不定形耐火材料概述
不定形形耐火材料（unshapedrefractories)，由一定级配的骨料、粉料、结合剂及外加剂组成不定形状的不经烧成可供直接使用的耐火材料。这类材料无固定的外形，呈松散状、浆状或泥膏状，因而也称为散状耐火材料，也可以制成预制块使用或构成无接缝的整体构筑物，也称为整体耐火材料。
同烧成耐火制品相比，不定形耐火材料具有如下优点：
（1）制备工艺简单，生产周期短，不需庞大的压砖机和烧成热工设备，工厂占地面积小，因此设备费用和基建投资均比较低。
（2）适应性强，能源消耗少，无需预烧成，使用时不受工业窑炉结构形状限制，可制成任意形状。
（3）整体性好，气密性好，热阻大，可降低工业炉热损失、省能源。
（4）劳动强度低，操作简单，生产效率高，便于机械化施工，省工省时。
（5）对于损坏的工业炉内衬易于用不定形耐火材料进行修补，延长衬体使用寿命,降低耐火材料消耗。
（6)成品便于储存和运输，能实现机械化筑炉，施工效率高。
（7）能任意造型，热震稳定性好，强度高，抗剥落性强，可提高其使用寿命等。因此，不定形耐火材料的发展速度很快。目前，美国、日本、德国等发达国家其不定形耐火材料产量占本国耐火材料总量的比例已达到50%～60%以上。
不定形耐火材料的组成
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以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。即该料是一种不经过煅烧的新型耐火材料，其耐火度不低于℃。不定形耐火材料的原料有以下几个方面组成：
（1）骨料。骨料是指粒径大于0.mm的颗粒料，它是不定形耐火材料组织结构中的主要材料，起骨架作用，它决定了不定形耐火材料的物理力学和高温性能，也是决定材料属性及应用范围的重要依据。
(2)粉料。粉料也称细粉，指粒径小于0.mm的颗粒料，它是不定形耐火材料组织结构中的基质之一，在高温下起连接骨料的作用，使之获得物理力学和使用性能。细粉能填充骨料的孔隙，赋予或改散不定形耐火材料的作业性能及致密度。粒径中小于5μm的是微粉；粒径中小于1μm的是超微粉。
(3）结合剂。结合剂指能使耐火骨料和粉料胶结起来显示一定强度的材料。结合剂是不定形耐火材料的重要组分，可用无机、有机及其复合物等材料，其主要品种有水泥、水玻璃、磷酸、溶胶、树脂、软质黏土和某些超微粉等。
(4）添加剂。添加剂是强化结合剂作用和提高基质相性能的材料。它是耐火骨料、耐火粉料和结合剂构成的基本组分之外的材料，故也称外加剂。如增塑剂、促凝剂、缓凝剂、助烧结剂、膨胀剂等。
(5）对粉料中很细的部分分别规定。骨料和细粉可以是一种材质的，也可以是两种或多种材质的，有的甚至不是耐火材料的，但能改善或赋予不定形耐火材料的某些性能。
具体应用中，不定形耐火材料不一定包含上述每种材料，某些不定形耐火材料不用结合剂，如干式捣打料和填充料等；某型不定形耐火材料无颗粒料，如火泥和泥浆等；还有一些不定形耐火材料仅有骨料饵无需细粉或结合剂，如填充料。
不定形耐火材料分类
