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31耐材定义及性质ppt

更新时间:2023-05-10 17:56:25 作者:火狐网登录网址 来源:火狐官方网站

  各种耐火材料的荷重变形曲线-半硅砖 (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。 (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。 (5)抗渣性 抗渣性指耐火材料在高温下抵抗炉渣侵蚀和冲刷作用的能力。 熔渣侵蚀是材料在使用中最常见的一种损坏形式。 约有50%损坏是由熔渣侵蚀引起。 不同耐火材料间的相互反应温度/℃ 硅砖 无 石英砖 无 无 白泡石 1300 1300 1300 粘土砖 1300 1400 1300 1400 高铝砖 1300 1450 1300 1400 无 刚玉砖 1400 1450 1400 1300 无 无 锆刚玉砖 800 800 800 900 1400 1500 1400 镁砖 无 无 无 无 无 无 无 1000 锆英石砖 (6) 高温玻璃相渗出温度 电熔耐火材料在高温下损毁的指标之一。电熔材料玻璃相在一定条件和一定温度范围内熔融。从某一温度开始玻璃相会渗出试样,显微镜观察到试样表面的玻璃液滴,以液滴出现时的温度定为玻璃相开始渗出温度。 (7) 耐玻璃侵蚀性 是高温下抵抗玻璃料粉、玻璃液及碱、硼蒸气等侵蚀的性能。 以试样被侵入深度和侵蚀后矿相的变化来表示。 坩埚法是将耐火材料制成小坩埚或在砖块上凿孔,装入玻璃料粉后在炉中加热一定时间,冷却后取出观察侵蚀情况,也可以剖开断面观察侵入深度和面积。 浸渍法是将棒状耐火材料试样插入玻璃料液内,试样静置或转动,在一定温度下加热一段时间,然后取出观察被侵蚀情况或测量浸渍后的试样尺寸变化(如宽度或直径)。 浸渍法 坩埚法 3.1 耐火材料定义及性质 3.2 耐火材料种类和特性 3.3 玻璃熔窑各部位耐火材料的使用 3 玻璃熔窑用耐火材料 3.1耐火材料定义及性质 3.1.1 定义 耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 用做高温窑炉的结构材料,工业用高温容器和部件的材料。 大部分以天然矿石(如耐火黏土、硅石、菱镁矿、白云石等)为原料制成。也有些采用工业原料和人工合成原料(如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石的)。 玻璃窑用部分耐火材料 隧道窑:陶瓷、耐火材料等工业上应用较多的现代化窑,连续生产的热工设备。 玻璃熔窑:熔化玻璃的热工设备。分玻璃池窑和坩埚窑。 玻璃池窑 坩埚窑 玻璃池窑 3.1.2 耐火材料的性质 3.1.2.1 耐火材料的结构性能 3.1.2.2 耐火材料的热学性能 3.1.2.3 耐火材料的力学性能 3.1.2.4 耐火材料的使用性能 3.1.2.2 耐火材料的结构性能 (1)气孔率 气孔率可占制品总容积的0~90%。 气孔分开口气孔和闭口气孔。 开口气孔又分为毛细孔、非毛细孔和封闭的毛细孔。 毛细孔分为透气的和不透气的,孔径大于5微米的透气孔,称为贯通的气孔。 图2-2 制品中的气孔形状 1—封闭气孔;2-开口气孔;3—贯通气孔 图2-3 耐火材料性质和气孔率的关系 1-抗热震性; 2-线)吸水率 吸水率是耐火制品全部开口气孔所吸收的水的质量与干燥试样的质量百分比。 耐火原料生产中习惯上用吸水率来鉴定熟料的煅烧质量,原料煅烧得越好,吸水率数值越低,一般应小于5%。 (3)体积密度 体积密度是耐火制品的质量与其体积(包括气体)的比值。 它表征耐火材料的致密程度,是所有耐火原料和耐火制品质量标准中的基本指标之一。 体积密度高的制品,其气孔率小,强度、高温荷重软化温度等一系列性能好。 (4)真密度 真密度是耐火制品的质量与其真体积(不包括气孔体积)之比。在耐火材料中,硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要技术指标。SiO2组成的各种不同矿物的真密度不同,鳞石英的真密度最小,方石英次之,石英最大。 (5) 气孔孔径分布 气孔孔径分布是耐火制品中各种孔径的气孔所占气孔总体积的百分率。 在气孔率相同时,孔径大的制品的强度低。熔铸或隔热耐火制品气孔孔径可大于1mm,称为缩孔或大气孔;致密耐火制品的气孔主要为毛细孔,孔径多为1~30μm;气孔微细化的铝碳制品和致密高铝砖的平均孔径小于1~2μm。 电熔锆刚玉砖横断面 (箭头所指为大的缩孔) 3.1.2.3 耐火材料的热学性能 (1) 比热容 比热容是指1kg耐火材料温度升高1℃所吸收的热量。数值用于窑炉设计热工计算。蓄热室格子砖采用高比热容的致密材料,以增加蓄热量和放热量,提高换热效率。 (2)热膨胀性 热膨胀性指材料的线度和体积随温度升降发生可逆性增减的性能。常以线膨胀系数或体积膨胀系数表示。 各种耐火材料的平均线膨胀系数 各种耐火 砖的热膨胀曲线-粘土砖;6-高铝砖;7-黏土砖 (3)导热性 导热性表示耐火制品导热能力的大小,常以其导热系数表示。为了减少炉体的热损失,一般来说,要选用导热性小的耐火材料。但是对于余热回收来说,又要选择导热性大的材料。 常见耐火材料的导热系数 1-碳化硅砖;2-镁砖;3-碳化硅砖(含SiC70%);4-刚玉砖;5-碳化硅砖(SiC50%);6-烧结白云石砖;7-氧化锆砖;8-铬镁砖;9-刚玉砖(含α-Al2O390%);10-硅线-粘土砖 3.1.2.4 耐火材料的力学性能 (1)耐压强度 耐压强度是耐火材料在一定温度下单位面积上所能承受的极限载荷。衡量耐火材料质量的重要性能之一。常温耐压强度是指制品在室温下测得的数值。 (2)抗折强度 耐火材料抗折强度是指试样单位面积承受弯矩时的极限折断应力,又称抗弯强度。 耐火材料抗折强度分为常温抗折强度和高温抗折强度。 (3)粘结强度 粘结强度是指两种材料粘结在一起时,单位界面之间的粘结力。耐火材料粘结强度主要是表征不定形耐火材料在使用条件下的强度指标。要有一定的粘结能力,以有效地粘结于施工基体。 (4)高温蠕变性 耐火材料高温蠕变性是指制品在高温下受应力作用随着时间变化而发生的等温形变。分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。常用高温压缩蠕变。 3.1.2.5 耐火材料的使用性能 (1)耐火度 耐火度是指耐火材料在高温下抵抗熔化的能力。基本指标,可粗略识别耐火材料质量。耐火材料的实际使用温度总要比材料的耐火度低,作为选材参考。 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 一些耐火原料及制品的耐火度 名称 耐火度范围/℃ 名称 耐火度范围/℃ 结晶硅石 1730~1770 硅砖 1690~1730 高铝砖 1770~2000 粘土砖 1610~1750 镁砖 >2000 硬质粘土 1750~1770 白云石砖 >2000 (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/℃ 耐火砖种类 0.6%变形温度(TH) 4%变形温度 40%变形温度(TK) TK-TH 硅砖(耐火度1730℃) 1650 1670 20 刚玉砖(Al2O390%) 1870 1900 莫来石砖(Al2O370%) 1600 1660 1800 200 镁砖(耐火度约2000℃) 1550 1580 30 一级粘土砖(Al2O340%, 耐火度1730℃) 1400 1470 1600 200 三级粘土砖 1250 1320 1500 250

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