无机非金属材料料分类与性能

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无机非金属材料是这样分类的(一)
日 15:15:43  来源:谢谢叮 (个体经营)
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  传统的无机非金属材料主要指陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等四类,因这四类材料的化学组成均为硅酸盐类,故亦称为硅酸盐材料,又因其中陶瓷材料历史悠久,应用最广泛,也常称为陶瓷材料。
  从20世纪40年代开始,跟随着科学技术的发展,传统硅酸盐材料技术逐步发展成为新型无机非金属材料科学与工程。在这一领域中,研制工作活跃且处于整个材料科学与工程发展前沿,特别是先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体及无机涂层等技术的研究。无机非金属材料一般均耐蚀、质脆、不耐温度剧变,不能机械加工。
  (1)化工陶瓷。陶瓷材料具有化学惰性、耐高温、抗蠕变、耐磨损等良好性能,而且其机、电、声、光、热、磁、弹性以及它们之间的耦合性能越来越受到人们的重视。广义的陶瓷材料包含传统陶瓷、无机涂层材料(搪瓷)、非晶态材料(玻璃)等。陶瓷材料除在氢氟酸和强碱中外,一般均耐蚀。在化学工业中主要用于氯气和盐酸工业。陶瓷砖、板等材料可用于设备衬里;陶瓷还可以用做耐酸、碱腐蚀、耐高温、耐磨或隔热(如氧化铬)涂层材料以达到使设备增效或延寿的目的。
  (2)化工搪瓷。搪瓷是将瓷釉涂搪在金属底材上,经高温烧结而成的。应用较多的有耐酸搪瓷(以钢板或铸铁为底材,又称搪玻璃)、微晶搪瓷(以钢、不锈钢或耐热合金板为底材)、远红外辐射搪瓷和高温搪瓷(以不锈钢或耐热合金板为底材)。搪瓷具有良好的耐蚀性能、力学性能和电绝缘性能。可用于搪瓷设备或衬里。其中耐酸搪瓷具有较好的物理性能,能耐多种化学介质的腐蚀,适合制作反应罐、聚合釜,蒸发锅、冷凝器、分馏塔、储罐、耐酸泵、阀门、搅拌器、管道等。
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一、耐火材料耐火度高于1580℃的无机非金属材料。它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性,是各种高温设备必需的材料。 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。耐火材料分为常规耐火材料和特种耐火材料,常规耐火材料是指用于冶金炉、水泥窑、玻璃窑等热工窑炉炉衬的材料,多半由天然原料加工而成的。特种耐火材料用料纯度高,多为氧化物合成材料,用于特殊的冶炼设备,或是窑炉的特殊部位。二、 耐火材料种类:耐火材料种类繁多,耐火材料由多种矿物组成,各种矿物自有熔点,在高温下它们或者共存,或者生成第三者矿物,出现低共熔融温度。通常按耐火度高低分为:普通:耐火度1580~1770℃,耐火度1580~1770℃相当于SiO2-Al2O3二元系中Al2O3
15%~45%耐火制品,组成原料的主要矿物是高岭石。高级耐火材料:耐火度1770~2000℃,高铝砖、莫来石砖、普通镁质制品、镁铝砖、普通镁铬砖、橄榄石砖属于这个档次。特级耐火材料:耐火度大于2000℃,纯氧化物制品、熔铸制品、高纯直接结合镁铬砖、尖晶石砖、非氧化物制品等属于这个档次。1、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、玻璃熔窑、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。这类产品中以石英(SiO2)为第一相,SiO2属酸性氧化物,因而得名。硅砖是酸性材料的代表产品;半硅砖、耐碱砖、耐酸砖中SiO2含量60%到80%,是半酸性材料。2、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。它们的熔点高,抗碱性渣(C/S>2)侵蚀能力很强,属于高级耐火材料,但它们易于水化。镁铬砖、白云石砖、橄榄石砖等产品,主要化学成份也是MgO、CaO也属于碱性材料。3、硅酸铝质耐火材料是指以SiO2-Al2O3为主要成分的耐火材料,按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质(Al2O3 15~30%),粘土质(Al2O3 30~48%),高铝质(Al2O3大于48%)三类。 4、熔铸耐火材料是指用一定方法将配合料高温熔化后,浇注成的具有一定形状的耐火制品。 5、中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料,如炭质耐火材料和铬质耐火材料。有的将高铝质耐火材料也归于此类。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。以Al2O3、ZrO2为主晶相,它们的化学行为可变,当遇到碱性氧化物时表现出酸性特点,如生成MgO、Al2O3、Al2O3、ZrO2;遇到有强酸性氧化物时又表现碱性特点。