Během používání žáruvzdorných materiálů se tyto snadno taví a měknou fyzikálními, chemickými, mechanickými a jinými vlivy při vysokých teplotách (obvykle 1000~1800 °C), nebo se erozí narušují, praskají a poškozují, což narušuje provoz. Kontaminovaný materiál. Proto je nutné, aby žáruvzdorný materiál měl vlastnosti, které se dokáží přizpůsobit různým provozním podmínkám. Následují 4 ukazatele, které určují výkon žáruvzdorných materiálů za vysokých teplot:
(1) Žáruvzdorné materiály
Žáruvzdornost se vztahuje k teplotě, při které materiál dosáhne specifického stupně změknutí působením vysoké teploty a charakterizuje vlastnosti materiálu při působení vysokých teplot. Žáruvzdornost je základem pro posouzení, zda lze materiál použít jako žáruvzdorný materiál. Mezinárodní organizace pro normalizaci stanoví, že anorganické nekovové materiály se žáruvzdorností nad 1500 °C jsou žáruvzdorné materiály. Liší se od bodu tání materiálu a je komplexním vyjádřením směsi vícefázových pevných látek složených z různých minerálů.
Nejzákladnějším faktorem, který určuje žáruvzdornost, je chemické minerální složení a distribuce materiálu. Různé nečistoty, zejména ty se silnými rozpouštědlovými účinky, mohou žáruvzdornost materiálu vážně snížit. Proto by měla být ve výrobním procesu zvážena vhodná opatření k zajištění a zlepšení čistoty surovin.
Žáruvzdornost není absolutní fyzikální veličina specifická pro danou látku, ale relativní technický ukazatel, kdy materiál dosáhne specifického stupně změknutí měřeného za specifických zkušebních podmínek. Zkušební materiál se zhotoví do komolého trojúhelníkového kužele (označovaného jako zkušební kužel) podle předepsané metody a standardní komolý trojúhelníkový kužel (označovaný jako standardní kužel) s pevnou teplotou ohybu při specifické rychlosti ohřevu. Ohřev a žáruvzdornost se stanoví porovnáním stupně ohybu zkušebního kužele se stupněm ohybu standardního kužele. Spodní část komolého trojúhelníkového kužele má na každé straně délku 8 mm, horní část 2 mm a výška je 30 mm. Během měření se v jehlanu může při vysoké teplotě objevit kapalná fáze. S rostoucí teplotou se množství kapalné fáze zvyšuje, viskozita kapalné fáze klesá a kužel měkne. Když změknutí dosáhne určité úrovně, kužel se v důsledku vlastní hmotnosti postupně ohýbá. Pokud se zkušební kužel a standardní kužel ohýbají současně, dokud se jejich vrchol nedotkne podvozku, pak se jako žáruvzdornost zkušebního kužele použije stanovená teplota ohybu standardního kužele.
Také známá jako bod měknutí žáruvzdorného materiálu pod zatížením nebo deformační teplota žáruvzdorného materiálu pod zatížením, udává odolnost žáruvzdorného materiálu vůči kombinovanému působení vysoké teploty a zatížení při konstantním zatížení nebo teplotní rozsah, ve kterém žáruvzdorný materiál vykazuje zjevnou plastickou deformaci. Maximální provozní teplotu žáruvzdorného materiálu lze odvodit z teploty měknutí pod zatížením. Teplota měknutí pod zatížením představuje strukturální pevnost žáruvzdorného materiálu za podobných podmínek použití a lze ji použít jako základ pro stanovení maximální provozní teploty žáruvzdorného materiálu.
Hlavním faktorem, který určuje teplotu měknutí pod zatížením, je chemické minerální složení materiálu, které také přímo souvisí s výrobním procesem materiálu. Teplota slinování materiálu má velký vliv na teplotu měknutí a deformace pod zatížením. Pokud se teplota slinování vhodně zvýší, zvýší se počáteční teplota deformace v důsledku snížení pórovitosti, růstu krystalů a dobrého spojení. Zlepšení čistoty surovin a snížení obsahu nízkotavných látek nebo rozpouštědel zvýší teplotu měknutí a deformace pod zatížením. Například oxid sodný v hliněných cihlách a oxid hlinitý v křemičitých cihlách jsou škodlivé oxidy.
(3) Objemová stabilita žáruvzdorných materiálů při vysokých teplotách
Při dlouhodobém působení vysoké teploty dochází v žáruvzdorném materiálu k objemové expanzi, která se nazývá zbytková expanze. Velikost zbytkové expanze (deformace) žáruvzdorného materiálu odráží kvalitu objemové stability za vysokých teplot. Čím menší je zbytková deformace, tím lepší je objemová stabilita; naopak, čím horší je objemová stabilita, tím snadněji dochází k deformaci nebo poškození zdiva.
Změna linie opětovného spalování se často používá k posouzení objemové stability materiálu za vysokých teplot, což je důležitý ukazatel pro hodnocení kvality materiálu.
Většina žáruvzdorných materiálů se působením vysoké teploty smršťuje. Během opětovného vypalování se většina žáruvzdorných materiálů smršťuje, hlavně proto, že kapalná fáze generovaná materiálem při vysoké teplotě vyplňuje póry, takže částice se dále stahují a natahují. V poslední době dochází k rekrystalizaci, která vede k dalšímu zhutňování materiálu. Existuje také několik materiálů, které se během opětovného vypalování roztahují. Například křemičité cihly se během používání roztahují v důsledku polykrystalické transformace. Je to proto, že nepřeměněný křemen křemičitých cihel se při vysoké teplotě dále transformuje na tridymit nebo čtverec. Křemen, který zvětšuje svůj objem, je v křemičitých cihlách nepřeměněn asi z 10 %. Aby se snížilo smršťování a roztahování materiálu při opětovném vypalování, je účinné vhodně zvýšit teplotu vypalování a prodloužit dobu výdrže, ale neměla by být příliš vysoká, jinak by to způsobilo vitrifikaci struktury materiálu a snížení stability vůči tepelnému šoku. V důsledku roztahování křemenných částic v materiálu během vypalování a používání, které kompenzuje smršťování jílu, je změna objemu polokřemičitých cihel malá a některé z nich se mírně roztahují.
(4) Stabilita proti tepelným šokům
Schopnost žáruvzdorných materiálů odolávat rychlým změnám teploty bez destrukce se nazývá stabilita vůči tepelnému šoku. Tato vlastnost je také známá jako odolnost vůči tepelnému šoku nebo tepelná odolnost.
Hlavním faktorem ovlivňujícím index tepelné stability materiálu jsou fyzikální vlastnosti materiálu, jako je tepelná roztažnost, tepelná vodivost atd. Obecně platí, že čím vyšší je lineární roztažnost materiálu, tím horší je tepelná stabilita; čím vyšší je tepelná vodivost materiálu, tím lepší je tepelná stabilita. Kromě toho mají na tepelnou stabilitu vliv mikrostruktura, složení částic a tvar žáruvzdorného materiálu.
Čas zveřejnění: 15. července 2022