耐火材料工艺学讲述.ppt

2.5 耐火材料的使用性能;耐火度是材料耐高温的特性。(ISO/TC33）1986年公布耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料或制品为耐火材料。 耐火度不是熔点，多相固体混合物，不是单相的纯物质，表征材料在无荷重和高温作用下熔融和软化的程度，重要质量指标之一。;不能把耐火度作为使用温度，达耐火度时已有70％～80％的液相生成，其粘度为10～15Pa·s，不再有机械强度和耐侵蚀性。 提高耐火原料的纯度，可提高耐火材料的耐火度。;耐火度的测定方法是将材料做成截头三角锥。在规定的加热条件下，与标准高温锥弯倒情况作比较。直至试锥顶部弯倒接触底盘，此时与试锥同时弯倒的标准高温锥可代表的温度即为该试锥的耐火度。;试锥在不同熔融阶段的弯倒情况 a－熔融开始以前；b－在相当于耐火度的温度下；c－在高于耐火度的温度下;耐火度通常都用标准测温锥的锥号表示。 各国标准测温锥规格不同，锥号所代表的温度也不一致。 有德国的塞格尔锥（SK）、国际标准化组织（ISO）、中国的（WZ）和前苏联（ПК）等。其中ISO、WZ、ПК是一致的，采用锥号乘以10即为所代表的温度。;测温锥得WZ、ПК和SK标号对照表;中温部分;中温部分;高温部分;高温部分;高温部分;影响耐火制品耐火度的因素： 杂质成分特别是强溶剂作用的杂质，将严重降低制品的耐火度。 成分分布不均匀，不能形成理想的高熔点矿物，耐火度降低。 耐火材料在使用中经受高温作用的同时还伴随有荷重和外物的溶剂作用等等。;一些耐火原料及制品的耐火度;2.5.2 高温荷重软化温度 荷重软化温度指耐火材料在恒定的荷重下，对高温和荷重共同作用的抵抗性能。 也为高温荷重变形温度，耐火制品在持续升温条件下，承受恒定载荷产生变形的温度。 耐火制品同时抵抗高温和载荷两方面作用的能力。;测定荷重软化温度的方法有示差-升温法和非示差-升温法两种。 测定一般是加压0.2MPa，从试样膨胀的最高点压缩至它原始高度的0.6％为软化开始温度，4％为软化变形温度及40％变形温度。;耐火制品的0.2MPa荷重变形温度/℃;各种耐火材料的荷重变形曲线 1－高铝砖（Al2O370%）；2－硅砖；3－镁砖；4，6－粘土砖；5－半硅砖;影响高温荷重软化温度因素： (1)化学矿物组成。结晶相、晶体构造和性状，即晶体是否形成网络骨架，或孤岛状分散在液相中，前者软化温度高，后者受液相的含量及其黏度所决定。 晶相和液相的数量及液相在一定温度下的黏度，如液相量愈多，或黏度愈小，则软化温度下降愈多。 晶相与液相的相互作用会改变液相数量和性质。 ;粘土砖:由耐火粘土和粘土熟料制成。相组成是莫来石和大量硅酸盐玻璃相，高温荷重由玻璃相承担，荷重能力主要决定于玻璃相的含量和黏度。 硅酸盐玻璃相在800~900℃下就开始变为黏度很大的液相。随温度升高液相黏度基本没有降低，因为晶相在液相中溶解量增多，使硅氧量增多，黏度增大。粘土砖具有很宽的荷重变形温度范围，达200℃。;硅砖:相组成是鳞石英和少量方石英，鳞石英在砖中形成矛状双晶相互交错构成结晶网络，形成了制品的坚固骨架，网络骨架不受破坏。液相的出现并不影响荷软温度（TH）,鳞石英在接近熔点时，由于溶解使骨架破坏，引起砖变形以至坍塌。开始变形温度和终了温度只差10~20℃。 ;（2）制品的致密度影响。致密度提高，开始变形温度升高，但对荷重终了温度影响不大。在工艺因素中，烧成温度、配料颗粒组成，原料纯度，添加物等有影响。 ; （3） 其他。熟料颗粒组成与气孔率含量，熟料用量多会使气孔率提高，降低体密度从而使软化点降低。提高原料纯度、减少低熔物或溶剂含量，会提高荷软温度。 耐材使用中注意：实际使用时荷重远小于0.2MPa，开始变形温度将提高。砌体在厚度上受热不均匀，大部分负荷由温度较低部分承担。承受时间很长。同时还承受其他类负荷。高温室璇顶使用温度低于开始软化点。;2.5.3重烧线变化率 体积稳定性又称重烧收缩或膨胀。耐火材料在高温长期停留时体积发生的不可逆变化。 大多数耐火材料高温下会产生残余收缩，而硅砖却膨胀。 残余收缩或膨胀过大会使炉体强度受到影响，甚至发生倒塌。 选材时要求残余收缩或膨胀小，且不超过其使用温度。;重烧线变化计算;上式计算结果正值表明膨胀，负值表明收缩。 当重烧体积变化很小时，可以用3ΔL表示体积变化百分率。 各种不烧制品和耐火粉料不经高温烧成即行使用，重烧线变化的测定就更为重要。;常用耐火材料的重烧线变化指标 ;重烧线变化值是砌窑时预留胀缝和烤窑时制订升温曲线与松拉条的依据。尽可能小。 较大的重烧线变化增加操作负担，还影响窑炉气密性和寿命。 玻璃窑炉对硅砖、电熔锆刚玉砖应多注意。;2.5.4抗热震性 热稳定性又称为耐急冷急热性。 耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破裂或剥落的性能。 对间歇式作业的设备特别重要