如生成黏土砖、高铝砖、菒来石砖是中性材料代表产品。锆英石制品也是中性产品。6、特种耐火材料是在传统的陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的新型无机非金属材料。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。 7、不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料,能直接使用或加适当的液体调配后使用。不定型耐火材料是一种不经煅烧的新型耐火材料,其耐火度不低于1580℃. 按组成耐火材料主要成份分类所谓主要成份是指第一相和第二相成份,含量大约占化学成份总量的90%左右。现代耐火材料技术发展越来越多项材料配料,故出现第二相、第三相成份,调节第二相、第三相成份即可产生新的技术,在化学组成上超出了第一相分类局限性,是应用最普遍的一种分类方法。硅铝系列品:要硅铝系列材质中,主要成分是SiO2、Al2O3,它包括黏土砖、高铝砖、硅线石、蓝晶石、红柱石、莫来石砖等制品。镁铬系列制品:镁铬系列中主要成分是MgO、Cr2O3,方镁石为第一相,镁铬尖晶石为第二相,属于这个系列的产品有镁铬砖和铬镁砖。镁铝系列品:主要成分是MgO、Al2O3,由于它们生成MgO.Al2O3,镁铬系列制品中都含有镁质材料。镁钙系列产品:主要成分是以MgO、CaO。它们都有极高的熔点,是重要的镁质材料。镁硅系列制品:镁砂系的主要成分是SiO2,当C/S<5时,SiO2和MgO生成MgO.Al2O3(镁橄榄石),从显微矿物组成角度说,纯铝系列的主要产品有镁铝砖、方镁石尖晶石砖、刚玉尖晶石砖,不定型材料中的铝-尖晶石浇注料也属于镁铝系列产品。随着我国加入世贸组织,国产的耐火材料及耐火制品面临国外的长寿、节能、功能化新型产品的挑战,市场竞争日趋激烈。对此,有关专家指出,我国耐材产业应当加快优化调整,实行强强联合,淘汰落后生产线,加强科研和生产经营,调整产品结构,以尽快适应国内外钢铁工业发展的需要。 三、 经常使用的耐火材料有那些? 经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖等。 经常使用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等.。经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 四、耐火材料的物理性能包括那些? 耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能. 耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、 气孔孔径分布等. 耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。 耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。 耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。 耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。耐火材料重烧线也叫线性变化率或叫残余线变化,指每次在同等温度变化中体积发生膨胀收缩的变化,如果每次膨胀收缩一样,我们定义这样的线性变化率为0。散状耐火材料(不定形耐火材料); 不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。通常,对构成此种材料的粒状料称骨料,对粉状料称掺合料,对结合剂称胶结剂。这类材料无固定的外形,可制成浆状、泥膏状和松散状,因而也通称为散状耐火材料。用此种耐火材料可构成无接缝的整体构筑物,故还称为整体耐火材料。 不定形耐火材料的基本组成是粒状和粉状的耐火物料。依其使用要求,可由各种材质制成。为了使这些耐火物料结合为整体,除极少数特殊情况外,一般皆加入适当品种和数量的结合剂。为改进其可塑性或减少用水量,可加入少量适当增塑减水剂,为满足其他特殊要求,还可分别加入少量适当其他外加剂。耐火材料有效成分多是:三氧化二铝(氧化铝)或氧化镁。氧化镁和氧化铝其热膨胀系数很低,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。以氧化镁(镁砂)为基本骨料,用氯化镁水溶液拌和,加入少量滑石粉,石英砂、玻璃丝,打结成形。这样的耐火材料的耐火度,是能够耐火达到1700 度。镁砂是一种高级耐火材料,其余材料只是在打结成形和高温烧结成形中起一点作用,特别是那个玻璃丝,见火就熔化了,对以后的耐火不起什么作用。镁砂(重烧镁)是菱镁矿料经高温煅烧而成的烧结物,其主要成分为氧化镁,是镁石的一种。镁砂是由菱镁矿或海水,盐湖中提取的氧化镁,也可以电熔中得到。镁砂是属于碱性,根据使用不同,分为制砖和不定性的,菱镁矿在800摄氏度~1000摄氏度烧结的产物,是属于轻烧,结合剂,也是合成原材料; 高纯。AZS 指的是电熔耐火材料,A是Al2O3(氧化铝),Z 指氧化锆,S指二氧化硅。