耐火材料性能研究

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1、耐火材料性能研究摘要：随着科学技术的进步发展，我国耐火材料工业迅速发展，耐火材料产量已多年居世界第一，但耐火材料产业整体的技术水平和产品结构等方面与国际先进水平相比差距较大。面对国内高温工业技术的飞速发展和加入WTO后对我国耐火材料工业所形成的机遇和挑战，我国耐火材料工业也将不断地寻找出路向前发展。在高温工业的发展和技术进步的促进下，人们对耐火材料性能的认识将越来越深，要求越来越高，不断有新的性能项口来表达耐火材料的质量和耐用性。因此，要求测定耐火材料的性能项目会越来越多。关键词：耐火度热导率抗折强度耐濟性蠕变性一.耐火材料的定义耐火材料是指耐火度不低于1580C,有较好

2、的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低，的无机非金屈材料。它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种制品。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。二.耐火材料的分类耐火材料种类繁多，通常按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅94%以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复锻烧后体积不收缩，其至略有膨胀；但英易受碱性渣的侵蚀，抗热震性茅。硅砖主要用

3、于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30%〜46%的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。中性耐火材料以氧化铝、氧化銘或碳为主要成分。含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化珞为主耍成分的珞砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高,抗酸碱和盐的侵蚀，尤其是弱酸碱具有较好的抵抗能力，不受金属和熔渣的润湿,质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。碱性耐火材料

4、以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80%〜85%以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、冇色金屈冶炼设备以及一些高温设备上。一.耐火材料的性质1.耐火材料的热学性质和导电性1.1热膨胀GB/T7320标准冇两个定义：线膨胀率（室温至试验温度间试样长度的相对变化率，用%表示）、平均线膨胀率（室温至试验温度间温度每升高1°C试样长度的相对变化率，单位为10-6/C），常见耐火制品的平均热膨胀系数见表1。表1耐火制品的平均热膨胀率（20-2000°C）名称粘土砖莫来石砖莫来石刚玉砖刚玉砖半硅砖硅砖镁砖平均热

5、膨胀4.5-6.05.5-5.87.0-7.5&0-8.57.0-9.011.5-13.014.0-15.0系数（io'6/°c）GB/T7320标准的测定原理：以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度，测定随温度升高试样长度的变化值，计算出试样随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数，并绘制出膨胀曲线。1.2热导率导热系数的定义为：单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位徂1积传递的热量。测定导热系数原理为：根据傅立叶一维平板稳定导热过程的基木原理，测定稳态时单位时间一维温度场中热流纵向通过试样热面流至冷面后被流经中心量热器的水流吸收的热量。该热量同

6、试样的导热系数，冷热面温差，中心量热器吸热面面积成正比，同试样的厚度成反比。热导率的物理意义是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂宜面积的热量。热导率是表征耐火材料导热特性的一个物理指标，其数值等于热流密度除以负温度梯度。1・3热容任何物质受热时都升温，但质量相同的不同物质升温1°C所需的热量不同。通常用常压下加热1血物质使之升温1°C所需的热量（KJ）來表示，称为热容（也称比热容）。1.4导电性耐火材料（除炭质和右墨质制品外）在常温下是电的不良导体。随温度升高,电阻减小导电性增强。在1000°C以上时提高的特别显著，如加热至熔融状态时,则会呈现出很大的导电能力。1.耐

7、火材料的力学性质耐火材料的力学性质是指材料在不同温度下的强度、弹性和塑性性质。通常用检验耐压、抗折、耐磨性和高温荷软蠕变等指标来判断耐火材料的力学性质。2.1常温力学性质2.1.1常温耐压强度它是指常温下耐火材料在单位面积上所承受的最大压力，如超过此值，材料被破坏。如用A表示试样受压的总面积，以P表示压碎试样所需的极限压力，则冇：常温耐压强度=P/A（Pa）通常，耐火材料在使用过程中很少由于常温的静负荷而招致破损。但常温耐压强度主要是表明制品的烧结情况，以及与其组织结构相关的性质，测定方法简便，因此是判断制品质量的常用检验项目