По време на използването на огнеупорни материали те лесно се стопяват и омекотяват от физически, химични, механични и други ефекти при висока температура (обикновено 1000 ~ 1800 °C), или се разяждат от ерозия, или се напукват и повреждат, което прекъсва работата. Замърсен материал. Следователно се изисква огнеупорният материал да има свойства, които могат да се адаптират към различни работни условия. Следват 4 показателя, които определят високотемпературните показатели на огнеупорните материали:
(1) Огнеупорност
Огнеупорността се отнася до температурата, при която даден материал достига определена степен на омекване под въздействието на висока температура и характеризира характеристиките на материала срещу въздействието на висока температура. Огнеупорността е основата за преценка дали даден материал може да се използва като огнеупор. Международната организация за стандартизация постановява, че неорганичните неметални материали с огнеупорност над 1500 ℃ са огнеупорни материали. Тя е различна от точката на топене на материала и е цялостният израз на сместа от многофазни твърди вещества, съставени от различни минерали.
Най-основният фактор, който определя огнеупорността, е химическият минерален състав и разпределението на материала. Различни компоненти на примеси, особено тези със силен разтворител, ще намалят сериозно огнеупорността на материала. Поради това трябва да се вземат предвид подходящи мерки в производствения процес, за да се гарантира и подобри чистотата на суровините.
Огнеупорността не е абсолютна физическа величина, специфична за дадено вещество, а относителен технически показател, когато материалът достигне определена степен на омекване, измерена при специфични условия на изпитване. Тестовият материал се прави в пресечен триъгълен конус (наричан тестов конус) съгласно предписания метод и стандартен пресечен триъгълен конус (наричан стандартен конус) с фиксирана температура на огъване при определена скорост на нагряване. Нагряването и огнеупорността се определят чрез сравняване на степента на огъване на тестовия конус със степента на огъване на стандартния конус. Долното дъно на пресечения триъгълен конус е с дължина 8 mm от всяка страна, горното дъно е 2 mm от всяка страна, а височината е 30 mm. По време на измерването може да се появи течна фаза в пирамидата при висока температура. С повишаване на температурата количеството течна фаза се увеличава, вискозитетът на течната фаза намалява и конусът омеква. Когато омекването достигне определено ниво, конусът постепенно се огъва поради собственото си тегло. Когато изпитвателният конус и стандартният конус се огъват едновременно, докато върхът им влезе в контакт с шасито, определената температура на огъване на стандартния конус има предимство като огнеупорност на изпитвателния конус.
Известен също като точка на омекване на огнеупорен материал при натоварване или температура на деформация на огнеупорен материал под натоварване, той показва устойчивостта на огнеупорния материал на комбинираното действие на висока температура и натоварване при постоянно натоварване или температурния диапазон, в който огнеупорният материал показва очевидна пластична деформация. Максималната работна температура на огнеупора може да бъде определена от температурата на омекване при натоварване. Температурата на омекване при натоварване представлява структурната якост на огнеупора при подобни условия на употреба и може да се използва като основа за определяне на максималната работна температура на огнеупора.
Основният фактор, който определя температурата на омекване при натоварване, е химичният минерален състав на материала, който също е пряко свързан с производствения процес на материала. Температурата на синтероване на материала има голямо влияние върху температурата на деформация на омекване при натоварване. Ако температурата на синтероване се повиши по подходящ начин, началната температура на деформация ще се повиши поради намаляването на порьозността, растежа на кристалите и доброто свързване. Подобряването на чистотата на суровините и намаляването на съдържанието на ниска стопилка или разтворител ще повиши температурата на деформация на омекване при натоварване. Например натриевият оксид в глинените тухли и алуминиевият оксид в силициевите тухли са вредни оксиди.
(3) Обемна стабилност при висока температура на огнеупорни материали
Под действието на висока температура за дълго време, огнеупорният материал произвежда обемно разширение, което се нарича остатъчно разширение. Размерът на остатъчното разширение (деформация) на огнеупорния материал отразява качеството на обемната стабилност при висока температура. Колкото по-малка е остатъчната деформация, толкова по-добра е обемната стабилност; напротив, колкото по-лоша е стабилността на обема, толкова по-лесно е да се предизвика деформация или повреда на зидарията.
Промяната на линията за повторно изгаряне често се използва за оценка на стабилността на обема на материала при висока температура, което е важен показател за оценка на качеството на материала.
Повечето огнеупорни материали ще се свият под действието на висока температура. По време на повторно нагряване повечето огнеупорни материали ще се свият, главно защото течната фаза, генерирана от материала при висока температура, ще запълни порите, така че частиците да бъдат допълнително стегнати и изтеглени. Съвсем наскоро се появи рекристализация, водеща до допълнително уплътняване на материала. Има и няколко материала, които се разширяват по време на повторно нагряване. Например силициевите тухли се разширяват поради поликристална трансформация по време на употреба. Това е така, защото непреработеният кварц от силициева тухла ще продължи да се трансформира в тридимит или квадрат при висока температура. Кварцът, който се разширява в обем, е около 10% непреработен в силициевите тухли. За да се намали свиването и разширяването на материала при повторно изпичане, е ефективно да се повиши подходящо температурата на изпичане и да се удължи времето на задържане, но не трябва да бъде твърде високо, в противен случай това ще доведе до встъкляване на структурата на материала и намаляване на устойчивост на термичен шок. Поради разширяването на кварцовите частици в материала по време на изпичане и употреба, което компенсира свиването на глината, промяната на обема на полусилициевите тухли е малка и някои от тях са леко разширени.
(4) Устойчивост на термичен шок
Способността на огнеупорите да издържат на бързи промени в температурата без разрушаване се нарича устойчивост на термичен шок. Това свойство е известно още като устойчивост на термичен удар или устойчивост на термичен удар.
Основният фактор, влияещ върху индекса на устойчивост на термичен шок на материала, са физическите свойства на материала, като топлинно разширение, топлопроводимост и т.н. Най-общо казано, колкото по-висока е скоростта на линейно разширение на материала, толкова по-лоша е устойчивостта на термичен шок; колкото по-висока е топлопроводимостта на материала, толкова по-добра е устойчивостта на термичен шок. Освен това микроструктурата, съставът на частиците и формата на огнеупорния материал оказват влияние върху устойчивостта на термичен шок.
Време на публикуване: 15 юли 2022 г