У працэсе выкарыстання вогнетрывалых матэрыялаў яны лёгка плавяцца і размякчаюцца ў выніку фізічных, хімічных, механічных і іншых уздзеянняў пры высокай тэмпературы (звычайна 1000~1800 °C), або размываюцца ў выніку эрозіі, або трэскаюцца і пашкоджваюцца, што перарывае працу. Забруджаны матэрыял. Такім чынам, патрабуецца, каб вогнетрывалы матэрыял меў ўласцівасці, здольныя адаптавацца да розных умоў эксплуатацыі. Ніжэй прыведзены 4 паказчыка, якія вызначаюць высокатэмпературныя характарыстыкі вогнетрывалых матэрыялаў:
(1) Вогнеўстойлівасць
Вогнеўстойлівасць адносіцца да тэмпературы, пры якой матэрыял дасягае пэўнай ступені размякчэння пад дзеяннем высокай тэмпературы, і характарызуе характарыстыкі матэрыялу супраць ўздзеяння высокай тэмпературы. Вогнеўстойлівасць з'яўляецца асновай для меркавання аб тым, ці можа матэрыял быць выкарыстаны ў якасці вогнеўстойлівасці. Міжнародная арганізацыя па стандартызацыі вызначае, што неарганічныя неметалічныя матэрыялы з вогнеўстойлівасцю вышэй за 1500 ℃ з'яўляюцца вогнетрывалымі матэрыяламі. Яна адрозніваецца ад тэмпературы плаўлення матэрыялу і з'яўляецца поўным выразам сумесі шматфазных цвёрдых рэчываў, якія складаюцца з розных мінералаў.
Найбольш фундаментальным фактарам, які вызначае вогнеўстойлівасць, з'яўляецца хімічны мінеральны склад і размеркаванне матэрыялу. Розныя прымесныя кампаненты, асабліва з моцным дзеяннем растваральніка, сур'ёзна паменшаць вогнеўстойлівасць матэрыялу. Такім чынам, у працэсе вытворчасці неабходна прыняць адпаведныя меры для забеспячэння і паляпшэння чысціні сыравіны.
Вогнеўстойлівасць - гэта не абсалютная фізічная велічыня, характэрная для рэчыва, а адносны тэхнічны паказчык, калі матэрыял дасягае пэўнай ступені размякчэння, вымеранай у пэўных умовах выпрабаванняў. Выпрабавальны матэрыял складаецца ў выглядзе ўсечанага трохкутнага конусу (называецца выпрабавальным конусам) у адпаведнасці з устаноўленым метадам і стандартнага ўсечанага трохкутнага конусу (называецца стандартным конусам) з фіксаванай тэмпературай выгібу пры пэўнай хуткасці нагрэву. Награванне і вогнеўстойлівасць вызначаюць шляхам параўнання ступені выгібу доследнага конусу са ступенню выгібу стандартнага конусу. Даўжыня ніжняга дна ўсечанага трохвугольнага конуса складае 8 мм з кожнага боку, верхняга дна - 2 мм з кожнага боку, а вышыня - 30 мм. Падчас вымярэння ў пірамідзе пры высокай тэмпературы можа з'явіцца вадкая фаза. З павышэннем тэмпературы павялічваецца колькасць вадкай фазы, памяншаецца глейкасць вадкай фазы і размягчаецца конус. Калі размякчэнне дасягае пэўнага ўзроўню, конус паступова прагінаецца ад уласнай вагі. Калі выпрабавальны конус і стандартны конус згінаюцца адначасова, пакуль іх вяршыня не ўвойдзе ў кантакт з шасі, вызначаная тэмпература выгібу стандартнага конусу павінна мець перавагу ў якасці вогнеўстойлівасці выпрабавальнага конусу.
Таксама вядомая як тэмпература размякчэння вогнетрывалага матэрыялу пад нагрузкай або тэмпература дэфармацыі вогнеўпорнага матэрыялу пад нагрузкай, яна паказвае ўстойлівасць вогнеўпорнага матэрыялу да сумеснага ўздзеяння высокай тэмпературы і нагрузкі пры пастаяннай нагрузцы або дыяпазон тэмператур, у якім вогнеўпорны матэрыял дэманструе відавочную пластычную дэфармацыю. Максімальную працоўную тэмпературу вогнетрывала можна вызначыць па тэмпературы размякчэння пад нагрузкай. Тэмпература размякчэння пад нагрузкай вызначае структурную трываласць вогнеўпора пры падобных умовах выкарыстання і можа выкарыстоўвацца ў якасці асновы для вызначэння максімальнай працоўнай тэмпературы вогнеўпора.
