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    譽能窯爐工程(昌樂)有限公司

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    耐火材料熱震穩定性與熱應力

    时间:2023-02-17     作者:譽能窯爐(工程)有限公司【原创】   阅读

      耐火材料的高溫體積穩定性是指材料的形狀和體積在長期高溫使用期間保持穩定,是評價產品質量的一個重要指標。

      在燒成過程中,耐火材料的物理化學變化一般不會在燒成溫度下達到平衡狀態。產品長時間使用,在高溫下會繼續發生一些物理化學反應;另外,由于各種原因,燒結不充分的產品在耐火材料燒成過程中會進一步燒結。這方面也會導致產品體積和尺寸發生不可逆的變化,即殘余膨脹或收縮,也稱重燃膨脹或收縮。重燒體積的變化表明產品的高溫體積穩定性。

      耐火制品的高溫體積穩定性指標對其使用具有指導意義。對于再燃膨脹或收縮率高的產品,在高溫下使用過程中體積和尺寸的變化可能導致產品脫落或應力損傷,甚至可能導致耐火磚松動和介質侵入建筑體內部,結果是建筑體損傷。這一點尤其重要,因為成型耐火磚和未燒磚在使用前不需要燒制。為了提高成型產品的高溫體積穩定性,可適當提高燒結溫度和保溫時間,使物理化學反應和燒結得以充分進行。


    耐火材料熱震穩定性與熱應力


      在使用過程中,耐火材料經常受到環境溫度的快速變化,導致產品開裂、剝落甚至坍塌。這種損壞限制了窯爐的升溫和降溫速度,限制了窯爐的強化運行,也是產品和窯爐加速損壞的主要原因之一。

      若某種活動材料具有抗溫急變而不破壞的能力,則稱為熱震穩定性高(或抗熱震性好);否則我們稱為熱震穩定性低(或耐熱震性差)。比如莫來石、堇青石耐火設計材料在溫度發生急變時不易出現斷裂產生剝落,是熱震穩定性高(或耐熱震性好)的材料;硅磚和鎂磚在溫度急變下可以容易導致斷裂進行剝落,是熱震穩定性低(或耐熱震性差)的材料。

      對于鋼包、轉爐爐襯、陶瓷隧道窯車、窯具等,工作溫度變化劇烈,應選用熱震穩定性高的材料。

      在沒有外部應力影響的情況下,耐火材料因溫度突變而產生裂紋或斷裂,這是由于熱膨脹導致內應力局部或全部超過材料強度的必然結果。熱應力不只是由機械約束引起的,在平均材料中也是如此,當溫度梯度與非平均材料的熱膨脹系數存在差異時,甚至單相多晶中熱膨脹系數的各向異性也是熱應力產生的根本原因。


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