抗熱震耐火磚如何檢測和提高產(chǎn)品性能？

 

耐火磚的抗熱震性

耐火磚的抗熱震性即耐火磚在溫度急劇變化條件下抵抗損傷的能力。曾稱熱穩(wěn)定性，熱震穩(wěn)定性，抗熱沖擊性，抗溫度急變性，耐急冷急熱性等，耐火磚在低溫和中溫下是脆性材料，缺乏延性,在熱工設(shè)備使用中，耐火磚常常受到急劇的溫度變化，導(dǎo)致?lián)p傷?？篃嵴鹦允悄突鸫u性質(zhì)重要的使用性能之一。耐火磚的抗熱震性，是其力學(xué)性能與熱學(xué)性能在溫度變化條件下的綜合表現(xiàn)。耐火磚遭受的急劇溫度變化，稱為熱震。耐火磚在熱震中產(chǎn)生的新裂紋，以及新裂紋與原有裂紋擴(kuò)展造成的開裂、剝落、斷裂等狀況，稱為耐火磚的熱震損傷。熱震損傷是熱應(yīng)力作用的結(jié)果，耐火磚在溫度變化時，變形受到抑制所產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力。耐火磚的重?zé)€變化如果在不同的多相在溫度變化時，耐火磚的熱膨脹如果受到溫度梯度均勻作用時，以及相變時，都會產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力與耐火磚的彈性模量及彈性應(yīng)變成正比，而耐火磚的彈性模量應(yīng)變等于線膨脹系數(shù)和溫度變化的乘積。

 

抗熱震莫來石磚  產(chǎn)品性能實測與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對照表
項目	單位	標(biāo)準(zhǔn)	實測值ZMS
Al2O3	％	≥70	73
Fe2O3	％	≤1.0	0.80
體積密度	g/cm³	≥2.55	2.65
顯氣孔率	％	≤20	19
常溫耐壓強度	Mpa	≥60	63
荷重軟化開始溫度（0.2MPa 0.6％）	℃	≥1650	1680
熱震穩(wěn)定性            （1100℃水冷）	次	≥30	＞30

 

 

抗熱震耐火磚系列，是在高爐熱風(fēng)爐用抗熱震低蠕變高鋁磚系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸、發(fā)展的。主要特點是：強調(diào)抗熱震性而荷重軟化溫度僅是一般要求，這樣在工業(yè)窯爐更有廣泛使用價值，具有如下特點：

(1)開發(fā)系列熱震穩(wěn)定性的耐火磚有：

熱震穩(wěn)定性≥30次、≥50次、≥70次、≥100次、≥200次

(2)A12O3含量45％～75％(45％～55％、55％～65％、65％～75％)

(3)荷重軟化溫度(0.2MPa，0.6％)≥1450～1500℃(1550℃)

(1)根據(jù)對抗熱震性基本認(rèn)識，材料的熱震穩(wěn)定性與線膨脹系數(shù)、彈性模量成反比，而與熱導(dǎo)率成正比。開發(fā)的系列抗熱震耐火磚，在這些因素上進(jìn)行改進(jìn)，尤其是低的膨脹率礦物對抗熱震的影響。

(2)用復(fù)合材料，用其界面的微裂紋來提高材料的抗熱震性。

(3)抗熱震高鋁耐火磚：用三石改善材料的抗熱震性。紅柱石、硅線石的線膨脹率均較小，它在高溫下相變?yōu)槟獊硎?，所得到的新相莫來石線膨脹系數(shù)也小(20～100℃，5.3×10-6/℃)。很明顯，轉(zhuǎn)變前后的晶相，都對抗熱震有利。紅柱石的線膨脹率比硅線石小，因而應(yīng)用紅柱石對改善材料的抗熱震更為良。另外，紅柱石相變?yōu)槟獊硎苄纬珊芏嗉?xì)微孔隙，有利于抗熱震。藍(lán)晶石及其熟料亦是很有益的礦物原料。

(4)用特種抗熱震添加物。添加物的選擇、加入量、加入方式等是十分重要的問題。對抗熱震耐火磚系列產(chǎn)品的研發(fā)，特種抗熱震添加物是核心所在。

抗熱震耐火磚研發(fā)歸納有3個系列：

1)莫來石·低膨脹礦物系列；

2)三石-低膨脹礦物系列；

3)三石/莫來石-低膨脹礦物系列。

耐火磚抗熱震測定方法(1)加熱一冷卻法。將一定尺寸的試樣直接放人已經(jīng)達(dá)到規(guī)定溫度的爐內(nèi)保溫達(dá)到規(guī)定的時間后，迅速從爐中取出，在水等介質(zhì)中或空氣中淬冷。重復(fù)上述過程至達(dá)到規(guī)定的熱震循環(huán)次數(shù)后，觀察試樣的損壞情況，或者測定熱震前后抗折強度的保持率來判斷材料抗熱震性的好壞。(2)鑲板法。鑲板法是將耐火磚試樣砌在爐壁或爐門上，讓它在一面受熱的情況下進(jìn)行加熱一冷卻循環(huán)。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中就是將耐火磚試樣砌筑在試驗爐爐門上，爐門關(guān)上后，試樣的一端在爐內(nèi)加熱，達(dá)到規(guī)定的時間后，翻轉(zhuǎn)爐門，將熱的耐火磚端插人冷水中冷卻。反復(fù)數(shù)次后，用受熱端面積的破損率來衡量耐火磚的抗熱震性。實際測定過程中需按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的程序進(jìn)行測定。(3)長條法。將長條形試樣放在支架上，在試樣的加熱面下有煤氣燒嘴與吹風(fēng)嘴。先用煤氣加熱試樣到規(guī)定的時間后，再用吹風(fēng)設(shè)備吹風(fēng)冷卻一段時間。按規(guī)定反復(fù)若干次后，測定試樣熱震前后抗折強度或彈性模量的保持率以衡量其抗熱震性的好壞。與一般加熱一冷卻法相比較，二者都是采用長條形試樣，所不同的是在長條法中是單面加熱的，在加熱與冷卻過程中試樣中存在一定的溫度梯度。

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