Асноўным фактарам, які вызначае тэмпературу размякчэння пад нагрузкай, з'яўляецца хімічны мінеральны склад матэрыялу, які таксама наўпрост звязаны з працэсам вытворчасці матэрыялу. Тэмпература спякання матэрыялу аказвае вялікі ўплыў на тэмпературу дэфармацыі размякчэння пад нагрузкай. Пры належным павышэнні тэмпературы спякання пачатковая тэмпература дэфармацыі будзе павышана з-за памяншэння сітаватасці, росту крышталяў і добрай сувязі. Павышэнне чысціні сыравіны і памяншэнне ўтрымання нізкага расплаву або растваральніка прывядзе да павелічэння тэмпературы размякчэння дэфармацыі пад нагрузкай. Напрыклад, аксід натрыю ў глінянай цэгле і аксід алюмінію ў сілікатнай цэгле - усё гэта шкодныя аксіды.
(3) Аб'ёмная стабільнасць вогнетрывалых матэрыялаў пры высокай тэмпературы
Пад дзеяннем высокай тэмпературы на працягу доўгага часу вогнетрывалы матэрыял вырабляе аб'ёмнае пашырэнне, якое называецца рэшткавым пашырэннем. Велічыня рэшткавага пашырэння (дэфармацыі) вогнетрывалага матэрыялу адлюстроўвае якасць аб'ёмнай стабільнасці пры высокай тэмпературы. Чым меншая рэшткавая дэфармацыя, тым лепшая стабільнасць аб'ёму; наадварот, чым горш стабільнасць аб'ёму, тым лягчэй выклікаць дэфармацыю або пашкоджанне мура.
Змена лініі паўторнага гарэння часта выкарыстоўваецца для ацэнкі высокатэмпературнай аб'ёмнай стабільнасці матэрыялу, што з'яўляецца важным паказчыкам для ацэнкі якасці матэрыялу.
Большасць вогнетрывалых матэрыялаў пад уздзеяннем высокай тэмпературы даюць ўсаджванне. Падчас паўторнага напалу большасць вогнетрывалых матэрыялаў будзе сціскацца, галоўным чынам таму, што вадкая фаза, якая ўтвараецца матэрыялам пры высокай тэмпературы, запаўняе поры, так што часціцы яшчэ больш сцягваюцца і цягнуцца Зусім нядаўна адбылася рэкрышталізацыя, якая прывяла да далейшага ўшчыльнення матэрыялу. Ёсць таксама некалькі матэрыялаў, якія пашыраюцца падчас паўторнага напалу. Напрыклад, сілікатная цэгла пашыраецца за кошт полікрышталічнага ператварэння ў працэсе выкарыстання. Гэта таму, што неператвораны кварц сілікатнай цэглы будзе працягваць ператварацца ў трыдыміт або квадрат пры высокай тэмпературы. Кварц, які павялічваецца ў аб'ёме, складае каля 10% неператвораных у сілікатнай цэгле. Для памяншэння ўсаджвання і пашырэння матэрыялу пры паўторным абпале эфектыўна павысіць тэмпературу абпалу і падоўжыць час вытрымкі, але яна не павінна быць занадта высокай, інакш гэта прывядзе да шкловання структуры матэрыялу і памяншэння ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару. З-за пашырэння часціц кварца ў матэрыяле падчас абпалу і выкарыстання, што кампенсуе ўсаджванне гліны, змяненне аб'ёму паўсілікатнай цэглы невялікае, і некаторыя з іх злёгку пашыраюцца.
(4) Устойлівасць да цеплавога ўдару
Здольнасць вогнеўпораў супрацьстаяць хуткім зменам тэмпературы без разбурэння называецца ўстойлівасцю да тэрмічнага ўдару. Гэта ўласцівасць таксама вядома як устойлівасць да цеплавога ўдару або ўстойлівасць да цеплавога ўдару.
Асноўным фактарам, які ўплывае на паказчык устойлівасці матэрыялу да цеплавога ўдару, з'яўляюцца фізічныя ўласцівасці матэрыялу, такія як цеплавое пашырэнне, цеплаправоднасць і гэтак далей. Наогул кажучы, чым вышэй хуткасць лінейнага пашырэння матэрыялу, тым горш устойлівасць да тэрмічнага ўдару; чым вышэй цеплаправоднасць матэрыялу, тым лепш устойлівасць да тэрмічнага ўдару. Акрамя таго, мікраструктура, склад часціц і форма вогнетрывалага матэрыялу аказваюць уплыў на ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару.
Час публікацыі: 15 ліпеня 2022 г