一般用电熔浇注法生产,即fused cast。不定形耐火材料常用结合剂种类和凝结硬化机理?1、铝酸盐水泥 铝酸盐水泥水化产物的晶体转变过程为CA2H10-C2AH8和Haq-AH2晶体。由于铝胶包裹水泥颗粒和水化铝酸钙交错生长与互相连接,致使水泥硬化而产生强度。2、磷酸和磷酸盐 磷酸根离子夺取使促凝剂的金属阳离子或氨离子等,形成具有良好的胶凝性的磷酸盐、含水磷酸盐或是生成物沉淀。3、水玻璃 在水玻璃耐火浇注料中,参加Na2SiF6拌和,保证硅酸盐溶胶的析出和凝聚,沉积在耐火骨料粉料表面,使之胶结硬化,并获得强度。4、黏土 结合黏土利用其离子置换特性,减小电位。斥力&范德华力使颗粒之间靠拢和连接,形成网络结构,产生强度。5、超微粉如何考量“生态水泥”生产线配套耐火材料是一个非常重要的问题。众所周知,一是要改变原煤粉燃烧的条件后,碱硫比1:1的掌控更加困难;二是工作介质(固、液、气)的波动性大,加重了对耐火材料的侵蚀与损坏;三是原料、燃料的不稳定性对耐火材料的热震稳定性,抗剥落、抗结皮性要求更高,特别是抗渗透性。其结果是:①需将烧成带长度延长,由原6D~8D延长至8D~10D;②将凸显含ZrO2、TiO2惰性复合材料或具“二性”化合物性质的Al2O3-ZrO2,MgO-ZrO2,Al2O3~MgO-ZrO2,Al2O3-ZrO2-SiO2(AZS)材料;③特种抗渗、抗蚀综合性能优异,用于冶金传统行业的烧结,浇注料嫁接到“生态水泥”生产变为可能;④对传统耐火材料的介质相,结合相抗酸碱性、硫化物、氯化物侵蚀,抗剥落性能的研发迫切提升。 《全国炉窑砌筑工程预算定额》名词术语解释  1.专业炉窖
  系指那些在各个专业中,常用的、主要的、大量的、具有特点的工业炉窑。纳入本定额的专业炉窑,必须是设计定型已纳入到现行“国家施工验收规范”中的工业炉窑。例如在钢铁工业中应用的炼铁高炉、炼钢转炉;在有色金属工业中应用的铝电解槽,闪式炼铜炉;在石油化学工业中应用的转化炉、装解炉;以及民用煤气工业中应用的连续式直立炉等。本册定额中专业炉窑项目,是以简明适用综合扩大以主要工序带次要工序,成套格局编制。
  2.—般工业炉窖
  亦称通用工业炉窑。系指在本册定额中尚未纳入专业炉窑项目中的所有工业炉窖。例如在机械工业中应用的化铁炉、燃烧炉;在电子工业中应用的烧成窑、退火炉,以及轻工陶瓷工业中应用的有关炉窑。纳入本册定额的“一般工业炉窑项目”按解体结构编制。即未把次要工序定额消耗含量,综合到主要工序定额消耗量中。
  3.不定形耐火材料
  不定形耐火材料也称散状耐火材料。是由按一定级配的耐火骨料。加人耐火粉料,粘结剂与外加剂混合而成,既不需成型又不需烧成,是一种即可直接使用,带有活性的耐火材料。
  不定型耐火材料按其所用原料的配合成份与施工方法可分为轻质或重质的耐火烧注料、耐火可塑料、耐火捣打料、轻质或重质的耐火喷涂料,以及由耐火纤维的毡、板与模块贴挂与砌筑。
  4.辅助工程
  所谓辅助工程,系指在炉窑砌筑工程施工过程中,发生带有配合和辅助性的工程,如抹灰、涂料、填料、模胎模板与预砌筑、二次勾缝、吹风清扫、砖加工等。
  5.·选砖
  选砖即施工前对耐火砖外形尺寸挑选的简称。这是为了保证炉窑砌筑工程质量达到“国家施工验收规范”要求的精确度,而采取的必要措施。按照现行“国家施工验收规范”的要求,凡要求达到质量等级为Ⅱ类砌体以上的工程,耐火砖必须全部挑选。在选砖过程中发现公差超过允许误差的,必须要加工。发现有缺角、掉边、或扭曲度超过技术标准规定的必需要剔除。在炉窑关键部位的用砖,还要划上标记。
  6.预砌筑
  所谓“预砌筑”,也是按照“国家施工验收规范”的要求,在规定专业炉种、或炉窑砌筑的关键部位为确保达到质量等级的要求,所进行的预砌或预装,一般有干砌或湿砌二种要求。预砌筑的条件是必须具有平整的场地或专设的预砌平台。根据预砌筑的结果,决定砖层的配置与加工或改型的要求。
  7.预组装
  “预组装”带有“预砌筑”的含义,但不同于预砌筑。一般在设计上采用组合砖的工程方须预组装。
  预组装系指采用成品耐火砖,经过施工前准备、清号、检查、预组装、整形打磨(小型机具)打号、装箱、搬运、胎具制作、安装、拆除。所耗用的金刚石磨条允许另计。
  8.耐火砖加工(俗称砖加工)
  “砖加工”是为了保证炉窑砌筑质量,加工那些经过挑选预砌中发现外形尺寸不合格的耐火砖所采取的必要手段。一般砖加工分为机械磨砖或机械砌砖,也有采用手工研磨,统称为“砖加工”。
  砖加工的精密度,是根据“国家施工验收规范”对炉窑砌体部位的质量要求等级来确定:
  (1)要求使用在特类砌体的耐火砖,必须全部精密加工,达到尺寸公差不大于0.25mm,并需检查、分类、划号做标记。
  (2)要求使用在Ⅰ类砌体的耐火砖先挑选后部分进行加工(一般比例在25%)要求达到尺寸公差不大于0.5mm时,进行分类、划号做标记。
  (3)要求使用在Ⅱ类砌体的耐火砖,先挑选后部分进行加工(一般比例在15%),要求达到尺寸公差不大于1mm时进行分类,一般不做标记。
  凡使用在超过Ⅲ类砌体的耐火砌,除有设计中特殊规定者外(如焦炉用砖),一般不须砖加工。
  当设计上有要求,必须于炉窑砌筑工程正式施工以前,进行批量预加工的称之谓“集中砖加工”。
  当炉窑砌筑工程开工后,临时发现某些部位用砖需要改型或加工的,称谓“临时砖加工”。
