耐火的高温使用性质选读.docx

耐火材料的高温使用性质5.1 耐火度5.1.1耐火度定义定义：耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。耐火度是个耐火材料高温性质的技术指标，对于耐火材料而言，耐火度表示的意义与熔点不同。熔点是纯物质的结晶相与其液相处于平衡状态下的温度，如氧化铝Al2O3熔点为2050℃，氧化硅SiO2的熔点为1713℃，方镁石MgO的熔点为2800℃等。但是，一般耐火材料是由各种物质组成的多相固体混合物，并非单相的纯物质，故没有固定的熔点，其熔融是在一定的温度范围内进行的，即只有一个固定的开始熔融温度和一个固定的熔融终了温度，在这个温度范围内液相和固相是同时存在的。5.1.2耐火度测定在实际中，耐火度的测定并非采用直接测温的方法，而是通过具有固定弯倒温度的标准锥与被测锥弯倒情况的比较来测定的。耐火度测定：将-180目的物料加上结合剂，用模具制成截头三角锥，上底边长2mm，下底边长8mm，高30mm，截面成等边三角形。将2只被测锥与4只标准锥用耐火泥交错固定于耐火材料台座上，6个锥锥棱向外成六角形布置，锥棱与垂线夹角为8o。台座转速为2r/min，快速升温至比估计的耐火度低100℃～200℃时，升温速度变为2.5℃/min。由于被测锥产生液相及自重的作用，锥体逐渐变形弯倒，锥顶弯至与台座接触时的温度，即为被测材料的耐火度（记下2个参考高温标准锥的锥号，例如WZ168～170）。标准锥称为测温锥，我国测温锥用“WZ”表示锥体弯倒温度的1/10进行标号；前苏联用“ПK”，英国、日本等国用“SK”等标号测温锥。系列锥号及相应温度见教材书后的附表2。锥体弯倒时的液相含量约为70～80%，其粘度约为10～50Pa.s 。5.1.3影响材料耐火度的因素(1)决定耐火材料耐火度的因素：主要是材料的化学矿物组成及其分布情况。各种杂质成分特别是具有强熔剂作用的杂质成分，会严重降低制品的耐火度，因此提高耐火材料耐火度的主要途径应是采取措施来保证和提高原料的纯度。(2)影响耐火材料耐火度的因素：①被测物料的粒度：被测物料的粒度过小，也会使耐火度测定值偏小。②测试方法和测试条件对耐火度的影响：被测锥制备方法、被测锥的形状尺寸及安放方法、台座的转速、升温速度、加热炉气氛和温度分布情况等，对耐火度测定的数值都有一定的影响。耐火度与使用温度的区别。耐火度与使用温度的温度差可能很大，其因是耐火材料在使用中要经受荷重、工作介质（熔体、固体、气体）的机械冲击磨损和化学侵蚀、温度的急变等。耐火度可以作为选用耐火材料时综合评价判断的一个参考数据。原料的耐火度测定可以判断原料的杂质成分与含量。常见耐火原料及耐火制品的耐火度指标为：表 1-3 各材料的耐火度指标(℃)品种结晶硅石硅砖硬质粘土粘土砖高铝砖镁砖耐火度17301730175017501770-2000﹥20005.2 高温荷重变形温度5.2.1高温荷重变形温度定义定义：耐火材料在固定荷重条件下，随温度升高发生规定变形率时的温度。该技术指标表示了耐火材料对温度与荷重同时作用的抗变形能力。耐火材料发生不同变形率的温度区间，反映了耐火材料呈现明显塑性变形的软化温度范围。在一定程度上体现了材料于使用条件下的结构强度。5.2.2高温荷重变形温度的测定被测试样是在制品上钻取直径d=50mm，h=50mm，中心孔径d孔=12 ~ 13mm的带孔圆柱体（以前是d=36mm，h=50mm的实心圆柱体）。将试样置于试验电炉内，在200Kpa的静压力下，按规定的升温速度分阶段地连续均匀加热（≤1000℃,5～10℃/min;＞1000℃,4 ~ 5℃/min），测定试样压缩变形率0.5%（即试样高度压缩0.25mm）时的温度，即为被测试样的“荷重软化开始温度T0.5”，亦称“荷重软化点”（以前荷重软化点是变形率为0.6%时的温度T0.6）。高温荷重变形温度还需要测出压缩变形率1.0%、2.0%、5.0%等相对应的变形温度T1.0、T2.0、T5.0等（以前是测出变形率4.0%、40%的T4.0、T40）。将各变形率及变形温度绘制图形，如P21的表1-5和图1-3所示。这样，就可以在较大的温度范围把材料的结构性能随温度的变化情况很明显地表示出来了。5.2.3高温荷重变形温度的影响因素从图表中可见，各种耐火材料因其结构性能的不同，高温荷重变形温度曲线形状也不同。1#、4#、6#曲线为粘土质耐火材料和高铝质耐火材料，由于晶相与液相的比例差异，荷重软化开始温度不一致，但是液相量和液相粘度随温度升高的变化程度均较小，曲线较平缓。2#曲线为硅砖，由于鳞石英构成的结晶骨架坚强，材料中的液相量少且粘度大，当温度接近鳞石英的熔点时试样才开始变形，结晶骨架破坏，迅速坍塌。荷重软化开始温度与变形40%