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窯爐用耐火材料的選擇必須依據的5項技術(shù)性能指標

作者:小編 分類(lèi):新聞資訊 時(shí)間:2021-04-14 瀏覽:

耐火材料的性能可分為物理性能和技術(shù)性能。耐火材料的物理性能主要包括體積、密度、吸水率、氣孔率、比 重、透氣性、耐壓強度、熱膨脹性、導電性、導熱性及熱容量等。這些物理性能又將會(huì )影響著(zhù)耐火材料的技術(shù)性能。耐火材料的技術(shù)性能指標包括耐火度、高溫結構強度、高溫化學(xué)穩定性、熱震穩定性、高溫體積穩定性等。這些性能指標可為熱處理爐的設計者提供一定的選擇依據。

 

(1)耐火度。

 

耐火度是耐火材料抵抗高溫作用而不熔化的性能,指的是耐火材料受熱后軟化到一定程度時(shí)的溫度。耐火度的測定方法為:將耐火材料磨碎到粒度小于0.2mm,用糊精調配并制成等邊三角錐形體,在規定的加熱條件下加熱,直到試 錐頂部將因為受溫度和自身質(zhì)量的影響而彎倒,當其彎到剛接觸底平面時(shí)對應的溫度作為耐火度(1)。耐火度高于1580℃的材料才稱(chēng)為耐火材料。

窯爐用耐火材料的選擇必須依據的5項技術(shù)性能指標(圖1)

1耐火度的測量


根據耐火度的高低,耐火材料可分為:普通耐火材料,耐火度為1580~1770℃;高級耐火材料,耐火度為1770~2000℃;特級耐火材料,耐火度大于2000℃。

耐火材料的耐火度, 主要取決于它的化學(xué)成分和材料中易熔雜質(zhì)如FeONa2O等的含量。耐火材料的耐火度既不是材料的熔點(diǎn),也不是材料的實(shí)際使用溫度。由于在高溫條件下耐火材料承受載荷作用時(shí)會(huì )使其軟化承載能力下降,所以實(shí)際使用溫度要低于材料的耐火度。

 

(2)高溫結構強度(荷重軟化點(diǎn))。 

 

耐火材料在實(shí)際使用中要承受一定的載荷,因此,高溫結構強度(又稱(chēng)為荷重軟化點(diǎn))是耐火材料的一個(gè)重要的技術(shù)性能指標, 常用荷重軟化點(diǎn)來(lái)評定。荷重軟化開(kāi)始點(diǎn)是指在一定壓力(重質(zhì)材料196kPa, 輕質(zhì)材料為98kPa) 下, 以一定的升溫速度加熱,測出耐火制品開(kāi)始變形(0.6%)時(shí)的溫度,即為荷重軟化開(kāi)始點(diǎn)。

 

(3)高溫化學(xué)穩定性。 

 

高溫化學(xué)穩定性是指耐火材料在高溫下抵抗熔渣、熔鹽、金屬氧化物和爐內氣氛等的侵蝕作用的能力。它包括化學(xué)侵蝕和物理溶解,常用抗渣性來(lái)評定,目前多數僅以定性指標來(lái)表示。根據耐火材料與熔渣、熔鹽等所發(fā)生的化學(xué)反應不同,可把耐火材料分成酸性、中性和堿性三類(lèi)。

高溫化學(xué)穩定性與組成物的化學(xué)性質(zhì)及其物理結構有密切關(guān)系。例如,黏土磚和高鋁磚對酸性和堿性熔渣都具有

一定的抗蝕作用;而硅磚只能具有抗酸性熔渣作用,不能具有抗堿性熔渣作用;鎂磚只能具有抗堿性熔渣作用。

制造無(wú)罐滲碳氣氛熱處理爐時(shí),爐墻內襯的耐火材料要選用抗滲碳磚,即含氧化鐵小于1%(質(zhì)量分數)的耐火磚,這是由于滲碳氣氛對普通耐火磚具有很強的破壞作用。

 

(4)熱震穩定性。 

 

熱震穩定性又稱(chēng)為耐急冷急熱性,是指耐火制品對急冷急熱的溫度反復變化時(shí)抵抗破壞和剝落的能力,熱震穩定性取決于耐火制品的化學(xué)成分和組織結構等因素。其測定方法是將重質(zhì)耐火材料加熱至850℃,然后在流動(dòng)的冷水中冷卻,反復進(jìn)行直至耐火制品破碎或剝落至質(zhì)量損失達到20%時(shí)所經(jīng)歷的加熱冷卻循環(huán)次數作為重質(zhì)耐火制品的熱震穩定性指標。對于周期作業(yè)爐經(jīng)常承受這種溫度的急變,如果耐火材料沒(méi)有足夠的熱震穩定性,就會(huì )過(guò)早地損壞。

輕質(zhì)耐火制品熱震穩定性的測定,是將標準磚加熱至1000℃,在靜止空氣中冷卻,反復進(jìn)行,直至磚體的質(zhì)量損失為20%時(shí)的加熱冷卻循環(huán)次數作為熱震穩定性指標。

 

(5)高溫體積穩定性。 

 

高溫體積穩定性指耐火制品在高溫下長(cháng)期使用而保穩定不變的性能。耐火材料在高溫下使用時(shí),其化學(xué)成分不斷發(fā)生變化,產(chǎn)生再結晶或進(jìn)一步燒結的現象,使耐火制品產(chǎn)生了不可逆膨脹或收縮。這種變化通常以熱膨脹系數和重燒線(xiàn)收縮率來(lái)表示。如果這種體積變化過(guò)大,會(huì )影響砌體的強度,嚴重時(shí)可以造成砌體的倒塌,為防止這種現象的產(chǎn)生,一般情況下要求各種耐火制品的體積變化不超過(guò)0.5%~1.0%。


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