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耐火材料性能

发布时间:2021/02/26 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:218

凡是能抵抗髙温和在高温下所产生的物理、化学作用的材料统称为耐火材料。
耐火材料的性能可以它的物理性能和工作性能来表示。耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、吸水率、透气性、耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容 量等。这些物理性能影响着耐火材料的工作性能。耐火材料的工作性能包括耐火度、荷重软化点、在高温下的化学稳定性与体积稳定性、耐急冷急热性等。工作性能的指标都是在 特定的实验条件下测定出来的,因此,它们和实际使用情况有着一定差别,但它们仍可做为判断耐火材料工作性能的重要依据。
1.耐火度是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能指标。它不是熔点,而是指耐火材料受热后软化到一定程度的温度。根据耐火度的高低,可将耐火材料分为:普通耐火材料(耐火度为1580〜1770°C)、高级耐火材料(耐火度为1770〜2000°C)和特级耐火材料(耐 火度 >2000°C)。
耐火度是耐火材料工作性能的重要指标之一,但它不代表耐火材料的实际使用的最高温度。实际使用的最高温度比耐火度要低,这是由于还要考虑其高温结构强度,即在髙温 下要承受一定的压力而不变形。耐火材料的耐火度和使用温度列于表3-1。
2.髙温结构强度-荷重软化点荷重软化点是作为评定耐火材料高温结构强度的 指标。荷重软化点是指在固定的压力下,耐火材料开始变形及变形到一定程度时的温度。根据实践统计,耐火材料在使用时承受的压力一般不超过2公斤/厘米2,因此在测定荷重 软化点时加给试样上的压力为2公斤/厘米2。在这个压力下按一定的加热速度升温,测出 试样开始变形的温度称为荷重软化开始点;试样压缩变形达4%、40%的温度,称为荷重软化 4%或40%的软化点。大部分耐火材料的使用温度接近其荷重软化开始点或比它稍高。因为实际耐火砖在使用时都是一面朝向炉膛,另一面靠外端(温度较低),而且实际承受的压力 均小于2公斤/厘米2。常用耐火材料的荷重软化开始点列于表3-2中。
3.髙温下的化学稳定性是指耐火材料在髙温下抵抗熔渣、熔盐、电热体、炉内气氛等的化学作用和物理作用的性能。表3-3列举出熔剂和气氛对一些耐火材料的影响。
4.在髙温下体积稳定性耐火材料(砖)在髙温下长期使用时,其相成分会继续变 化,产生再结晶和进一步烧结现象,因此耐火砖体积会发生收缩或膨胀。这种收缩(或 膨胀)是不可逆的,称做残余收缩(或膨胀),又称重烧收缩(或膨胀)。若体积变化过大,会使炉体变形,砌体强度和寿命受到影响,严重时会造成砌体损坏。特别在砌筑拱顶 

砖的名称 粘土砖 轻质粘土砖 高铝 硅 砖 镁 砖
耐火度(℃) 1610〜1730 1670〜1710 1750〜1790 1690〜1710 2000
使用温度(℃) 1300〜1400 1150〜1400 1650〜1670 1600〜1650 1650〜1670

     表3-2耐火材料的荷重软化点 

耐火材料名称 粘土砖 高铝 硅 砖 镁 砖
荷重软化开始点(℃) 1250〜1400 1400〜1530 1620〜1650 1470〜1520

     表3-3 熔剂和气氛对耐火砖的影响 

砖的名称 碱性熔剂 酸性熔剂 氧化气氛 还原气氛
粘土砖 有作用。其损坏速度根据化学 成分、颗粒度、气孔率而定 作用微弱 不损坏 1400℃以下抵抗较好,因砖 中Fe2O3的影响,CO在400〜 500℃时损坏耐火砖
高铝砖 抵抗较好 抵抗尚好 不损坏 1400℃以下较好
硅砖 作用激烈 抵抗较好,与氟化物作 用激烈 不损坏 1050℃以下良好,温度到 900℃时,H2与Si02作用
碳化硅砖 与FeO作用廒烈,于1300℃开 始反应。与MgO于1360℃开始反 应,与CaO于1000℃开始反应 于1200℃开始反应,抵 抗液态和气态酸类效果良 好 损坏 抵抗较好

5.耐急冷急热性是耐火砖热稳定性的指标,它表示制品抵抗温度急剧变化而不损坏的性质。
耐急冷急热性和耐火制品的物理性能、形状大小等因素有关。测定时将耐火制品加热 到850℃,然后在放入流动的冷水中冷却,反复进行直至破碎至其重量损失20%时的次数。该次数做为耐火制品的耐急冷急热性的指标。常用耐火制品的耐急冷急热性指标如表 3~4。
 表3-4耐火制品的耐急冷急热性次数 

砖的种类 粘土砖 硅 砖 镁 砖 高铝砖
次 数 5〜25 1〜4 2〜3 5〜6

6.耐火制品的儿何形状尺寸耐火制品的外形尺寸是很重要的,如果耐火制品尺寸 公差过大、外形损坏严重(缺角、缺棱、扭曲等)、表面缺陷严重(裂纹、熔洞、渣蚀等),就 不能用于砌炉。耐火制品的尺寸公差不合格,在砌筑时会使砌体整体尺寸不合袼。表面扭 曲会使砌缝过大,超过规定标准,降低砌体的强度。
为了生产和使用方便起见,可按耐火制品的形状将其分为标准型、普通型、异型和特异型。最常见的标准型耐火砖的尺寸为:直角砖230x113x65毫米;纵楔形砖或横楔形 砖-230x113x65x55毫米。各种耐火制品的规格可查阅工业炉设计参考资料或耐火材 料制品厂的产品说明书。
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