耐磨耐火磚

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據(jù)河南耐火材料廠介紹耐火磚的耐磨性是其抵抗固體、液體和含塵氣流對(duì)其表面的機(jī)械磨損作用的能力。在許多情況下。耐火磚表面由 機(jī)械磨損作用而造成的危害往往是很嚴(yán)重的。它常常是耐火磚由其工作表面損耗的直接原因。有時(shí)，它比化學(xué)侵蝕危害還大，或者是由化學(xué)侵蝕作用引起的危害，常常由于機(jī)械作用 而加劇。如高爐上部的耐火磚內(nèi)襯和鐵水溝常因耐磨性不足而損耗。焦?fàn)t炭化室耐火磚也易受焦炭磨損，煉鋼轉(zhuǎn)爐爐口、出鋼口以及其他受氣流沖刷和各種熔融液流經(jīng)之處，都常因 耐火磚耐磨性差而損耗。因此，耐火磚的耐磨性是一項(xiàng)重要的性質(zhì)。

耐火磚耐磨性取決于耐火磚的成分與結(jié)構(gòu)。當(dāng)耐火磚的成分為單一晶體 構(gòu)成的致密多晶體時(shí)，其耐磨性主要取決于組成材料的礦物晶體的硬度。硬度高，材料的耐磨性高。當(dāng)?shù)V物晶體為非同向性時(shí)，晶粒細(xì)小，材料的耐磨性較高。當(dāng)材料由多相構(gòu)成時(shí) ，其耐磨性遙與材料的體積密度或氣孔率有直接關(guān)系，也與各組分間的結(jié)合強(qiáng)度有關(guān)。因此，在常溫下某一種耐火磚而論，其耐磨性與其耐壓強(qiáng)度成正比，燒結(jié)良好的耐火磚其耐磨 性也較好。

耐火磚的耐磨性與溫度有關(guān)。如高鋁耐火磚，一般認(rèn)為它在一定溫度下（如在700～900℃以下的彈性范圍內(nèi)），溫度愈高耐磨性 愈低，即可認(rèn)為當(dāng)溫度提高后隨著耐火磚彈性模量的增加，耐磨性有所降低。當(dāng)溫度升高，達(dá)到彈性模量的大值后，隨彈性模量的降低，耐磨性反而有所提高。如粘土磚在1200～ 1350℃時(shí)，耐磨性甚至于常溫者。當(dāng)溫度進(jìn)一步提高，達(dá)1400℃以上時(shí)因耐火制品中的液相黏度急劇降低，耐磨性隨之降低。有的耐火磚如含鉻質(zhì)耐火磚，隨溫度升高，耐磨性增 加。

沖蝕磨損已經(jīng)成為某些工業(yè)窯爐用耐火材料損壞的主要原因之一。近年來，多數(shù)工作集中在對(duì)耐火材料常溫磨損的研究。本課題開展了高溫 條件下耐火材料磨損研究：1）定形制品高溫耐磨性的研究，選擇高鋁磚、剛玉磚、碳化硅磚等循環(huán)流化床鍋爐、垃圾焚燒爐常用的定形耐火制品作為研究對(duì)象，探索不同材質(zhì)定形 耐火制品高溫耐磨性的特征；2）對(duì)高鋁質(zhì)和焦寶石質(zhì)澆注料高溫耐磨性的研究，主要考慮試驗(yàn)溫度、熱處理溫度、結(jié)合、碳化硅含量、臨界粒度及體積密度幾個(gè)因素對(duì)其高溫 耐磨性的影響；3）探討定形制品、澆注料的高溫耐磨性與高溫力學(xué)性能（抗折強(qiáng)度）之間的關(guān)系；4）試驗(yàn)條件對(duì)耐火材料高溫耐磨性的影響。得到如下結(jié)論:

1.耐火材料的磨損量隨溫度的變化趨勢可以分為兩種類型，非氧化物材料氮化硅結(jié)合碳化硅磚在整個(gè)試驗(yàn)溫度區(qū)域中磨損量較小，且?guī)缀鯖]有變化 。氧化物材料的磨損量隨溫度的變化趨勢可以分為彈性階段和塑性階段，材料處于彈性變形階段時(shí)，隨溫度的升高，其磨損量變化不大；繼續(xù)升高溫度，當(dāng)材料達(dá)到塑性變形階段， 其磨損量大幅度降低，且磨損量開始大幅度降低的溫度點(diǎn)為該種材料開始塑性變形溫度。

2.耐火材料的顆粒與基質(zhì)的磨損程度不均衡，比較 高鋁磚和焦寶石澆注料試樣在常溫及1000℃、1200℃試驗(yàn)后表面磨損狀態(tài)，常溫下試樣的不均衡性更明顯，基質(zhì)部分更易被磨損掉，留下裸露的顆粒；高溫條件下，基質(zhì)與顆粒料的 磨損程度接近。

3.耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度和高溫磨損量與試驗(yàn)溫度的關(guān)系可分為非氧化物和氧化物兩種類型。對(duì)于非氧化物材料，在高溫 階段，磨損量、抗折強(qiáng)度隨溫度的升高幾乎沒有變化；而對(duì)于氧化物類材料，超過其塑性變形溫度，磨損量、抗折強(qiáng)度均隨溫度的升高而迅速降低。在較高的溫度區(qū)域，所考察的耐 火材料的高溫抗折強(qiáng)度與高溫磨損量隨溫度變化趨勢有較好的一致性。

4.雖然隨溫度的升高，氧化物類材料磨損量有降低的趨勢，但是對(duì)于 不同材質(zhì)的耐火材料而言，具體情況并不相同，且影響其耐磨性的因素也不盡相同。a)不同材質(zhì)耐火材料產(chǎn)生塑性變形的溫度不同，磨損量開始大幅度降低的溫度點(diǎn)也不同，粘土結(jié) 合碳化硅磚、高鋁磚、鉻剛玉磚和剛玉磚磨損量開始明顯下降的溫度點(diǎn)分別為600℃、800℃、800℃和1000℃。耐火材料的磨損量開始明顯下降的溫度與材料的雜質(zhì)組成、含量相關(guān) ；顯然，純度較高的材料對(duì)應(yīng)較高的溫度。b）比較不同材質(zhì)耐火材料的高溫耐磨性，有幾方面因素的影響。其一，耐火材料的礦物類型、組成會(huì)影響其高溫耐磨性能，由耐磨物相 為主晶相的耐火材料更耐磨。其二，材料的燒結(jié)狀態(tài)。其三，高溫下材料的塑性相。在1200℃高溫條件下有低熔點(diǎn)液相產(chǎn)生，緩沖磨損，提高材料的耐磨性，其作用會(huì)超過物相對(duì)耐 磨性的影響。