不定形耐火材料已经发展成为耐火材料的一个大类，品种繁多。其分类方法也多种多样，与定形耐火材料分类方法也有很多类似之处。例如：按其化学性质分为酸性、中性和碱性三大类；按交货状态可分为预制件和散状材料两大类；按耐火材料的骨料的种类可以与定形耐火材料一样分类；按密度可以分为重质和轻质两大类；按材质可以分为高铝质黏土质、半硅质、硅质、镁质和其他材质不定形耐火材料。
但是，不定形耐火材料也有一些特殊的分类方法，这些方法更能反映不定形耐火材料的特性和实质，因而具有较大的实用性，这就是按不定形耐火材料所使用的结合剂按不定形耐火材料所使用的施工方法和按不定形耐火材料的骨料品种进行的分类。
不定形耐火材料的应用
不定形耐火材料的应用，几乎遍及各个领域的窑炉及热工设备和构筑物，并获得显著的经济效果。
炼铁系统
炼铁系统包括烧结、炼焦和高铝及其附属设备。带式烧结机点火炉用耐火可塑料和黏土结合耐火浇注料现场制作，或用磷酸耐火浇注料预制块吊装，其使用寿命为3~6年。当采用线式点火装置时，炉顶压下较多,炉膛工作条件变好，可用轻质高强耐火浇注料或耐火纤维及其制品作衬，也获得较好效果；焦炉炉顶隔热层、覆面层和炉门等部位用耐火浇注料浇灌，炉头损坏时，则用喷涂料修补。另外，干熄焦设备也用重质或轻质耐火浇注料；高炉是连续生产的炼铁设备。小型高炉曾用铝酸盐水泥和磷酸高铝质耐火浇注料预制块吊装砌筑，现在普遍用树脂结合剂铝碳不烧砖砌筑。大型高炉水冷壁用碳化硅浇注料导致、炉底垫层和周围砖缝则用耐火浇注料和氮化硅质填料，炉衬损毁时则用耐火压人料和耐火喷涂料修补，以便延长使用寿命，使炉龄达到10年甚至15年。高炉出铁口一般用散状的AI.O-SiC-C质炮泥堵塞，可保证铁口出铁稳定，操作正常。高炉出铁钩原用耐火捣打料捣制，沟料吨铁单耗约为1.1kg。现在用低气孔致密质耐火浇注料浇注，一次通铁量达到10万吨左右，一代沟龄累计通铁量约90万吨，耐材吨铁单耗小于0.38kg。同时，自流耐火浇注料和免烘烤耐火浇注料，在高炉出铁钩上也得到了应用。
热风炉是炼铁高炉的关键附属设备。中、小型高炉热风炉内衬，有用耐火浇注料预制块砌筑的。热风炉燃烧器可用耐火浇注料预制块砌筑或现场浇灌，其球顶则用耐火浇注料浇灌工作衬。大型热风炉炉身靠炉壳第一层体积密度约为1.3g/cm°的轻质喷涂料；球顶则喷一层耐酸喷涂料，形成整体内衬，采用刚玉质耐火浇注料等材料，现场浇灌，获得了较好的使用效果；鱼雷式铁水罐和混铁炉一般局部或全部使用耐火浇注料，也可用耐火喷涂料修补，使用效果较好。
炼钢系统
炼钢系统包括转炉、电炉、炉外精炼炉、钢包和中间包等设备。在电炉中，干式振动料、预制或现浇炉盖或炉盖，三角区等部位，均获得较好使用效果；在转炉和电炉中，损毁时一般采用耐火喷涂料进行修补，其方法有手工投补，湿式、干式或火焰喷涂和溅渣护炉等。在转炉中，普遍采用溅渣护炉技术；炉龄能达到一万次以上；炉外精炼炉种类较多，RH法和DH法脱气装置的插入管衬体，一般用高铝质耐火浇注料浇成整体，使用寿命为20～80次。
