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耐火材料抗热震性的分析

时间:2018-07-16     作者:凯瑞得窑炉【原创】   阅读

 

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    抗热震性是指耐火材料抵抗温度急剧变化而导致损伤的能力。曾称热震稳定性、抗热冲击性、抗温度急变性、耐急冷急热性等。耐火材料的抗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表现。

    耐火材料在使用过程中,经常会受到环境温度的急剧变化的作用。凯瑞得窑炉认为如钢包在盛钢、浇注与停浇过程中,转炉、电炉等炼钢时的加料、冶炼、出钢或停炉中炉温变化,其他间歇式高温窑炉或容器在间歇过程中,由于温度急剧变化,导致炉衬耐火材料产生裂纹、剥落至溃坏。此种破坏作用限制了制品和窑炉的加热和冷却速度,限制了窑炉操作的强化,是窑炉耐火材料损坏的主要原因之一。

    影响耐火材料抗热震性的因素是非常复杂的。根据材料抗热震断裂和抗热震损伤的有关理论,材料的力学性能和热学性能,如强度、断裂能、弹性模量、线膨胀系数、热导率等是影响其抗热震性的主要因素。

    一般来说,耐火材料的线膨胀系数小,抗热震性就越好;材料的热导率(或热扩散率)高,抗热震性就越好。但对于强度、断裂能、弹性模量对抗热震性的影响,则与材料原来是否已存在微裂纹和裂纹的扩展等有关。此外,耐火材料的颗粒组成、致密度、气孔是否微细化、气孔的分布、制品形状等均对其抗热震性有影响。

     材料内存在一定数量的微裂纹和气孔,有利于其抗热震性;制品的尺寸大、并且结构复杂,会导致其内部严重的温度分布不均和应力集中,降低抗热震性。

     基于以上对抗热震性影响因素的分析,改善材料的抗热震性可采取以下工艺措施

  •       原料及外加剂选择尽量选用线膨胀系数低、热导率高的原料,在不影响材料其他性能的情况下,加人线膨胀系数低、热导率高的外加剂。

  •       材料微观结构优化如在材料中引人第二相或第二种材料(氧化锆),利用其相变产生微裂纹达到增韧的目的。

  •       在满足使用条件的情况下,尽量制造尺寸小、形状简单的制品。

     对不同种类的耐火材料,抗热震性的检测方法也不同,主要包括水急冷法和空气急冷法。


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