При использовании огнеупорных материалов они легко плавятся и размягчаются под воздействием физических, химических, механических и других воздействий при высокой температуре (обычно 1000-1800 °С), подвергаются эрозионному разрушению, растрескиваются и повреждаются, что нарушает работу. Загрязненный материал. Поэтому требуется, чтобы огнеупорный материал имел свойства, способные адаптироваться к различным условиям эксплуатации. Ниже приведены 4 показателя, определяющих высокотемпературные характеристики огнеупорных материалов:
(1) Тугоплавкость
Огнеупорность относится к температуре, при которой материал достигает определенной степени размягчения под действием высокой температуры, и характеризует устойчивость материала к воздействию высоких температур. Огнеупорность является основой для оценки возможности использования материала в качестве огнеупора. Международная организация по стандартизации устанавливает, что неорганические неметаллические материалы с огнеупорностью выше 1500 ℃ являются огнеупорными материалами. Она отличается от температуры плавления материала и является комплексным выражением смеси многофазных твердых веществ, состоящих из различных минералов.
Наиболее фундаментальным фактором, определяющим огнеупорность, является химико-минеральный состав и распределение материала. Различные примесные компоненты, особенно обладающие сильным растворяющим действием, серьезно снижают огнеупорность материала. Поэтому в производственном процессе следует учитывать соответствующие меры для обеспечения и улучшения чистоты сырья.
Огнеупорность — это не абсолютная физическая величина, специфичная для вещества, а относительный технический показатель, когда материал достигает определенной степени размягчения, измеренной в конкретных условиях испытаний. Из испытуемого материала изготавливают усеченный треугольный конус (называемый испытательным конусом) в соответствии с предписанным методом и стандартный усеченный треугольный конус (называемый стандартным конусом) с фиксированной температурой изгиба при определенной скорости нагрева. Нагрев и огнеупорность определяют путем сравнения степени изгиба испытательного конуса со степенью изгиба эталонного конуса. Нижнее дно усеченного треугольного конуса имеет длину 8 мм с каждой стороны, верхнее дно — 2 мм с каждой стороны, высоту — 30 мм. Во время измерения в пирамиде может появиться жидкая фаза при высокой температуре. С повышением температуры количество жидкой фазы увеличивается, вязкость жидкой фазы уменьшается, конус размягчается. Когда размягчение достигает определенного уровня, конус постепенно прогибается под действием собственного веса. Когда испытательный конус и стандартный конус сгибаются одновременно до тех пор, пока их вершина не соприкоснется с корпусом, определенная температура изгиба стандартного конуса должна иметь преимущественную силу в качестве огнеупорности испытательного конуса.
Также известная как температура размягчения огнеупора под нагрузкой или температура деформации огнеупора под нагрузкой, она указывает на устойчивость огнеупора к комбинированному действию высокой температуры и нагрузки при постоянной нагрузке или на температурный диапазон, в котором огнеупор демонстрирует очевидную пластическую деформацию. Максимальную рабочую температуру огнеупора можно определить по температуре размягчения под нагрузкой. Температура размягчения под нагрузкой представляет собой структурную прочность огнеупора при аналогичных условиях использования и может использоваться в качестве основы для определения максимальной температуры эксплуатации огнеупора.
Основным фактором, определяющим температуру размягчения под нагрузкой, является химико-минеральный состав материала, который также напрямую связан с процессом производства материала. Температура спекания материала оказывает большое влияние на температуру размягчения деформации под нагрузкой. Если температура спекания соответствующим образом увеличивается, температура начала деформации будет увеличена из-за уменьшения пористости, роста кристаллов и хорошего сцепления. Повышение чистоты сырья и снижение содержания легкоплавкого расплава или растворителя приведет к увеличению температуры размягчения деформации под нагрузкой. Например, оксид натрия в глиняном кирпиче и оксид алюминия в силикатном кирпиче являются вредными оксидами.
(3) Высокотемпературная объемная стабильность огнеупорных материалов.
Под действием высокой температуры в течение длительного времени огнеупорный материал производит объемное расширение, которое называется остаточным расширением. Размер остаточного расширения (деформации) огнеупорного материала отражает качество высокотемпературной объемной стабильности. Чем меньше остаточная деформация, тем лучше стабильность объема; наоборот, чем хуже устойчивость объема, тем легче вызвать деформацию или повреждение кладки.
По изменению линии дожига часто судят о высокотемпературной объемной стабильности материала, что является важным показателем для оценки качества материала.
Большинство огнеупорных материалов сжимаются под действием высокой температуры. Во время повторного обжига большинство огнеупорных материалов сжимаются, главным образом потому, что жидкая фаза, образующаяся в материале при высокой температуре, заполняет поры, в результате чего частицы еще больше сжимаются и вытягиваются. Совсем недавно произошла рекристаллизация, что привело к дальнейшему уплотнению материала. Есть также несколько материалов, которые расширяются при обжиге. Например, силикатный кирпич в процессе эксплуатации расширяется за счет поликристаллического превращения. Это связано с тем, что непреобразованный кварц кварцевого кирпича будет продолжать превращаться в тридимит или квадрат при высокой температуре. Кварц, который расширяется в объеме, составляет около 10% непреобразованного в силикатном кирпиче. Чтобы уменьшить усадку и расширение материала при повторном обжиге, эффективно соответствующим образом повысить температуру обжига и продлить время выдержки, но она не должна быть слишком высокой, иначе это приведет к остекловыванию структуры материала и снижению температуры. устойчивость к термическому удару. За счет расширения частиц кварца в материале при обжиге и эксплуатации, компенсирующего усадку глины, изменение объема полукремнеземных кирпичей невелико, а некоторые из них несколько расширяются.
(4) Устойчивость к термическому удару
Способность огнеупоров противостоять резким изменениям температуры без разрушения называется термостойкостью. Это свойство также известно как термостойкость или термостойкость.
Основным фактором, влияющим на показатель термостойкости материала, являются физические свойства материала, такие как тепловое расширение, теплопроводность и так далее. Вообще говоря, чем выше скорость линейного расширения материала, тем хуже устойчивость к термическому удару; чем выше теплопроводность материала, тем лучше устойчивость к термическому удару. Кроме того, микроструктура, состав частиц и форма огнеупорного материала оказывают влияние на устойчивость к термическому удару.
Время публикации: 15 июля 2022 г.