  在磨砖加工中,机械的磨具大多采用炭化硅辊形砂轮。只有少量大块砖或组合砖须采用以金刚石刀头或磨条的龙门式孢床或电脑控制式自动化磨砖机。
  在砌砖加工中,原则上常温耐压超过20MPa以上耐火砖,均应采用功率为2.2千瓦~2.8千瓦以金刚石切片为附具的湿法加工切砖机(符合国家施工环保条例要求)。但属于见水粉化或影响质量的耐火砖仍宜采用以碳化质砂轮片为附具的单机附尘式切砖机。
  9.二次勾缝
  “二次勾缝”是为保证耐火砌体内表的严密度与外表光洁度,在砌筑工序完成后单独的进行第二次勾缝,一般工业炉窑砌筑工程中不存在,只有特定要求的工业炉(如焦炉),按照“国家施工验收规范”的要求,采用带有粘结度的硬化质泥浆进行第二次匀缝,方称“二次勾缝”。在蒸汽锅炉的炉墙砌筑工程,往往也须进行“二次匀缝”。
  10.吹风清扫(或吸尘)
  所谓“吹风清扫”是指那些带有砖格子蓄热室的专业炉窑,在施工中按“国家施工验收规范”的要求,必须采取具有压力的吹风清扫或吸尘措施,这道工序属于专业炉项目(如焦炉)其消耗含量业已综合,不再单独出现子目。
  11.砌体类别
  “砌体类别”是“国家施工验收规范”中为工业炉窑砌筑工程施工精密度,规定要求达到的等级标识。规定各类砌体的砌缝厚度,应符合下列规定:
  (1)“特类砌体”其砖缝厚度应不大于0.5mm;
  (2)“Ⅰ类砌体”其砖缝厚度应不大于1.0mm;
  (3)“Ⅱ类砌体”其砖缝厚度应不大于2.0mm;
  (4)“Ⅲ类砌体”其砖缝厚度应不大于3.0mm;
  (5)“Ⅳ类砌体”其砖缝厚度应不大于3mm。
  12.耐火泥浆
  “耐火泥浆”是由细粒耐火骨料、耐火细粉、结合剂与外加剂配制而成。它的作用是作为工业炉窑耐火砌体的接缝材料。按其品种可分为“常规普通泥浆”、“高强泥浆”、“空气硬化泥浆”和“缓冲泥浆”等四大类。
  (1)常规普通泥浆
  常规普通泥浆是根据所砌筑耐火砖的砖种配制的相应品种、性能及成份的耐火泥浆。一般分有粘土质耐火泥浆、高铝质耐火泥浆、硅质耐火泥浆、镁质耐火泥浆与热质耐火泥浆等。
  (2)高强泥浆
  顾名思义“高强泥浆”是高强度耐火泥浆,它是采用化学和有机体作结合剂,配制出具有抗高温性能的高强度耐火泥浆(如磷酸盐耐火泥浆)。
  (3)硬化泥浆
  “硬化泥浆”是渗水泥、水玻璃、矾土与卤水等具有快干性并迅速形成强度的专用耐火泥浆。
  (4)缓冲泥浆
  “缓冲泥浆”是一种具有压缩性能好,并能吸收砌体的高温膨胀,与缓解因热膨胀而产生热应力的特种泥浆。此种泥浆系带有专利证书,由定点单位生产。
  13.耐火制品(俗称耐火砖)
  凡具有在炉窑砌筑工程上使用,熔点高于1588℃以上的材料制品统称“耐火制品”也叫耐火砖,耐火砖按其化学与矿物质的可分为:粘土质、高铝质、硅质、半硅质、镁质、镁铝质、镁硅质、镁铬质、白云石质、刚玉质、锆刚玉质、莫来石质、锆莫来石质、石英质、氧化铝质与碳化硅质等。
  耐火制品按其成型的生产工艺可分为:不烧成型、烧结成型与电熔烧结成型三种。
  确定耐火制品的质量其主要指标是:
  (1)耐火度
  “耐火度”就是指耐火制品在生产应用过程中能耐到高温程度,而不被熔化的性能。
  (2)高温荷重软化点
  “高温荷重软化点”是指耐火制品在生产应用过程中,不仅要耐高温,而且要抵抗炉渣、各种金属或材质溶液、或加工件的冲刷侵蚀,以及承受着炉体各部结构件压力,具备以上性能的极限度叫“高温荷重软化点”。
  (3)体积密度
  “体积密度”通称“容重”,它是通过耐火制品的重量与总体积之比值。一般采用t/m³表示。
  (4)气孔率
  耐火制品的“气孔率”是影响使用寿命的重要指标之一。“气孔率”的指标分为二种。一种叫“显气孔率”,是指耐火制品与大气相通的孔隙(即开口气化)的体积与总体积之比。另一种叫“真气孔率”,即在耐火制品中全部孔隙的体积(包括开口和闭口的孔隙)与总体积之比。这种两种气孔率均用百分比表示。
  耐火制品的气孔率小,表示致密程度好,砖的质量就好。也有少数专业炉窑对耐火制品气孔率要求不宜过小,以便于具有耐急冷急热的功能。
  (5)耐压强度
  耐火制品的耐压强度有两种观念,一叫“常温耐压强度”,它的定义是在室内试验室里,按照试样单位面积上所能承受而不被破坏时的极限压应力强度。
  二叫“高温耐压强度”,它的定义是把耐火制品试样经通过培烧到指定的高温条件下,单位截面积所能承受而不被破坏的极限压应力。“常温耐庄强度”对不烧耐火制品与不定形耐火材料的使用是主要质量指标之一。“常温耐压强度”对一般耐火制品,是衡量其对炉内物料的撞击、磨损、液态渣的冲刷所具有的抵抗能力重要指标之一。
  (6)耐急冷急热性
  考虑到工业炉窑的生产方式,有很多都是间断式作业。在间断式作业的炉子内,耐火制品能随炉温的急烈变化和波动而不致破坏的性能叫“耐急冷急热性”。耐火制品在生产使用过程中,由于受温度急烈变化的影响,在制品内会产生一种应力,促使制品产生裂纹而毁坏,因此造成炉体寿命缩短。
  (7)导热系数
  导热系数的定义是:当耐火制品在一定温度条件下,通过制品表面单位面积的导热流速率叫“导热系数”。在炉窑的生产运行中,考虑热量通过耐火制品后的损失量具有十分重要意义,特别对隔热耐火制品计算隔保温效果有关炉窑寿命与生产成本核算。
  (8)耐火制品的外观缺陷指标
