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什么是耐火砖的抗热震性,如何提升?

发布时间:2022/1/14 17:32:25 点击率:

耐火砖的抗热震性即耐火砖在温度急剧变化条件下抵抗损伤的能力,可以添加几种矿物质来提升抗热震能力。



耐火砖的热震损伤可分为两类:瞬时速度破裂,称为热冲击破裂;另一种是在热冲击循环系统的作用下,先开裂脱落,然后破裂发霉,最后整体损伤,称为热震损伤。

耐火砖的抗热震性
耐火砖的耐热震性是耐火砖在温度快速变化条件下抵抗损伤的能力。曾称为热稳定性、热震稳定性、耐热冲击性、耐温急变性、耐冷热性等。耐火砖是低温和中温下的脆性材料,缺乏延展性。在热工设备的使用中,耐火砖经常遭受快速的温度变化,导致损坏。耐热震性是耐火砖性能的重要使用性能之一。耐火砖的耐热震性是其力学性能和热学性能在温度变化条件下的综合性能。耐火砖遭受的快速温度变化称为热震。
耐火砖在热震中产生的新裂纹,以及新裂纹与原裂纹扩展引起的开裂、剥落和断裂,称为耐火砖的热震损伤。热震损伤是热应力的结果。当耐火砖温度变化时,抑制变形产生的应力是热应力。如果耐火砖的重烧线在不同多相温度变化时发生变化,耐火砖的热膨胀在温度梯度均匀作用和相变时会产生热应力。热应力与耐火砖的弹性模量和弹性应成正比,而耐火砖的弹性模量应变等于线膨胀系数和温度变化的乘积。

蓝晶石矿物原料(能提高产品的抗热性能,耐急冷热)
配备耐火保温材料工艺品的基本混合物,并添加植物种子、化纤和合成纤维。混合匀称后,获得成型前的混合物,加入混合剂或混合胶,放入磨具中成型。风干后,只能通过高温烧制获得耐火保温材料工艺品。

如何提高铝砖的抗热震性?
以一级矾土熟料和电熔白刚玉粉为原料,加入适量膨胀剂,经成型和800℃热处理,可制成热震稳定性好的高铝砖。一级矾土熟料的化学成分为(%):Al2O383.50、SiO29.39、Fe2O31.29、K2O+Na2O0.86。Al2O3含量为95.36%。泥粒配比:一级矾土熟料15~35%,一级矾土细粉20~40%,电熔白刚玉粉5~10%,红柱石和硅线石复合膨胀剂6~15%,化学结合剂6~10%。
混合练习是在混合练习机中进行的。首先在粗粒中加入50%的化学结合剂,混合3~5min,然后加入细粉、复合膨胀剂和其他化学结合剂。泥浆粒度如下:5~3mm18.4%,3~1mm26.7%,1~0.5mm3.5%,0.5~0.1mm8.2%,0.1mm43.2%,水分3%,困料2h以上。
砖坯在300t摩擦压砖机上成型,体积密度大于2.85g/cm3。砖坯在160℃干燥后,在倒焰窑800℃下进行热处理。
这种高铝砖的理化指标如下:Al2O377.01%,SiO213.71%,显气孔率20.4%,荷载软化温度1530℃,常温耐压强度,1500℃2h重烧线变化率+3.7%。热震稳定性(1100℃,水冷)大于10次。该砖用于5t电炉顶部,无剥落和脱落。

提高耐火砖热震稳定性的方法是什么?
此外,三石的目的是利用其在高温下的相变转换来改善工艺品的组织结构和显微结构,并利用复相改性材料和微裂纹增韧原理来改善高铝砖的蠕变特性和热震特性。其功效分析给出:
1.由于三石在高温下产生莫来石化反应,体积飙升,其晶体在所有颗粒上进行。在制砖烧制的整个过程中,三石的交点转换在其颗粒周围造成了许多细微的裂缝,微裂缝的存在提高了原材料热层的可靠性。观察1300℃风冷56次后的试件,只有细微的蜂窝纹,几个试件都没有掉块,足以显示三石的功效。
2.三石不可逆转化为莫来石,提高了工艺品有利的矿物质含水量,改善了工艺品的组织结构。相变后产生的莫来石晶体平行于原晶体表面,保持了原有的排序方法。在高温载荷下,可合理抑制产品界滑动,有利于提高工艺品的蠕变特性。
3.在煅烧的整个过程中,一些石已经转化。在高温作用下,未转化的三石可持续多次反映莫来石化,导致持续飙升,可以补偿高温载荷下的减少,全面提高工艺品的蠕变特性。

提高镁铬耐火材料热震稳定性的方法。
由于转炉的间歇运行特性,对镁铬耐火材料的热震稳定性提出了严格的要求。为了提高耐火材料的耐热震性,可以通过防止裂纹扩展、消耗裂纹扩展功率、增加材料断裂表面能量、增加塑性、降低线膨胀系数、增加导热率来实现。
(1)适当的孔隙率。表面裂纹不会立即造成断裂,严重的是内部热应力造成的剥落和断裂。当孔隙率适当增加时,在热冲击作用下,产品内部裂纹长度缩短,数量增加,裂纹相互交错,形成网状。因此,产品断裂所需的断裂可以增加,可以有效提高产品的热震稳定性。耐火产品的最佳孔隙率通常控制在13%20%。
(2)控制原材料的颗粒级配,选择低膨胀、高导热的原材料。为了获得镁铬耐火材料,具有良好的热震稳定性,需要增加临界颗粒的大小,降低铬矿颗粒中的细粉含量。采用线膨胀系数小的原料,以及Cu2O等导热系数高的原料。
(3)增加细裂纹,形成网状结构。利用耐火产品颗粒与基质线膨胀系数不一致的特点和相变的体积效应,在产品中产生细裂纹,对抵御产品灾难性破坏(热剥落或断裂)具有显著作用。试验证明,在镁铬耐火材料中添加最多或最多的Zr02可以显著提高镁铬材料的热震稳定性。与样品切口相比,加入Zro2的样品内部有大量细裂纹。正是由于这些细裂纹的存在,它们吸收了裂纹扩展的能量,从而提高了样品的热震稳定性,但添加量不应超过5%。

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