冶金用耐火材料 耐火材料高温使用性能检测 技能点2：耐火材料高温使用性能检测.pptVIP

任务一：耐火材料基础知识 延迟符 技能点2：耐火材料高温使用性能检测 《钢铁冶金用耐火材料》 * 一、耐火材料的高温使用性能检测 通常用来表示耐火材料使用性能的一些指标如耐火度、荷重软化温度、抗渣性、热稳定性、残余收缩等都是在特定的实验条件下测定出来的，和实际使用情况有着一定距离。 1 耐火度的检测 应该注意的是：耐火度并不能代表耐火材料的实际使用温度。因为在实际使用时，耐火材料承受一定的机 械强度，故实际使用温度比测定的耐火度低。 * (2)耐火度的测定 测定耐火度时，将耐火材料试样制成一个上底每边为2mm，下底每边为8mm，高mm、截面呈等边三角形的三角锥体。把三角锥体试样和比较用的标准锥体放在一起热。三角锥体在高温作用下则软化而弯倒，当锥的顶点弯倒并触及底板（放置试锥用的时，此时的温度（与标准锥比较）称为该材料的耐火度，三角锥体软倒情况如下图所示。 * * 2、荷重软化温度 耐火材料在常温下的耐压强度很高，但在高温下发生软化，耐压强度也就显著降低，一般用荷重软化温度来评定耐火材料的高温结构强度。 测定方法： 将待测耐火材料制成高为50mm，直径为36mm 圆柱体试样，在196k Pa的荷重压力下，按照一定的升温速度加热，测出试样的开始变形温度和压缩4％及40%的温度作为试样的荷重软化温度。 2 * 表1－1 某些耐火材料在高温下的结构强度 耐火材料 名称 荷重软化开始点温度t0（℃） 荷重软化终止点 温度t1（℃） 耐火度 t2（℃） t2-t0 （℃） 氧化硅质 粘土质 氧化镁质 1630 1350 1500 1670 1600 1550 1730 1730 2000 100 380 500 由表可以看出：氧化硅质耐火材料的荷重软化温度和耐火度接近，因此氧化硅质耐火材的高温结构强度好；而粘土质耐火材料的荷重软化温度远比其耐火度低，这是粘土质耐火材料的一个缺点。氧化镁质耐火材料的耐火度虽然很高，但其高温结构强度同样很差，所以实际使用温度仍然低于其耐火度很多。当然，在没有荷重的情况下，其使用温度可以大大提高。 * 3、 热稳定性 耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的 能力称热稳定性或称耐急冷急热性。 耐火材料的热稳定性是一个非常重要的性质，因为在很多情况下，耐火材料处于温度急剧变化的工作条件下。 3 * 测定方法： 热稳定性的测定方法很多。我国部颁的测定方法是将试样 在850℃下加热40分钟后，再置于流动的冷水(10~20℃)中冷 却，并反复进行几次，直到其脱落部分的重量达到最初总重量 的20％时为止，此时其经受的耐急冷急热次数就作为该材料的 温度极度抵抗性指标。 耐火材料的抵抗温度急变性能，除和它本身的物理性质 如膨胀型、导热性、孔隙度等有关外，还与制品的尺寸、形状 有关，一般薄的、尺寸不大和形状简单的制品，比厚的、尺寸 较大和形状复杂的制品有较好的耐急冷急热性。 * 高温体积稳定性 耐火材料在高温下长期使用时体积发生不可逆变化。 有些体积膨胀叫残存膨胀，有些体积收缩叫残存收缩。 这一变化严重时往往会引起炉子的开裂和倒塌。因此，使用耐火材料时，对这个性能必须十分注意。 镁砖在使用过程中常产生残存收缩，硅砖常产生膨胀现象。只有碳质制品的高温体积稳定性良好。 各种耐火材料的残存膨帐和残存收缩的允许值一般为 0.5～l.0％范围内。 4 * 一般而言，烧成耐火制品在高温煅烧过程中，由于各种原因制品在烧成结束时，其物理化学反应往往未达到平衡状态；另一方面，制品在烧成过程中由于窑炉温度分布不均等原因，不可避免地存在欠烧现象，这些烧结不充分的欠烧制品中，其间的物理化学反应进行得也不充分。因此制品在使用过程中受到高温长期作用时，一些物理化学变化会继续进行并伴随有不可逆的体积变化。 * 这些不可逆的体积变化称为残余膨胀或残余收缩，也称重烧膨胀或收缩。 重烧体积变化的大小表征了耐火制品的高温体积稳定性，对高温窑炉等热工设备的结构及工况的稳定性具有十分重要的意义。 测定意义：衡量材料烧结性能的好坏。 * 重烧体积变化可用体积变化百分率或线变化百分率表示： 式中：V，V0 —分别表示重烧前后试样的体积； L，L0 —分别表示重烧前后试样的长度。 * 抗渣性 耐火材料在高温下抵抗炉渣侵蚀的能力称为抗渣性。 耐火材料受炉渣侵蚀的过程是很复杂的，因而使测定抗渣性的方法很难标准化。 5 熔渣侵入机理主要有以下几种方式： 1) 通