  耐火制品的外观缺陷指标,是国家技术标准中重头环节,也是本册定额编制中确定消耗量的重要依据。其主要内容有:
  (1)尺寸允许偏差。一般是规定±指标,这是决定砖加工与预砌筑的重要依据。
  (2)扭曲度。其重要性与上述相仿。
  (3)缺棱、缺角深度。
  (4)外观熔洞限度。
  (5)裂纹长度限度。
  以上(3)、(4)、(5)条是决定选砖的重要依据。
  14.交货公差
  交货公差是国家在行业管理中为保护耐火材料生产的统一政策。规定在用户小批量订货中允许适当加价与加量,在转向市场后依然存在,规定:
  (1)每批订货耐火砖在1000~501块者允许加价10%,但不加量。
  (2)每批订货耐火砖在500~101块者允许加价10%外,但不加量。
  (3)每批订货在100块以下者加价率由供需双方协商,视订货数量适当加量。例如焦炉与蒸汽锅炉应用的少量异型耐火砖往往要加量一倍乃至几倍。这一条对考虑价格因数很大,但不属于定额编制考虑范围,应有编制材料预算价格部门或施工合同中考虑。
  15.耐火制品的分型定义
  这条定义与编制定额与执行定额有着十分重要的关系。这是国家为了制定与划分耐火制品的外形,规范设计并与国际接轨需要,制定了GB10324-88国家标准《耐火制品的分型定义》,定义中规定了耐火制品共划分标、普、异特四个型号,其定义规定加下:
  (1)“标”代表“标准型”
  标型耐火制品只有一个规格,即凡属规格长230mm×宽114高(或厚)×65mm统为标型耐火砖。
  (2)“普”代表“普通型”
  凡具有下述分型特征之一者,定名为普型耐火砖。
  A.厚度尺寸为55~75mm者;
  B.不多于4个量尺;
  C.不带凹角、沟、舌、孔、洞或圆弧。
  D1.粘土质耐火砖单重多2~8kg者;
  D2.高铝质耐火砖单重为2~10kg者;
  D3.硅质耐火砖单重为2~6kg者;
  D4.镁质耐火砖单重多4~10kg者。
  (3)“异”代表异型
  凡具有下述分型特征之一者,定名为异型制品:
  A.厚度尺寸为45~95者;
  B.大小尺寸之比不大于6倍;
  C.凹角、圆弧的总数不多于2个;
  D.沟、舌的总数不多于4个;
  E.一个大于50°~75°的锐角。
  F1.粘土质耐火砖单重为2~15kg;
  F2.高铝质耐火砖单重为2~18kg;
  F3.硅质耐火砖单重为2~12kg;
  F4.镁质耐火砖单重为3.5~18kg。
  (4)“特”代表“特异型”
  凡具有下述分型特征之一者,定名为“特异型”耐火砖:
  A.厚度尺寸为35~135mm,或管状制品的长度尺寸不大于300mm;
  B.大小尺寸之比不大于8倍;
  C.凹角、圆弧的总数不多于4个;
  D.沟、舌的总数不多于8个;
  E.一个30°~50°的锐角;
  F.不多于1个孔或洞。
  G1.粘土质耐火砖单重1.5~30kg;
  G2.高铝质耐火砖单重为1.5~35kg;
  G3.硅质耐火砖单重为1.5~25kg;
  G4.镁质耐火砖单重为3~35kg。
  说明:
  1.尺寸比例是指制品外形最大尺寸与最小尺寸之比。
  2.下列尺寸不参加比例:a)构成沟、舌、孔、洞、凹角、园弧的尺寸;b)沟、舌、孔、洞的定位尺寸及下图所示的33mm尺寸;c)子母口尺寸;d)制品成型工艺所需要的截角、园弧尺寸。
  3.园弧半径R≤10mm,不作园弧计算。
  4.厚度尺寸系指制品成型受压方向的尺寸。
  5.制品单重以成品的单重为准。
  6.分型定义中,凡砖型特征有交叉的地方(例加重量、尺寸、厚度等),砖型类别按其他特征确定。
  7.“凹角”(图a)、“园弧状凹角”(图b)、“沟槽”、(图c)图示加下:(图略)
  注:超过以上标、普、异、特分型定义条件的耐火砖,在尚未纳人国家标准以前,目前在行业中确定以“超”型产品定义。
  16.关于本册定额中应用的新型耐火制品介绍
  (1)漂珠砖
  所谓“漂珠”系从火力发电厂的粉煤灰中分选出来的薄壁中空微小珠体。由于漂珠具有导热系数小,保温隔热性能好、耐火度高、耐压强度大等性能,所以近年来已广泛开发做成制品,应用于各种工业炉窑的保温层。
  (2)堇青石砖
  堇青石砖系从石英脉矿中分离出来的一种硅酸铝材料,它的化学分子式为2Mg.2AL2O3.5SiO2俗称腊石,外观呈白色,易于烧成,具有耐火、保温与耐磨损性能,现已大量开发应用于炉窑低温部位作耐磨层里衬。
  (3)红柱石砖
  红柱石是接触变质矿物,是由泥质沉积变质而成,它的化学分子式为AL2O3(62.92%)SiO2(37.08)具有耐压强度大,荷重软化点高、热稳定性好以及重烧线变化小的优异功能,是高铝质耐火砖替代产品,应用于专业炉窑的关键部位。
  (4)莫来石砖
  由于天然的莫来石资源很少,一般都采用人工电熔法合成莫来石。莫来石属硅酸铝耐火材料体系,它具有密度大、强度高、具有耐高温、抗侵蚀、热膨胀率小、抗热震的优良性能。采用电熔法制成的莫来石砖,应用于工业炉窑的关键部位,特别适用于液态玻璃熔窖。
  (5)刚玉砖
  刚玉砖是一种新型的高级耐火材料,密度大、强度高、具有耐高温、耐酸碱、耐磨损、抗侵蚀与收缩率小等优良性能。刚玉砖有很多品种,常用的有棕刚玉砖、白刚玉砖、锆刚玉砖,按合成方法又可公为电熔刚玉砖和烧结刚玉砖,由于刚玉砖生产成型温度特高,每烧成成品一次,炉窑要检修所以成本价格比较昂贵。
