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耐火材料高溫使用性質(zhì)，是在高溫下測(cè)定的性質(zhì)，例如：耐火度、重?zé)€變化、抗熱震性、抗渣性、荷重軟化溫度和蠕變等，這些性質(zhì)在某種程度上反映出耐火材料在使用時(shí)的狀態(tài)。了解這些性質(zhì)，對(duì)選擇和使用耐火材料很有參考意義。
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耐火度
耐火度是表示材料耐高溫的特性。諸如莫來石、藍(lán)晶石、紅柱石和硅線石這些原料， 使用時(shí)需要測(cè)定其耐火度，以了解原料的純度。如雜質(zhì)成分，特別是具有強(qiáng)熔劑作用的雜質(zhì)，將降低耐火度。
耐火度的測(cè)定方法：將耐火原料或材料制成三角錐。三角錐上底邊長(zhǎng)為2mm，下底邊長(zhǎng)為8mm，高為30mm。然后與高溫標(biāo)準(zhǔn)錐置于同一個(gè)錐盤上，在規(guī)定的升溫速度下加熱，將試樣錐與標(biāo)準(zhǔn)錐相比較。試樣錐由于高溫液相出現(xiàn)，逐漸軟化，受其本身重力作用向底部彎倒。錐的頂點(diǎn)彎倒下來接觸錐盤時(shí)的溫度即為耐火度。用與試樣同時(shí)彎倒的標(biāo)準(zhǔn)錐號(hào)碼表示耐火度。
試樣錐在不同熔融階段的彎倒情況見圖1。
圖1 試樣錐在不同熔融階段的彎倒情況
a—熔融開始以前;b—在相當(dāng)于耐火度的溫度下;c一在高于耐火度的溫度下
耐火度與熔點(diǎn)及使用溫度要千萬區(qū)別開：
(1) 耐火度與熔點(diǎn)含義不同。熔點(diǎn)是對(duì)晶體單一物質(zhì)而言，是從固態(tài)熔融成液態(tài)的平衡溫度。而耐火度則是多種礦物的熔融范圍。誠(chéng)然晶體礦物的熔點(diǎn)高，互相作用形成的低共熔物的溫度相應(yīng)也高。
(2) 耐火度不能誤解為耐火材料在高溫作用下可以使用的溫度。因?yàn)樗淹耆浕羻适C(jī)械強(qiáng)度了。例如堿性耐火材料因結(jié)合部分于較低溫度下先熔，其損壞基于結(jié)合劑的軟化，此溫度遠(yuǎn)低于材料的耐火度。一般黏土磚的使用溫度均低于耐火度約200?250℃。
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重?zé)€變化
重?zé)€變化是指試樣在加熱到規(guī)定溫度，保溫一定時(shí)間，冷卻到室溫后所產(chǎn)生的殘存膨脹或收縮。
重?zé)€變化是評(píng)定耐火制品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。耐火制品重?zé)篌w積發(fā)生膨脹或收縮，說明耐火制品在燒成過程中，由于溫度、保溫時(shí)間不足或者溫度不均勻，使其燒成不充分。如果耐火制品的重?zé)€變化指標(biāo)超過國(guó)家規(guī)定值，勢(shì)必在工業(yè)窯爐中使用時(shí)，由于受高溫作用，一些物理與化學(xué)變化仍繼續(xù)進(jìn)行，使制品的體積發(fā)生膨脹或收縮，尺寸發(fā)生較大變化，引起爐體磚縫變化，從而影響爐體內(nèi)襯的完整性，嚴(yán)重時(shí)造成爐體結(jié)構(gòu)破壞。因此，必須規(guī)范燒成制度，使制品的重?zé)€變化在規(guī)定值內(nèi)。
重?zé)€變化按下式計(jì)算：
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抗熱震性
耐火材料是工業(yè)窯爐的基礎(chǔ)材料。它在使用中必然受溫度的影響，有時(shí)是急變的溫度影響?？篃嵴鹦跃褪侵改突鸩牧系挚褂捎跍囟妊杆僮兓a(chǎn)生的熱應(yīng)力而不破壞的能力。
