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《定形耐火材料的高温耐磨性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年10月耐火材料第43卷第5期NAIHUOCAILIAO331～334定形耐火材料的高温耐磨性研究1)1,2)1)2)王晓利彭西高石干孙加林1)中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司河南省特种耐火材料重点实验室河南洛阳4710392)北京科技大学材料科学与工程学院北京100083摘要用高温耐磨试验装置研究了高铝砖、刚玉砖、氮化硅结合碳化硅砖和黏土结合碳化硅砖4种定形制品在高温下的耐磨性。结果表明:耐火制品的磨损量随温度的变化曲线可分为两种类型,非氧化物材料(氮化硅结合碳化硅砖)的磨损量-温度曲线接近水平直线,即在整个试验温度区域中(25～1400℃)磨损量几乎没有变化;氧
2、化物(或氧化物结合)耐火制品(高铝砖、刚玉砖和黏土结合碳化硅砖)在一定温度范围内磨损量变化不大,温度达到某值以上,磨损量大幅度降低,此温度对应为该种材料开始塑性变形温度。高铝砖、刚玉砖、黏土结合碳化硅砖磨损量开始明显下降的温度点分别为800、1000和600℃。影响不同材质耐火砖的高温耐磨性的因素有物相组成、玻璃相性质以及工艺因素等。关键词定形耐火制品,耐磨性,高温,冲蚀磨损冲蚀磨损是工业生产设备常见的一种磨损形表1不同材质定形制品的化学组成和物理性能[1]Table1Chemicalcompositionsandphysicalpropertiesof式,高温条件下固体粒子
3、的冲蚀磨损是造成工业窑shapedproducts炉衬体材料损坏的一个重要因素。随着耐磨耐火材氮化硅结合黏土结合试样种类高铝砖刚玉砖碳化硅砖碳化硅砖料在循环流化床锅炉、垃圾焚烧炉等领域的广泛应Al2O377.9299.17--用,要求其具有较高的抗冲蚀磨损性能。近年来,国w/%SiC--74.6080.15内外众多学者对耐火材料的磨损研究做了大量工作,体积密度/(g·cm-3)2.593.182.682.57[2-3]但是大多是常温下的磨损研究。然而,常温条件显气孔率/%22191317下测试的耐磨性并不能反映耐火材料在高温条件下常温抗折强度/MPa15184233常温耐压强
4、度/MPa9590144157的耐磨性,相同的耐火材料在常温下和高温下的矿物荷重软化开始温度/℃1503>1700>17001498相性质是不同的,尤其是材料的结合相,并由此影响耐火材料的高温耐磨性。对于中、高温条件下耐火材1.2试验设备和方法料磨损研究的报道较少,仅有几篇关于高铝-碳化硅试验用高温耐磨试验机是采用GB/T18301《常质、高铝质等水泥结合浇注料的高温耐磨性研温耐磨性试验方法》的测试原理,由洛阳谱瑞慷达公[4-5]究。司生产的高温耐磨试验机,它采用密闭的双仓结构,本工作选择高铝砖、刚玉砖、氮化硅结合碳化硅避免冷高压空气进入样品仓,从而减少了样品仓的热砖和黏土结
5、合碳化硅砖4种循环流化床锅炉、垃圾焚量流失,保持了样品仓温度的稳定。在高压空气喷吹烧炉常用的定形耐火制品作为研究对象,探索不同材过程中,试样表面的温度变化稳定在20℃以内。样3质定形耐火制品的高温耐磨特征。品室通过硅碳棒发热体加热至试验温度,并在试验温度保温30min;磨损介质采用标准碳化硅砂(36#)。1试验磨损量A采用体积变化计算方法,其具体方法按1.1试样制备GB/T18301《常温耐磨性试验方法》进行。采用的样品为高铝砖、刚玉砖、氮化硅结合碳化硅砖和黏土结合碳化硅砖4种定形耐火制品,将其切割成3王晓利:女,1982年生,硕士研究生。100mm×100mm×30mm的试
6、样。4种定形制E2mail:gedx.wxl@163.com品的理化性能指标见表1。收稿日期:2009-01-08编辑:卜相娟2009/5耐火材料/REFRACTORIES331耐火材料/NAIHUOCAILIAO2009年第43卷2结果与讨论物,在高温状态下仍保持较高的键合能力,材料不含2.1温度对耐火制品高温耐磨性的影响低熔点物相,在试验温度范围内,氮化硅结合碳化硅图1为4种耐火制品磨损量与试验温度的关系砖仍处于弹性温度范围,所以磨损量随温度的升高几曲线。从图1中可以看出:高铝砖、刚玉砖和黏土结乎没有变化。在1000℃以上,砖的磨损量稍有降合碳化硅砖3种氧化物(或氧化物结
7、合)耐火材料的低,是氧化气氛下试样表面被氧化生成氧化硅薄膜造高温磨损量曲线有一个共同特征:在一定温度范围成增重对磨损量计算产生影响的结果。内,磨损量变化不大;但温度超过某值,磨损量大幅度2.2材质对耐火制品高温耐磨性的影响降低。其原因可能为,随温度的升高,耐火制品内部图2为4种耐火制品在1000和1200℃时磨损结构会发生由弹性到塑性的转变:材料处于弹性温度量的比较。从图2中可以看出:段时,随温度的升高,材料组织结构无变化,因此磨损(1)1000℃时,两种碳化硅砖磨损量较低,耐磨性量的变化也不大;材料处