  (6)镁碳砖
  镁碳砖是以高纯镁砂和炭素材料为原料,采用复合有机结合剂而制成成品,属碱性耐火材料。镁碳砖按结合剂分为沥青结合和树脂结合两大类。由于碳的作用,使镁碳砖具有极好的耐钢水、炉渣的侵蚀、渗透和熔蚀功能,并且其导热性好、热膨胀率低、弹性模量小、耐剥落性好,因而在炉窖生产中具有良好的高温结构稳定性,是应用于冶金、化工、建材、电子工业中高温炉窑内衬的优良材料。
  17.“生命有效期”与“金属密封集装箱”
  所谓“生命有效期”是指那些遇到空气容易粉化与挥发带有有效使用期的耐火制品(如白云石砖)和不定形耐火材料(如可塑料)而言,为了确保这些材料的生命有效期,在运输和使用过程中,必须放置在带有密封装置的金属集装箱内,在开启与密封金属箱时所消耗的人工与机械,定额中均未包括。
  18.炭块成品
  所谓“炭块成品”系指由厂家所生产的炭块,经过精密加工并按设计要求进行过预组装,研磨,留标记达到对号入座即行砌筑条件者叫炭块成品。
  19.炭块毛胚
  系指尚未进行加工、预砌组装的毛胚炭块。
  20.轻质耐火材料
  轻质耐火材料是指那些气孔率大、体积密度小、导热系数小具有多孔结构为热质耐火材料,其主要的制品有:
  (1)粘土质隔热耐火砖
  粘土质隔热耐火砖是由粘土熟料为主,外加软质耐火粘土为结合剂,以及加入锯木屑、谷壳、木质素等渗合物,采用以苛性纳、松香、骨胶等为泡沫剂,所制成的成品具有保持30%~50%的气孔率,有一定机械强度和抗蚀性,但保温性能较差。粘土质隔热耐火砖,按设计需要,分别可制成体积密度由0.4~1.5g/cm3共计十种等级牌号。
  (2)硅质隔热耐火砖
  硅质隔热耐火砖是由硅质耐火骨料,加入适量的结合剂和矿化剂,外加无烟煤细料与焦炭粉为可燃加入物,制成的成品可达到耐高温1500°C,但由于气孔率低、耐压强度低、抗渣性与防腐性较低,还不宜与高温熔融物料接触,不能承受气体性侵蚀。硅质隔热耐火砖常用品种有体积密度0.8~1.0g/cm3两种牌号。
  (3)高铝质隔热耐火砖
  高铝质隔热耐火砖俗称泡沫砖,它的主要成份是采用高铝矾土熟料,外加结合剂与渗合剂一般采用泡沫法生产,其体积密度可达到0.4~1.0g/cm3等4个等级牌号,可应用于炉窑无强烈高温熔融物料侵蚀与冲刷部位的工作层表面内衬。
  (4)氧化铝隔热耐火砖
  氧化铝隔热耐火砖亦称轻质刚玉砖。它的制成是以工业氧化铝为主要原料,掺入少量软质粘土和结合剂磨成泥浆状,采用气体发生法浇注成型,经干燥经1500°C高温下烧成,形成断面呈均匀密布的圆孔形结构。氧化铝隔热砖的耐压强度大、导热系数低、重烧体积收缩率低、热震稳定性好,而且砖体轻,所以是一种高档优质隔热耐火材料,可直接用于高温热工设备作工作层为内衬,但不适用于直接接触熔液及熔渣的侵蚀处。
  21.硅藻土隔热砖
  硅藻土隔热砖由硅藻土加粘结剂制成。硅藻土是一种含有硅藻的软泥和硅质沉积岩合成物,它的主要成份是SiO2,具有良好的隔热性能。硅藻土隔热砖按设计要求可生产按体积密度0.4~0.7g/cm3共六个等级牌号,其允许工作温度一般不大于900°C,一般用作炉窑内衬的隔热层。
  22.耐火浇注料
  “耐火浇注料”是一种不经煅烧,而只须加水搅拌具有较好流动性的不定形耐火材料。它是由耐火骨料、耐火粉料、胶结剂外加掺合剂按一定比例组成。经过成型、养护使其凝固、硬化并经一定的温度炼烤可制成予制块,都能起到良好的耐火效果。
  23.耐火可塑料
 “耐火可塑料”是由耐火原料颗粒、耐火细粉、粘结剂外加增塑剂和水组成。它是一种具有可塑性的呈泥青状的不定形耐火材料。按其成份与配合比不同广泛应用于工业炉窑的低温部位作内衬。
  24.耐火捣打料
 “耐火捣打料”是一种可塑性极低、具有高强度的不定形耐火材料。它是由耐火骨料、耐火粉料、胶结剖和外加剂按比例组成。采用冷态捣打或加热捣打方法施工。捣打的材质有硅质、粘土质、高铝质、刚玉质、碳质、镁质、白云石质、碳化硅质等,应用于工业炉窑的中高温部位。
  25.耐火喷涂料
  “耐火喷涂料”是采用喷涂法以旋风式喷射机进行喷涂施工的一种耐火混合料。它是由耐火骨料、耐火粉料、水、结合剂、矿化剂、增塑剂与助烧剂等组成。喷涂料的材质有硅铝质、镁质、刚玉质与磷酸盐质等。
  26.耐火涂抹料
  耐火涂抹料是一种涂覆在耐火砖衬上的耐火集成泥料。它是由小颗粒的耐火骨料、耐火粉料、胶结剂另掺外加剂,按比例调制成膏状或浆状,以手工方法涂抹施工。
  27.耐火纤维及其制品
  耐火纤维又称陶瓷纤维,是一种人造元机非金属纤维材料,耐火度平均能达到1000°C以上,共包括有六大类:
  (1)天然无机纤维(包括石棉)  &600°C
  (2)非晶体无机纤维      &1800°C
  共包括有:
  玻璃棉            &400°C
  岩 棉            &400°C
  渣 棉            &400°C
  玻璃质石英纤维        &1200°C
  一般硅酸铝质纤维       &1200°C
  高铝质纤维          &1400°C
  (3)多结晶无机纤维
  共包括有:
  石英纤维           &1400°C