我國(guó)對(duì)試樣測(cè)試條件：1100℃，水冷;用次數(shù)表示。
影響耐火材料抗熱震性指標(biāo)的原因很多，因此，也有多種表述?，F(xiàn)用下列關(guān)系式簡(jiǎn)要說明：
從上述不完善的關(guān)系式(上式未考慮到材料形狀尺寸，加熱(冷卻)條件、 溫度急變時(shí)所產(chǎn)生的局部應(yīng)力等)可見，影響材料的抗熱震性有如下幾個(gè)主要因素：
(1) 彈性模量低;
(2) 線膨脹系數(shù)小;
(3) 耐火材料主體礦物導(dǎo)熱性高;
(4) 結(jié)合物成分和主體結(jié)構(gòu)適當(dāng)。
耐火材料生產(chǎn)工藝中，要提高耐火制品的抗熱震性，其基本途徑主要有：
(1) 改變制品的相組成，獲得低膨脹的礦物，或低膨脹礦物的疊加等;
(2) 適當(dāng)選擇與控制生產(chǎn)條件，使結(jié)合物成分和主體結(jié)構(gòu)適當(dāng)，如形成微裂紋、增大某些制品的物料顆粒等。表1列出幾種耐火材料的膨脹系數(shù)等性能。
表1 幾種耐火材料的膨脹系數(shù)等性能
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抗CO侵蝕性
工業(yè)窯爐有多種，耐火材料在工業(yè)窯爐中會(huì)受到各種的侵蝕，如鋼液、鐵水的侵蝕，熔渣(酸性或堿性渣)、溫度的變化、熱應(yīng)力的影響，氣氛的變化(尤其還原性氣氛)對(duì)耐火材料的損壞影響等。所以耐火材料需根據(jù)工業(yè)窯爐的工作 環(huán)境具備相應(yīng)的特性，其中抗CO侵蝕性是其中一種。
抗CO侵蝕性是指耐火材料在CO氣氛中抵抗開裂或崩解的能力。耐火制品在約500℃(300?600℃范圍)遇到強(qiáng)烈的CO氣氛時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2CO= CO2+C，分離出的游離碳會(huì)沉積在制品鐵點(diǎn)的周圍，使制品破裂或損壞。高爐冶煉過程中，爐身400?600℃的部位，由于上述原因而使耐火制品開裂和組織結(jié)構(gòu)疏松，是高爐爐襯損毀的重要原因之一。降低耐火制品的氧化鐵含量和氣孔率，可以增強(qiáng)其抵抗CO的侵蝕能力。
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荷重軟化溫度
耐火材料在高溫下的荷重變形指標(biāo)是以荷重軟化溫度表示的。它是制品對(duì)高溫和荷重的共同作用的抵抗能力，也表示耐火制品呈現(xiàn)明顯塑性變形的軟化范圍，此指標(biāo)也常做為確定耐火材料的最高使用溫度依據(jù)。
根據(jù)耐火制品的荷重軟化溫度指標(biāo)可以判斷出耐火材料在使用過程中在何種條件下失去承壓能力，同時(shí)也能推測(cè)出耐火材料內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu)。
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高溫蠕變性
高溫蠕變性指的是耐火材料在恒定高溫和一定荷重作用下產(chǎn)生的變形與時(shí)間關(guān)系。高溫蠕變指標(biāo)包含了耐火材料在高溫下的強(qiáng)度、溫度和時(shí)間，表明在某一種溫度某個(gè)時(shí)間段內(nèi)耐火材料制品的變形率。
一般常用的耐火磚制品以上幾個(gè)指標(biāo)都需要考慮，在不同的高溫工業(yè)窯爐當(dāng)中，由于使用環(huán)境和工況的不同，因此不同部位的耐火磚所考慮的主要指標(biāo)因素依情況而定。比如說熱風(fēng)爐里面用的耐火磚制品，除了看材質(zhì)含量外，最主要的還要看抗熱震穩(wěn)定性指標(biāo)。
評(píng)論區(qū)
