耐火材料的热工性能理化指标,通常用来表示耐火材料使用性能的一些指标,如耐火度、荷重软化温度、抗渣性、热稳定性、高温体积稳定性等,都是在特定的实验条件下测定出来的,和实际使用情况有一定差异。
1.耐火度:
耐火材料抵抗高温而不变形的性能,称为耐火度。加热时,耐火材料中各种矿物组成之间会发生反应,并生成易熔的低熔点化合物而使之软化,故耐火度只是表明耐火材料软化到一定程度时的温度。
耐火度的测定:测定耐火度时,将耐火材料试样制成一个上底每边为2mm,下底每边为8mm,高30mm。截面呈等边三角形的三角锥体。把三角锥体试样和比较用的标准锥体放在一起加热。三角锥体在高温作用下软化而弯倒,当锥的顶点弯倒并触及底板(放置试锥用的)时,此时的温度(与标准锥比较)称为该材料的耐火度,三角锥体软倒情况如下图所示。
耐火砖厂家提醒您注意,耐火度并不能代表耐火材料的实际使用温度。因为在实际使用时,耐火材料承受一定的机械强度.故实际使用温度比测定的耐火度低。当耐火材料的使用温度达到耐火度时,已经产生了大量的液相,而且还有荷熏和炉渣的作用,所以耐火度不能作为使用温度来考虑,实际上仅作为耐火材料纯度的鉴定指标。
2.荷重软化温度:
耐火材料在常温下的耐压强度很高,但在高温下发生软化,耐压强度就显著降低,一般用荷重软化温度来评定耐火材料的高温结构强度。荷重软化温度就是耐火材料受压发生一定变形摄的温度。
测定方法:将待测耐火材料制成高为50mm,直径为36mm的圆柱体试样,在196KPa的荷重压力下,按照一定的升温速度加热,测出试样的开始变形温度(从最高点下降0.3mm)、压缩470(称为荷重软化点)及40%(变形终了或坍塌)的温度。
3.耐急冷急热性:
耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力,称为热稳定性或称为耐急冷急热性。耐火材料的热稳定性是一个非常重要的性质,因为在很多情况下,耐火材料处于温度急剧变化的工作条件下。
测定方法:热稳定性的测定方法很多,我国颁布的测定方法是将试样在850C下加热40min后,再置于流动的冷水(10~20℃)中冷却,并反复进行几次,直到其脱落部分的质量达到最初总质量的20%时为止,此时其经受的耐急冷急热次数就作为该材料的温度极度抵抗性指标。
耐火材料的抵抗温度急变性能,除和它本身的物理性质(如膨胀型、导热性、孔隙度等)有关外,还与制品的尺寸、形状有关。一般薄的、尺寸不大和形状简单的制品,比厚的、尺寸较大和形状复杂的制品有较好的耐急冷急热性。
4.抗渣性:
耐火材料在高温下抵扰炉渣侵蚀的能力,称为抗渣性。耐火材料受炉渣侵蚀的过程是很复杂的,因而使测定抗渣性的方法很难标准化。
影响材料抗渣性的主要因素有:
(1)炉渣化学性质。炉渣主要分酸性渣和碱性渣。含酸性较多的耐火材料,对酸性炉渣的抵抗能力强,对碱性炉渣的抵抗能力差;碱性耐火材料对碱性渣的抵抗能力强,对酸性渣的抵抗能力差。
(2)工作温度。温度为800~900℃时,炉渣对材料的侵蚀作用不大显著,但温度达到200~1400℃以上时,材料的抗渣性就大大降低。
(3)耐火材料的致密程度。提高耐火材料的致密度,降低它的气孔率是提高耐火材料抗渣性的主要措施,可以在制砖过程中选择合适的颗粒配比和较高的成型压力。
5.高温体积稳定性:
耐火材料在高温下长期使用时体积发生不可逆变化。有些体积膨胀,称残存膨胀。有些体积收缩,称残存收缩。这一变化严重时往往会引起炉子的开裂和倒塌。因此,使用耐火材料时,对这个性能必须十分注意。
镁砖在使用过程中常产生残存收缩,硅砖常产生膨胀现象。只有碳质制品的高温体积稳定性良好,如镁碳砖、碳化硅砖等。各种耐火材料的残存膨胀和残存收缩的允许值一般为0.5%~1.0%范围内。