钢包和中间包是炼钢炉的重要附属设备，也是消耗耐火材料最多的热工设备。过去钢包一般用黏土砖、高铝砖、半硅砖和蜡石砖等烧成砖砌筑，使用寿命为10～70次。当采用钢包吹炼或连续铸锭时，因出钢温度高和停留时间长等原因，致使包龄急剧下降。所以，各国对包衬材质开发十分重视，也取得了显著进展。鞍钢转炉用t钢包，用铝镁浇注料和自流料筑衬，包龄分别为95次和80次左右；宝钢转炉用t钢包，用高纯铝镁浇注料筑衬，经过修补后包龄一般在次左右，耐火材料单耗1.78kg以下；全国不少钢厂不大于t的钢包，用新技术铝镁耐火浇注料，其包龄为90次左右，浇钢成本每吨钢为5.50～7.50元。中间包包衬用绝热板或镁质类涂料、挡渣堰用莫来石质、铝镁质和镁质耐火浇注料制作，可满足连续铸钢的技术要求。
炉外精炼用整体喷枪，用于钢包吹氩或钢包喷粉等。其渣线以上部位用高铝质耐火浇注料，渣线至喷嘴部位用低水泥刚玉质耐火浇注料，振动成型为整体包裹衬。上海宝钢用该枪吹氩，每炉吹氩时间为3~5min，每根喷枪寿命约为50炉，即为~min；首钢用于喷粉，其寿命为30～55min。
轧钢系统
轧钢系统工业炉种类多、数量大，使用温度一般在℃以下，均为火焰炉。该系统窑炉均可用不定形耐火材料作内衬，并取得良好的经济效果。轧钢加热炉用耐火可塑料作内衬，使用寿命很长，如武钢大型步进梁式加热炉已用25年多，现仍在使用中。用黏土结合耐火浇注料整体浇灌炉衬，使用寿命一般为4～10年。对于蓄热式加热炉来说，应选用微膨胀耐火浇注料作炉衬，现已使用2年多，完好无损。锻钢加热炉一般为间歇操作、炉温变动大和有振动等，用砖砌衬，使用2～5个月，用黏土结合耐火浇注料的能用2年以上。
众所周知，轧钢加热炉的使用温度小于℃并间歇操作，国内外生产实践证明，其炉衬材料应选用w(Al,0,)≤65%、烘干和℃烧后耐压强度分别为20～25MPa和不小于60MPa，即可达到长寿的目的。因为，铝含量高和强度大的耐火浇注料，其抗热震性差，使用时易剥落和开裂，影响其寿命。
建材系统
建材系统包括水泥、玻璃和陶瓷等工业部门。水泥窑衬用磷酸高铝质或镁质和镁铬质不烧砖，使用寿命6～18个月，局部也用不定形耐火材料。冀东和柳州等大型水泥厂回转窑，耐火浇注料使用量为19%～35%，其主要品种为低水泥耐火浇注料、铝酸盐水泥耐火浇注料、碳化硅质耐火浇注料和隔热浇注料等；在玻璃行业中，浮法玻璃生产线上的锡槽，是用耐火浇注料制作的。另外，玻璃池窑损毁时，则用硅质修补料进行补修。新建池窑保温时，一般用硅质隔热浇注料；陶瓷行业用窑，有时用碳化硅质耐火浇注料和轻质耐火浇注料。
其他工业系统
在石化工业中，管式加热炉用体积密度为0.5～1.0g/e㎡的轻质耐火浇注料，用手工涂抹或喷涂等方法施工，使用寿命5年左右。采用耐火材料喷涂料筑衬，也获得了较好的使用效果。铂重整装置和乙烯装置等，也大量应用不定形耐火材料。特别是耐磨耐火浇注料在铂重整装置中得到了应用，可取消耐热钢龟甲网系统，其寿命也有所提高。各种转化炉内衬，使用温度为～0℃，一般用铝酸盐水泥耐火浇注料、低水泥耐火浇注料和刚玉浇注料等，使用寿命3~6年；在有色冶金工业中，铅锌密闭鼓风炉、闪速炉、电解槽和轧制加热炉等热工设备，其局部用不定形耐火衬料。最近，铝电解槽上广泛采用防渗透耐火浇注料，取得了满意的使用效果；在蒸汽锅炉的内衬上，使用不定形耐火材料最早，也最普遍。一般用铝酸盐水泥重质或轻质耐火浇注料，使用寿命10年左右。流化床发电锅炉用高铝质、刚玉质和SiC质耐火浇注料和耐火可塑料，其强度高、耐磨性好，满足了设计和使用要求。另外，在机械、耐火和垃圾焚烧等行业中，也使用不定形耐火材料，并取得良好的效果。