  二氧化锆纤维         &1600°C
  钩酸钾纤维          &1200°C
  碳质纤维           &2500°C
  硼质纤维           &1500°C
  (4)单结晶无机纤维
  共包括有:
  碳化硅纤维          &2000°C
  氧化铝纤维          &1800°C
  氧化镁纤维
  (5)复合无机纤维
  共包括有:
  钨十碳化砖纤维        &1900°C
  钨十炭化硼纤维        &1700°C
  (6)金属无机纤维
  共包括有:
  碳素钢纤维        & &&1400°C
  不锈钢纤维          &1400°C
  钨质纤维           &3400°C
  钼质纤维           &2600°C
  耐火纤维的制品有:
  (1)硅酸铝耐火纤维毡
  其主要成份AL2O3+SiO2含96%以上;
  体积密度平均为0.18g/cm3;
  收缩率     & && &&&   &4%;
  含水率 & &          &0.5%。
  广泛应用于工业炉窑保温或隔热层
  (2)硅酸铝耐火纤维针刺毯
  成份与纤维毡相同,是采用甩丝法成为纤维,再用针刺成毯工艺制成成品,由于该制品的柔韧性和回弹性能好、强度高、抗侵蚀性强、收缩率小、耐火度可达到1340°C,是应用在工业炉窑保温或隔热优良耐火材料。
  (3)耐火纤维板
  其主要理化性能为:
  AL2O3+SiO2含量≮96%;
  体积密度:
  硅酸铝质0.45g/cm3;
  高铝质为0.6g/cm3;
  耐火度&1600°C。
  本材料可应用于热处理炉工作层或蒸汽锅炉的耐火隔热层。
  (4)耐火纤维砖
  欲称“陶纤模块”,其理化性能与耐火纤维板大体相同。广泛应用于冶金、化工、陶瓷工业炉窑作低温部位工作层或耐火隔热层。
  28.工作层
  系指在炉窑内衬中面向工作物料、火焰或烟气的砌筑部位称“工作层”。在本定额中已综合考虑了砌筑工作层所增加消耗量的因素,在执行中不得再增加系数。
  29.母砖与子砖
  所谓“母砖”系指加工组装成组合式耐火砖的半成品毛坯料;“子砖”系指由母砖经加工并经组装后的成品砖。
  30.炉子中心直径
  系指炉子施工图示直径的中心线,以此作为计算场内运距的起点,长方形或方形炉窑则以纵段平面中心线为界。
  31.烟道岔口。
  系指在烟道弧形顶部位砌筑工程中,凡遇下列图示岔口造型,允许增加工程量的计算值,以补偿加工的损失与消耗; 编  号 1 2 3 4
烟道直径(mm) 图略 图略 图略 图略
100以下 0.05 0.10 0.03 0.09
100以上 0.09 0.18 0.04 0.22
编  号 5 6 7 8
烟道直径(mm) 图略 图略 图略&&
1000以下 0.10 0.20 0.06×节数&&
1000以上 0.18 0.36 0.08×节数&&  32.填料与灌浆
  “填料”系行填塞炉窑的耐火或隔热质材料在松散状态下进行。而“灌浆”则是在带有压力要求下压灌的耐火泥料。
  33.压缩比
  系指采用捣打施工方法不定形耐火材料,为达到“施工验收规范”密实度要求的压缩比例。 压缩比=( 压下量 ×100%)一般要求为40%-45%
松铺厚度   34.回弹率
  “回弹率”系指在耐火喷涂料施工中,经喷涂到工作面所回弹脱落损失量,在执行定额时计算的公式是:
  定额消耗量=定额净用量×(1+定额回弹率)
  注:定额回弹率中包括定额的损耗量。
  35.焦炉的烘炉热态工程
  系指焦炉炉体砌筑基本完成后,为达到“施工验收规范”要求,所必须进行的烘炉热态工程。
  “烘炉工程”要在已达到安装护炉设备安装条件时方能开始,包括烘炉前的准备与前期工作,主要的项目有:临时小烘炉的砌筑、炉体各部精整;上升管及炉门等辅助设备的耐火砖砌筑等。
  当焦炉烘炉温度达到180°C和炉顶着火孔压力转为正压时,即可开始热态工程。主要的项目有焦炉工作大棚拆除;以及必要的密封与精整工作。当烘炉炉温达到600°C时,可进行炉顶裂缝的灌浆与其他部位的密封精整工作与拆除所有的烘炉设施等,统称“热态工程”。
  36.焦炉工作大棚
  所谓“焦炉工作大棚”不同于一般临时设施工程,也不属于临时工程范畴。这是按照“施工验收规范”的要求,为保障焦炉砌体耐火砖的理化性能,不因外界(主要是温度、雨水与粉尘)影响而发生变化的特殊保护工程。焦炉工作大棚必须进行专业设计,具有满足建筑安装工程施工作业要求,一般为钢结构,安装有桥式起重机设备。
  37.高炉吊盘
  “高炉吊盘”是高炉砌筑工程中所必须应用的专用设备。它是由钢结构主体组成,通过卷扬机、滑轮与钢丝绳的控制,具有自由升降和确保材料、小型机具堆放与操作人员的承重的绝对安全的功能。
  38.金具
  “金具”是直接焊到金属炉壳内的小型零星工艺金属构件,起到拉固、挂吊、支撑与坚固不定形耐火材料或制品的作用。金具的材质有碳钢和合金不锈钢两种。本定额中金具的概念不包括炉内的埋设件与挂砖吊勾。
  39.拱胎
  “拱胎”是砌筑圆(弧)形拱形砌体的临时支撑,由拱架片、板条与木楞组成。由于拱的中心角分成30°、60°、90°、120°与180°等五种,因此随着不同承重与拱的弧跨大小,其胎片的厚度也有所不同。
