sự chuyển dịch đầu tư, nhiều dự án của các doanh nghiệp trong nước,
các doanh nghiệp liên doanh, doanh nghiệp nước ngoài tại Việt Nam đã và đang
phát triển mạnh mẽ; nền công nghiệp của nước ta đã có nhiều bước phát triển đột
phá về cả số lượng lẫn chất lượng, như ngành công nghiệp xi măng, luyện kim, hoá
chất, vật liệu xây dựng, năng lượng,... Và vật liệu chịu lửa là loại vật liệu không
thể thiếu được của các ngành công nghiệp trên.
Hiện nay nhu cầu về số lượng, chất lượng, chủng loại của vật liệu chịu lửa ngày
càng phong phú, đa dạng, tuy nhiên, trên thực tế ngành sản xuất vật liệu chịu lửa
tại Việt Nam hiện tại vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước; cũng như chưa
thể hoà nhập với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới.

19


Mục lục
I. Khái niệm và phân loại
1. Khái niệm:--------------------------------------------------------------------------1

2. Phân loại: ---------------------------------------------------------------------------1
II. Các tính chất và công dụng của vật liệu chịu lửa:
1. Tính chất vật lí của vật liệu chịu lửa:
1.1 Đặt tính cấu trúc:------------------------------------------------------------1
1.2 Mật độ và cường độ ở nhiệt độ thường:---------------------------------2
1.3 Độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt độ:---------------------3
1.4 Tính chất sử dụng của vật liệu chịu lửa:------------------------6
1.5 Các loại vật liệu chịu lửa----------------------------------------------------8
III. Kết luận---------------------------------------------------------------------------------19

20