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高炉热风炉用抗热震低蠕变耐火砖​技术构思

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2018-01-18

  —、抗蠕变性

  详见第十四章第二节。核心问题,要从显微结构入手,一方面产品以结晶效应为主导,控制基质莫来石化效应,并严格控制原料中杂质含量,减弱玻璃效应的影响。这样来提高产品的抗蠕变性。

  二、抗热震性

  在第十一章第五节中指出,材料热稳定性系数R有如下表述:

  式中,α,E——分别为材料的膨胀系数、弹性模量,它与R成反比关系;

  σ,λ——分别为材料的抗张强度、热导率,它与成正比关系;

  cp——材料的等压热容;

  p——材料的密度。

  根据以上抗热震与其他因素的关系,在耐火砖的制作中,尤其要注意以下问题:

  (1) 低的膨胀系数矿物,如莫来石α=5.3 X 10-6/℃;

  (2) 复相材料产生微裂纹,如刚玉(α=8X 10-6/℃)与莫来石复合;

  (3) 在高温下矿物因相变产生微小裂隙,如红柱石;

  (4) 因温度的变化产生同质多象变体,如氧化锆ZrO2,由单斜—四方型正向转化始于1170℃,材料收缩;反向转化开始于1000~850℃,材料膨胀;

  (5) 高温下化学反应形成低膨胀矿物,用作抗热震添加物;

  (6) 晶体形态,选择具有二维空间的矿物,如板状刚玉。

  开发的系列产品,在指标上同时具有高抗热震、低蠕变率以及低杂质等三大特点。为此,需要辩证综合考虑问题,如膨胀系数小于2X10-6/℃ (常温至1000℃)的矿物原料,有石英玻璃、锂辉石、β-锂霞石、堇青石、磷酸锆、钛酸铝等。在这些矿物原料中,石英玻璃在1200℃长期使用或反复使用会出现失透现象(析出方石英),出现异常膨胀,使用温度低;锂辉石,熔点1430℃;堇青石,1460℃分解;β-锂霞石熔点约1000℃;钛酸铝熔点1860℃±10℃。所以根据其溶点、性价比、来源等选择矿物原料,以便达到制品的技术指标。如选择莫来石与刚玉矿物,理由:膨胀系数α分别是5.3X10-6/℃、8X10-6/℃,其界面产生微裂纹,缓解热应力,有利于抗热震;再者莫来石的膨胀率也较小,熔点较高,分别为1870℃、2050℃,共熔温度也高,为1860℃。因而对材料抗热震、抗蠕变都有利。在原料的选择上,要兼顾高荷重软化温度、低膨胀率等方面。

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