Semasa penggunaan bahan refraktori, ia mudah dicairkan dan dilembutkan oleh kesan fizikal, kimia, mekanikal dan lain-lain pada suhu tinggi (biasanya 1000~1800 °C), atau terhakis oleh hakisan, atau retak dan rosak, yang mengganggu operasi. Bahan tercemar. Oleh itu, bahan refraktori mesti mempunyai sifat yang boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai keadaan operasi. Berikut adalah 4 petunjuk yang menentukan prestasi suhu tinggi bahan refraktori:
(1) Refraktori
Ketahanan api merujuk kepada suhu di mana sesuatu bahan mencapai tahap kelembutan tertentu di bawah tindakan suhu tinggi, dan mencirikan prestasi bahan tersebut terhadap tindakan suhu tinggi. Ketahanan api adalah asas untuk menilai sama ada sesuatu bahan boleh digunakan sebagai refraktori. Organisasi Antarabangsa untuk Standardisasi menetapkan bahawa bahan bukan logam bukan organik dengan ketahanan api melebihi 1500 ℃ adalah bahan refraktori. Ia berbeza daripada takat lebur bahan dan merupakan ungkapan komprehensif campuran pepejal berbilang fasa yang terdiri daripada pelbagai mineral.
Faktor paling asas yang menentukan sifat refraktori ialah komposisi dan taburan mineral kimia bahan tersebut. Pelbagai komponen bendasing, terutamanya yang mempunyai kesan pelarut yang kuat, akan mengurangkan sifat refraktori bahan tersebut dengan serius. Oleh itu, langkah-langkah yang sewajarnya harus dipertimbangkan dalam proses pengeluaran untuk memastikan dan meningkatkan ketulenan bahan mentah.
Ketahanan api bukanlah kuantiti fizikal mutlak yang khusus untuk sesuatu bahan, tetapi penunjuk teknikal relatif apabila sesuatu bahan mencapai tahap kelembutan tertentu yang diukur di bawah keadaan ujian tertentu. Bahan ujian dibuat menjadi kon segi tiga terpotong (dirujuk sebagai kon ujian) mengikut kaedah yang ditetapkan, dan kon segi tiga terpotong piawai (dirujuk sebagai kon piawai) dengan suhu lenturan tetap pada kadar pemanasan tertentu. Pemanasan, dan ketahanan api ditentukan dengan membandingkan tahap lenturan kon ujian dengan tahap lenturan kon piawai. Bahagian bawah kon segi tiga terpotong adalah 8mm panjang pada setiap sisi, bahagian atas bawah adalah 2mm pada setiap sisi, dan ketinggiannya ialah 30mm. Semasa pengukuran, fasa cecair mungkin muncul dalam piramid pada suhu tinggi. Apabila suhu meningkat, jumlah fasa cecair meningkat, kelikatan fasa cecair berkurangan, dan kon menjadi lembut. Apabila kelembutan mencapai tahap tertentu, kon secara beransur-ansur bengkok disebabkan oleh beratnya sendiri. Apabila kon ujian dan kon piawai dibengkokkan pada masa yang sama sehingga puncaknya bersentuhan dengan casis, suhu lenturan kon piawai yang ditentukan hendaklah mengatasi kerefraktorian kon ujian.
Juga dikenali sebagai titik pelembutan refraktori di bawah beban atau suhu ubah bentuk refraktori di bawah beban, ia menunjukkan rintangan refraktori terhadap tindakan gabungan suhu tinggi dan beban di bawah beban malar atau julat suhu di mana refraktori menunjukkan ubah bentuk plastik yang jelas. Suhu perkhidmatan maksimum refraktori boleh disimpulkan daripada suhu pelembutan di bawah beban. Suhu pelembutan di bawah beban mewakili kekuatan struktur refraktori di bawah keadaan penggunaan yang serupa, dan boleh digunakan sebagai asas untuk menentukan suhu perkhidmatan maksimum refraktori.