  40.步进梁用异型钢模板
  由于本定额中不定形耐火材料工程,施工所耗用的模板,除步进式加热炉中步进梁、柱、围堤外,均己综合包括在定额含量以内。步进梁、柱、围堤工程,“造型特异并施工工艺复杂,并往往形成难于回收与利用价值,为此本定额编制了特别专项专用子目。”
  41.炉底砌筑
  工业炉窑的炉底砌筑,技设计要求与“施工验收规范”中的规定,可分为“活底”与“死底”二种。“活底”的概念是先砌炉墙后砌炉底称为“活底”。而“死底”的概念是先砌炉底后砌炉墙称为“死底”。
  42.直形炉墙砌筑
  “直形炉墙砌筑”定额用词简称为“直墙”,在直墙砌筑中,除了要保证墙面砌体的平整与垂直度,而且要保持在同一砖层内,前后相邻砖列和上下相邻砖层的砖缝交错,必要时加工条子砖予以错缝。
  43.圆形炉墙砌筑
  “圆形炉墙砌筑”在定额用词简称为“圆墙”。圆形炉墙按造型设计分为“立式圆形墙”与“卧式圆形墙”两种。其砌筑错缝方法与直墙相同,但必须依据中心线控制尺度,保持内径与垂直度符合“施工验收规范”的要求。
  44.弧形炉顶
  凡矢高(通称突起)与跨度之比1/12-½之间炉顶叫形炉顶。弧形顶要保持错缝砌筑,拱砖的放射缝与半径方向相吻合,打入销砖应与中心线对称。
  45.平形炉顶
  简称“平顶”系指设有矢高的炉顶,平顶在工业炉窑中大多数设计造型为悬挂式炉顶,分为吊齿(即带沟槽)与不带吊齿两种造型,在砌筑方法上分为干砌(不用耐火泥浆)与湿砌两种。施工时不用支设拱胎。
  46.球形顶
  “球形顶”为球形炉顶简称,又俗称西瓜皮炉顶,球形顶砌筑难度极大。在正式砌筑前,必须按砌筑部位的1/4以上在炉外支拱胎进行预砌筑或预组装,球顶的合门砖要经过精加工后打上标记对号入座。砌筑方法采用木制半径规进行控制砌筑的正确度,在砌筑中由于金属炉壳的限制不能支设拱胎,应采用特制的金属卡钩,支持砖层的受力。
  47.管道衬砖
  管道衬砖应先从管道的下半部开始砌筑,当内衬砌至管径高度一半以上时,再支设拱胎后进行上半部砌筑,并从侧面打入锁砖。如遇滚动式管道结构,可采用活动式撑砖器砌筑。
  48.砖格子
  “砖格子”俗称格子砖,应用于炉窑的蓄热室部位。“砖格子”是采用耐火格子砖,拼砌形成格孔,达到通过煤气燃烧而产生蓄热的效果。耐火格子砖的外形有板形、浪形和多孔形三种,可以砌筑为直通形、交错形和沟舌形三种。
  凡采用标、普型耐火砖砌筑一般都是直通形,它的蓄热面积小;蓄热率低。以后发展采用五孔或七孔形异特型耐火砖砌筑,可构成交错形或沟舌形方解决了这一难题,大大增加了蓄热面积和蓄热率,为“高产低能”创造了有利条件。
  49.密闭式炉壳
  凡属不允许在工业炉的金属壳壳体表面开口作进料或进入孔的工业炉,均称为“密闭式炉壳”,这是由于该炉生产与整体结构上的需要,这给施工中进人进料都将带来很多困难,类似该类炉种有冶金、化工等工业炉。
  50.蒸汽锅炉的炉墙工程
  蒸汽锅炉的砌筑工程,统称炉墙工程。按其结构共分轻型炉墙结构和重型炉墙结构两种。设计轻型炉墙结构的蒸汽锅炉大多为每小时蒸发量为75吨以上大、中型锅炉;设计重型炉墙结构为每小时蒸发量为75吨以下的中、小型锅炉。轻型结构炉墙以采用不定形耐火材料为主体,重型结构炉墙采用耐火砖砌筑为主体。
  51.叠砌式内衬
  所谓“叠砌式内衬”是针对耐火纤维制品的施工方法而言,即采取在金属炉壳上应用焊接销钉作吊钩,再用金具件固定方法,把经紧固压缩后的耐火纤维制品,穿入设计预定位置,然后用活动销钉按设计要求,垂直插入耐火纤维制品进行穿串固定,这种施工方法叫叠砌式内衬。
  52.耐火制品的运输、保管规则
  这是本定额在取定定额含量时要考虑的特殊因素之一。“耐火制品的运输、保管规则”是国家技术标准,它是为保证工业炉窑生产寿命,保护耐火制品的理化性能与外形尺寸公差,不因受外界影响而改变的有力措施。规则中规定在耐火制品运输前必须严加包装,针对不同材质采用不同的包装材料,分别有草包、箱包与集装箱包装。耐火制品的保管,对防潮易变的耐火制品,具有特殊的要求。
我们都有一个“家”,名字叫启蒙,兄弟姐妹都很多,交流气氛也不错。
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感谢楼主奉献共享好资料:耐材分类及名词解释
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看了深有体会!!
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为水泥事业加油
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不错,谢谢分享
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TA的每日心情郁闷 00:42:44签到天数: 148 天[LV.7]常住居民III启蒙币71 元金钱5190 水泥币威望66 点阅读权限100积分6134
今天篦冷机堆雪人了,被迫停窑处理,氧化铁高是堆雪人的主要原因
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