抗熱震耐火磚如何檢測和提高產(chǎn)品性能？

 

耐火磚的抗熱震性

耐火磚的抗熱震性即耐火磚在溫度急劇變化條件下抵抗損傷的能力。曾稱熱穩(wěn)定性，熱震穩(wěn)定性，抗熱沖擊性，抗溫度急變性，耐急冷急熱性等，耐火磚在低溫和中溫下是脆性材料，缺乏延性,在熱工設(shè)備使用中，耐火磚常常受到急劇的溫度變化，導(dǎo)致?lián)p傷。抗熱震性是耐火磚性質(zhì)重要的使用性能之一。耐火磚的抗熱震性，是其力學(xué)性能與熱學(xué)性能在溫度變化條件下的綜合表現(xiàn)。耐火磚遭受的急劇溫度變化，稱為熱震。耐火磚在熱震中產(chǎn)生的新裂紋，以及新裂紋與原有裂紋擴(kuò)展造成的開裂、剝落、斷裂等狀況，稱為耐火磚的熱震損傷。熱震損傷是熱應(yīng)力作用的結(jié)果，耐火磚在溫度變化時(shí)，變形受到抑制所產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力。耐火磚的重?zé)€變化如果在不同的多相在溫度變化時(shí)，耐火磚的熱膨脹如果受到溫度梯度均勻作用時(shí)，以及相變時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力與耐火磚的彈性模量及彈性應(yīng)變成正比，而耐火磚的彈性模量應(yīng)變等于線膨脹系數(shù)和溫度變化的乘積。

 

抗熱震莫來石磚  產(chǎn)品性能實(shí)測與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對照表
項(xiàng)目	單位	標(biāo)準(zhǔn)	實(shí)測值ZMS
Al2O3	％	≥70	73
Fe2O3	％	≤1.0	0.80
體積密度	g/cm³	≥2.55	2.65
顯氣孔率	％	≤20	19
常溫耐壓強(qiáng)度	Mpa	≥60	63
荷重軟化開始溫度（0.2MPa 0.6％）	℃	≥1650	1680
熱震穩(wěn)定性            （1100℃水冷）	次	≥30	＞30

 

 

抗熱震耐火磚系列，是在高爐熱風(fēng)爐用抗熱震低蠕變高鋁磚系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸、發(fā)展的。主要特點(diǎn)是：強(qiáng)調(diào)抗熱震性而荷重軟化溫度僅是一般要求，這樣在工業(yè)窯爐更有廣泛使用價(jià)值，具有如下特點(diǎn)：

(1)開發(fā)系列熱震穩(wěn)定性的耐火磚有：

熱震穩(wěn)定性≥30次、≥50次、≥70次、≥100次、≥200次

(2)A12O3含量45％～75％(45％～55％、55％～65％、65％～75％)

(3)荷重軟化溫度(0.2MPa，0.6％)≥1450～1500℃(1550℃)

(1)根據(jù)對抗熱震性基本認(rèn)識，材料的熱震穩(wěn)定性與線膨脹系數(shù)、彈性模量成反比，而與熱導(dǎo)率成正比。開發(fā)的系列抗熱震耐火磚，在這些因素上進(jìn)行改進(jìn)，尤其是低的膨脹率礦物對抗熱震的影響。

(2)用復(fù)合材料，用其界面的微裂紋來提高材料的抗熱震性。

(3)抗熱震高鋁耐火磚：用三石改善材料的抗熱震性。紅柱石、硅線石的線膨脹率均較小，它在高溫下相變?yōu)槟獊硎?，所得到的新相莫來石線膨脹系數(shù)也小(20～100℃，5.3×10-6/℃)。很明顯，轉(zhuǎn)變前后的晶相，都對抗熱震有利。紅柱石的線膨脹率比硅線石小，因而應(yīng)用紅柱石對改善材料的抗熱震更為良。另外，紅柱石相變?yōu)槟獊硎苄纬珊芏嗉?xì)微孔隙，有利于抗熱震。藍(lán)晶石及其熟料亦是很有益的礦物原料。

(4)用特種抗熱震添加物。添加物的選擇、加入量、加入方式等是十分重要的問題。對抗熱震耐火磚系列產(chǎn)品的研發(fā)，特種抗熱震添加物是核心所在。

抗熱震耐火磚研發(fā)歸納有3個(gè)系列：

1)莫來石·低膨脹礦物系列；

2)三石-低膨脹礦物系列；

3)三石/莫來石-低膨脹礦物系列。

耐火磚抗熱震測定方法(1)加熱一冷卻法。將一定尺寸的試樣直接放人已經(jīng)達(dá)到規(guī)定溫度的爐內(nèi)保溫達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后，迅速從爐中取出，在水等介質(zhì)中或空氣中淬冷。重復(fù)上述過程至達(dá)到規(guī)定的熱震循環(huán)次數(shù)后，觀察試樣的損壞情況，或者測定熱震前后抗折強(qiáng)度的保持率來判斷材料抗熱震性的好壞。(2)鑲板法。鑲板法是將耐火磚試樣砌在爐壁或爐門上，讓它在一面受熱的情況下進(jìn)行加熱一冷卻循環(huán)。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中就是將耐火磚試樣砌筑在試驗(yàn)爐爐門上，爐門關(guān)上后，試樣的一端在爐內(nèi)加熱，達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后，翻轉(zhuǎn)爐門，將熱的耐火磚端插人冷水中冷卻。反復(fù)數(shù)次后，用受熱端面積的破損率來衡量耐火磚的抗熱震性。實(shí)際測定過程中需按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的程序進(jìn)行測定。(3)長條法。將長條形試樣放在支架上，在試樣的加熱面下有煤氣燒嘴與吹風(fēng)嘴。先用煤氣加熱試樣到規(guī)定的時(shí)間后，再用吹風(fēng)設(shè)備吹風(fēng)冷卻一段時(shí)間。按規(guī)定反復(fù)若干次后，測定試樣熱震前后抗折強(qiáng)度或彈性模量的保持率以衡量其抗熱震性的好壞。與一般加熱一冷卻法相比較，二者都是采用長條形試樣，所不同的是在長條法中是單面加熱的，在加熱與冷卻過程中試樣中存在一定的溫度梯度。

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