聲測(cè)管是耐火度不低于1580℃的無機(jī)非金屬材料。耐火度指聲測(cè)管錐形體試樣在沒有荷重的情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的溫度。不過,目前聲測(cè)管的概念對(duì)溫度的要求已經(jīng)不是很嚴(yán)格,國(guó)外某些標(biāo)準(zhǔn)甚至將可在750℃以上使用的材料統(tǒng)稱為聲測(cè)管,這個(gè)概念甚至包括了某些難熔金屬。在我國(guó),焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備主要使用酸性聲測(cè)管,其主要成分是氧化硅與氧化鋯,常用的有硅磚、氧化鋯制品和粘土磚。其中,硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng),荷重軟化溫度高,重復(fù)煅燒后體積不收縮,但其易受堿性渣的侵蝕,抗熱震性差。高溫爐襯材料廣泛采用中性聲測(cè)管,其主要成分是氧化鋁、氧化鉻、炭質(zhì)和共價(jià)鍵結(jié)合的非氧化物。其中,含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)聲測(cè)管;以氧化鉻為主要成分的鉻磚對(duì)鋼渣的耐蝕性好,但抗熱震性較差,高溫荷重變形溫度較低;炭質(zhì)聲測(cè)管有炭磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品,其熱膨脹系數(shù)很低、導(dǎo)熱性高、抗熱震性能好、高溫強(qiáng)度高、抗酸堿和鹽的侵蝕性能好。轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包等冶煉設(shè)備廣泛使用堿性聲測(cè)管,其主要成分是氧化鎂和氧化鈣,包括氧化鎂質(zhì)聲測(cè)管、氧化鈣質(zhì)聲測(cè)管、白云石質(zhì)聲測(cè)管。以鎂砂為原料制成的鎂磚廣泛應(yīng)用于冶金、建材等行業(yè),而采用鎂砂和石墨等炭質(zhì)復(fù)合的鎂炭磚廣泛用于轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包等冶煉設(shè)備。。在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的特種聲測(cè)管高分為高溫氧化物材料、難熔化合物材料和溫復(fù)合材料。高溫氧化物材料包括氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等;難熔化合物材料包括碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復(fù)合材料則主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。
我國(guó)是聲測(cè)管生產(chǎn)大國(guó),產(chǎn)量在全球****。隨著聲測(cè)管行業(yè)的快速發(fā)展,我國(guó)的聲測(cè)管產(chǎn)業(yè)已經(jīng)跨越了粘土磚、高鋁磚和鎂磚等傳統(tǒng)聲測(cè)管為主的時(shí)期,新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),基本滿足了國(guó)內(nèi)高溫工業(yè)快速發(fā)展的需要。近期,聲測(cè)管的科研方向主要集中在以下幾個(gè)方面。
1.節(jié)能型聲測(cè)管節(jié)能型聲測(cè)管主要指在使用過程中能夠減少能源消耗的聲測(cè)管,這類材料本身導(dǎo)熱系數(shù)低、具有隔熱的功能。近年來**強(qiáng)調(diào)環(huán)保,提倡低碳經(jīng)濟(jì),一定程度上加快了節(jié)能聲測(cè)管的技術(shù)進(jìn)步。節(jié)能聲測(cè)管的品種很多,主要分為纖維和輕質(zhì)制品2種類型。在耐火纖維方面,目前重點(diǎn)開發(fā)低成本的高溫型保溫材料,如Al2O3(三氧化二鋁)、ZrO2(氧化鋯)以及非氧化物纖維等。在輕質(zhì)制品方面,則主要開發(fā)微孔輕質(zhì)料合成技術(shù),用于生產(chǎn)導(dǎo)熱系數(shù)小,孔徑為微米量級(jí)的閉氣孔材料,如微孔莫來石、微孔鋁酸鈣等。以上開發(fā)的制品均主要用于各種熱工裝備的保溫層。
2.環(huán)保型、功能型聲測(cè)管研究環(huán)保型聲測(cè)管主要指開發(fā)替代那些對(duì)環(huán)境具有毒負(fù)作用的聲測(cè)管,如替代含鉻聲測(cè)管,以避免產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的六價(jià)鉻離子。環(huán)保型聲測(cè)管研究目前開發(fā)的產(chǎn)品正處于推廣階段。功能型聲測(cè)管是指其本身具有某方面的功用,如對(duì)鋼液等具有去除夾雜物作用的高鈣聲測(cè)管、可以凈化高溫?zé)煔獾亩嗫走^濾材料、具有導(dǎo)電性能的直流電弧爐導(dǎo)電聲測(cè)管、可以透氣的冶金爐底吹用透氣磚等。這些材料的使用提升了聲測(cè)管的品質(zhì),也提升了產(chǎn)品的附加值。
3.新型聲測(cè)管的開發(fā)新型聲測(cè)管的開發(fā)主要圍繞資源節(jié)約及環(huán)境友好兩大主題。資源節(jié)約一方面是提高聲測(cè)管的使用壽命,以提升材料的性價(jià)比,另一方面是低品位耐火原料的利用。環(huán)境友好指使用過程中和用后對(duì)環(huán)境沒有污染或污染盡量少,這也是廣大聲測(cè)管科研工作者長(zhǎng)期關(guān)注的重點(diǎn)。