抗热震耐火砖如何检测和提高产品性能？

 

耐火砖的抗热震性

耐火砖的抗热震性即耐火砖在温度急剧变化条件下抵抗损伤的能力。曾称热稳定性，热震稳定性，抗热冲击性，抗温度急变性，耐急冷急热性等，耐火砖在低温和中温下是脆性材料，缺乏延性,在热工设备使用中，耐火砖常常受到急剧的温度变化，导致损伤。抗热震性是耐火砖性质重要的使用性能之一。耐火砖的抗热震性，是其力学性能与热学性能在温度变化条件下的综合表现。耐火砖遭受的急剧温度变化，称为热震。耐火砖在热震中产生的新裂纹，以及新裂纹与原有裂纹扩展造成的开裂、剥落、断裂等状況，称为耐火砖的热震损伤。热震损伤是热应力作用的结果，耐火砖在温度变化时，变形受到抑制所产生的应力为热应力。耐火砖的重烧线变化如果在不同的多相在温度变化时，耐火砖的热膨胀如果受到温度梯度均匀作用时，以及相变时，都会产生热应力。热应力与耐火砖的弹性模量及弹性应变成正比，而耐火砖的弹性模量应变等于线膨胀系数和温度变化的乘积。

 

抗热震莫来石砖  产品性能实测与行业标准对照表
项目	单位	标准	实测值ZMS
Al2O3	％	≥70	73
Fe2O3	％	≤1.0	0.80
体积密度	g/cm³	≥2.55	2.65
显气孔率	％	≤20	19
常温耐压强度	Mpa	≥60	63
荷重软化开始温度（0.2MPa 0.6％）	℃	≥1650	1680
热震稳定性            （1100℃水冷）	次	≥30	＞30

 

 

抗热震耐火砖系列，是在高炉热风炉用抗热震低蠕变高铝砖系列产品的基础上进一步延伸、发展的。主要特点是：强调抗热震性而荷重软化温度仅是一般要求，这样在工业窑炉更有广泛使用价值，具有如下特点：

(1)开发系列热震稳定性的耐火砖有：

热震稳定性≥30次、≥50次、≥70次、≥100次、≥200次

(2)A12O3含量45％～75％(45％～55％、55％～65％、65％～75％)

(3)荷重软化温度(0.2MPa，0.6％)≥1450～1500℃(1550℃)

(1)根据对抗热震性基本认识，材料的热震稳定性与线膨胀系数、弹性模量成反比，而与热导率成正比。开发的系列抗热震耐火砖，在这些因素上进行改进，尤其是低的膨胀率矿物对抗热震的影响。

(2)用复合材料，用其界面的微裂纹来提高材料的抗热震性。

(3)抗热震高铝耐火砖：用三石改善材料的抗热震性。红柱石、硅线石的线膨胀率均较小，它在高温下相变为莫来石，所得到的新相莫来石线膨胀系数也小(20～100℃，5.3×10-6/℃)。很明显，转变前后的晶相，都对抗热震有利。红柱石的线膨胀率比硅线石小，因而应用红柱石对改善材料的抗热震更为良。另外，红柱石相变为莫来石能形成很多细微孔隙，有利于抗热震。蓝晶石及其熟料亦是很有益的矿物原料。

(4)用特种抗热震添加物。添加物的选择、加入量、加入方式等是十分重要的问题。对抗热震耐火砖系列产品的研发，特种抗热震添加物是核心所在。

抗热震耐火砖研发归纳有3个系列：

1)莫来石·低膨胀矿物系列；

2)三石-低膨胀矿物系列；

3)三石/莫来石-低膨胀矿物系列。

耐火砖抗热震测定方法(1)加热一冷却法。将一定尺寸的试样直接放人已经达到规定温度的炉内保温达到规定的时间后，迅速从炉中取出，在水等介质中或空气中淬冷。重复上述过程至达到规定的热震循环次数后，观察试样的损坏情况，或者测定热震前后抗折强度的保持率来判断材料抗热震性的好坏。(2)镶板法。镶板法是将耐火砖试样砌在炉壁或炉门上，让它在一面受热的情况下进行加热一冷却循环。我国现行标准中就是将耐火砖试样砌筑在试验炉炉门上，炉门关上后，试样的一端在炉内加热，达到规定的时间后，翻转炉门，将热的耐火砖端插人冷水中冷却。反复数次后，用受热端面积的破损率来衡量耐火砖的抗热震性。实际测定过程中需按有关标准中规定的程序进行测定。(3)长条法。将长条形试样放在支架上，在试样的加热面下有煤气烧嘴与吹风嘴。先用煤气加热试样到规定的时间后，再用吹风设备吹风冷却一段时间。按规定反复若干次后，测定试样热震前后抗折强度或弹性模量的保持率以衡量其抗热震性的好坏。与一般加热一冷却法相比较，二者都是采用长条形试样，所不同的是在长条法中是单面加热的，在加热与冷却过程中试样中存在一定的温度梯度。

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