Faktor utama yang menentukan suhu pelembutan di bawah beban ialah komposisi mineral kimia bahan tersebut, yang juga berkaitan secara langsung dengan proses pengeluaran bahan tersebut. Suhu pensinteran bahan mempunyai pengaruh yang besar terhadap suhu ubah bentuk pelembutan di bawah beban. Jika suhu pensinteran ditingkatkan dengan sewajarnya, suhu ubah bentuk permulaan akan meningkat disebabkan oleh penurunan keliangan, pertumbuhan kristal, dan ikatan yang baik. Meningkatkan ketulenan bahan mentah dan mengurangkan kandungan leburan atau pelarut yang rendah akan meningkatkan suhu ubah bentuk pelembutan di bawah beban. Contohnya, natrium oksida dalam bata tanah liat dan alumina dalam bata silika semuanya adalah oksida berbahaya.
(3) Kestabilan isipadu suhu tinggi bahan refraktori
Di bawah tindakan suhu tinggi untuk jangka masa yang lama, bahan refraktori menghasilkan pengembangan isipadu, yang dipanggil pengembangan baki. Saiz pengembangan baki (ubah bentuk) bahan refraktori mencerminkan kualiti kestabilan isipadu suhu tinggi. Semakin kecil ubah bentuk baki, semakin baik kestabilan isipadu; sebaliknya, semakin teruk kestabilan isipadu, semakin mudah untuk menyebabkan ubah bentuk atau kerosakan pada batu.
Perubahan garisan pembakaran semula sering digunakan untuk menilai kestabilan isipadu suhu tinggi bahan, yang merupakan petunjuk penting untuk menilai kualiti bahan.
Kebanyakan bahan refraktori akan mengecut di bawah tindakan suhu tinggi. Semasa pembakaran semula, kebanyakan bahan refraktori akan mengecut, terutamanya kerana fasa cecair yang dihasilkan oleh bahan pada suhu tinggi akan mengisi liang, supaya zarah-zarah tersebut diketatkan dan ditarik lagi. Baru-baru ini, penghabluran semula berlaku, yang membawa kepada pemadatan selanjutnya pada bahan tersebut. Terdapat juga beberapa bahan yang mengembang semasa pembakaran semula. Contohnya, bata silika mengembang disebabkan oleh transformasi polikristalin semasa penggunaan. Ini kerana kuarza bata silika yang tidak ditukar akan terus diubah menjadi tridimit atau segi empat sama pada suhu tinggi. Kuarza, yang mengembang dari segi isipadu, adalah kira-kira 10% tidak ditukar dalam bata silika. Untuk mengurangkan pengecutan dan pengembangan bahan semasa pembakaran semula, adalah berkesan untuk meningkatkan suhu pembakaran dengan sewajarnya dan memanjangkan masa pegangan, tetapi ia tidak boleh terlalu tinggi, jika tidak, ia akan menyebabkan vitrifikasi struktur bahan dan mengurangkan kestabilan kejutan haba. Disebabkan oleh pengembangan zarah kuarza dalam bahan semasa pembakaran dan penggunaan, yang mengimbangi pengecutan tanah liat, perubahan isipadu bata separa silika adalah kecil, dan sebahagian daripadanya sedikit mengembang.
(4) Kestabilan kejutan haba
Keupayaan refraktori untuk menahan perubahan suhu yang pantas tanpa kemusnahan dipanggil kestabilan kejutan haba. Sifat ini juga dikenali sebagai rintangan kejutan haba atau rintangan kejutan haba.
Faktor utama yang mempengaruhi indeks kestabilan kejutan haba bahan adalah sifat fizikal bahan tersebut, seperti pengembangan haba, kekonduksian haba dan sebagainya. Secara amnya, semakin tinggi kadar pengembangan linear bahan, semakin teruk kestabilan kejutan haba; semakin tinggi kekonduksian haba bahan, semakin baik kestabilan kejutan haba. Di samping itu, mikrostruktur, komposisi zarah dan bentuk bahan refraktori semuanya mempunyai kesan terhadap kestabilan kejutan haba.
Masa siaran: 15 Julai 2022