Durant l'ús de materials refractaris, es fonen i s'estovenen fàcilment per efectes físics, químics, mecànics i altres a altes temperatures (generalment 1000~1800 °C), o s'erosionen per erosió, o s'esquerden i es fan malbé, cosa que interromp el funcionament. Material contaminat. Per tant, cal que el material refractari tingui propietats que es puguin adaptar a diverses condicions de funcionament. Els següents són 4 indicadors que determinen el rendiment a altes temperatures dels materials refractaris:
(1) Refractari
La refractarietat es refereix a la temperatura a la qual un material arriba a un grau específic de reblaniment sota l'acció d'una temperatura elevada i caracteritza el rendiment del material contra l'acció d'alta temperatura. La refractarietat és la base per jutjar si un material es pot utilitzar com a refractari. L'Organització Internacional per a l'Estandardització estipula que els materials inorgànics no metàl·lics amb una refractarietat superior a 1500 ℃ són materials refractaris. És diferent del punt de fusió del material i és l'expressió completa de la barreja de sòlids multifase compostos per diversos minerals.
El factor més fonamental que determina la refractarietat és la composició i distribució química mineral del material. Diversos components d'impureses, especialment aquells amb forts efectes de dissolvent, reduiran seriosament la refractarietat del material. Per tant, s'han de considerar mesures adequades en el procés de producció per garantir i millorar la puresa de les matèries primeres.
La refractarietat no és una quantitat física absoluta específica d'una substància, sinó un indicador tècnic relatiu quan un material arriba a un grau d'estovament específic mesurat en condicions de prova específiques. El material de prova es converteix en un con triangular truncat (anomenat con de prova) segons el mètode prescrit, i un con triangular truncat estàndard (anomenat con estàndard) amb una temperatura de flexió fixa a una velocitat d'escalfament específica. L'escalfament i la refractarietat es determinen comparant el grau de flexió del con de prova amb el grau de flexió del con estàndard. La part inferior inferior del con triangular truncat fa 8 mm de llarg a cada costat, la part inferior superior fa 2 mm a cada costat i l'alçada és de 30 mm. Durant la mesura, pot aparèixer una fase líquida a la piràmide a alta temperatura. A mesura que augmenta la temperatura, augmenta la quantitat de fase líquida, la viscositat de la fase líquida disminueix i el con s'estova. Quan l'estovament arriba a un cert nivell, el con es doblega gradualment a causa del seu propi pes. Quan el con de prova i el con estàndard es dobleguen alhora fins que el seu vèrtex entra en contacte amb el xassís, la temperatura de flexió determinada del con estàndard prevaldrà com a refractarietat del con de prova.
També conegut com a punt de reblaniment del refractari sota càrrega o temperatura de deformació del refractari sota càrrega, indica la resistència del refractari a l'acció combinada d'alta temperatura i càrrega sota càrrega constant o el rang de temperatura en què el refractari presenta una deformació plàstica evident. La temperatura màxima de servei del refractari es pot inferir a partir de la temperatura de reblaniment sota càrrega. La temperatura de reblaniment sota càrrega representa la resistència estructural del refractari en condicions d'ús similars i es pot utilitzar com a base per determinar la temperatura màxima de servei del refractari.
El factor principal que determina la temperatura de reblaniment sota càrrega és la composició química mineral del material, que també està directament relacionada amb el procés de producció del material. La temperatura de sinterització del material té una gran influència en la temperatura de deformació del reblaniment sota càrrega. Si la temperatura de sinterització s'augmenta adequadament, la temperatura de deformació inicial augmentarà a causa de la disminució de la porositat, el creixement de cristalls i la bona unió. Millorar la puresa de les matèries primeres i reduir el contingut de baix punt de fusió o dissolvent augmentarà la temperatura de deformació del reblaniment sota càrrega. Per exemple, l'òxid de sodi en els maons d'argila i l'alúmina en els maons de sílice són òxids nocius.
(3) Estabilitat volumètrica a alta temperatura dels materials refractaris
Sota l'acció d'una temperatura elevada durant un període prolongat, el material refractari produeix una expansió de volum, que s'anomena expansió residual. La mida de l'expansió residual (deformació) del material refractari reflecteix la qualitat de l'estabilitat del volum a alta temperatura. Com més petita sigui la deformació residual, millor serà l'estabilitat del volum; al contrari, com pitjor sigui l'estabilitat del volum, més fàcil serà causar deformacions o danys a la maçoneria.
El canvi de la línia de recomposició s'utilitza sovint per jutjar l'estabilitat del volum a alta temperatura del material, que és un indicador important per avaluar la qualitat del material.
La majoria dels materials refractaris es contrauen sota l'acció de l'alta temperatura. Durant la recuit, la majoria dels materials refractaris es contrauen, principalment perquè la fase líquida generada pel material a alta temperatura omplirà els porus, de manera que les partícules s'estrenyen i s'estiren encara més. Més recentment, es va produir una recristal·lització, cosa que va provocar una major densificació del material. També hi ha alguns materials que s'expandeixen durant la recuit. Per exemple, el maó de sílice s'expandeix a causa de la transformació policristal·lina durant l'ús. Això es deu al fet que el quars no convertit del maó de sílice continuarà transformant-se en tridimita o quadrat a alta temperatura. El quars, que s'expandeix en volum, és aproximadament un 10% no convertit en els maons de sílice. Per reduir la contracció i l'expansió del material durant la recuit, és eficaç augmentar adequadament la temperatura de cocció i allargar el temps de retenció, però no ha de ser massa alta, ja que en cas contrari provocarà la vitrificació de l'estructura del material i reduirà l'estabilitat al xoc tèrmic. A causa de l'expansió de les partícules de quars del material durant la cocció i l'ús, que compensa la contracció de l'argila, el canvi de volum dels maons de semiselica és petit i alguns d'ells estan lleugerament expandits.
(4) Estabilitat al xoc tèrmic
La capacitat dels refractaris per resistir canvis ràpids de temperatura sense destruir-se s'anomena estabilitat al xoc tèrmic. Aquesta propietat també es coneix com a resistència al xoc tèrmic o resistència al xoc tèrmic.
El principal factor que afecta l'índex d'estabilitat al xoc tèrmic del material són les propietats físiques del material, com ara l'expansió tèrmica, la conductivitat tèrmica, etc. En general, com més alta sigui la taxa d'expansió lineal del material, pitjor serà l'estabilitat al xoc tèrmic; com més alta sigui la conductivitat tèrmica del material, millor serà l'estabilitat al xoc tèrmic. A més, la microestructura, la composició de les partícules i la forma del material refractari tenen un impacte en l'estabilitat al xoc tèrmic.
Data de publicació: 15 de juliol de 2022