Under bruk av ildfaste materialer smeltes og myknes de lett av fysiske, kjemiske, mekaniske og andre effekter ved høy temperatur (vanligvis 1000~1800 °C), eller de eroderes av erosjon, eller sprekker og skades, noe som avbryter driften. Forurenset materiale. Derfor er det et krav at det ildfaste materialet må ha egenskaper som kan tilpasse seg ulike driftsforhold. Følgende er fire indikatorer som bestemmer høytemperaturytelsen til ildfaste materialer:
(1) Ildfast materiale
Refraktaritet refererer til temperaturen der et materiale når en spesifikk mykningsgrad under påvirkning av høy temperatur, og karakteriserer materialets ytelse mot høy temperaturpåvirkning. Refraktaritet er grunnlaget for å bedømme om et materiale kan brukes som ildfast materiale. Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen fastsetter at uorganiske ikke-metalliske materialer med ildfasthet over 1500 ℃ er ildfaste materialer. Det er forskjellig fra materialets smeltepunkt og er det omfattende uttrykket for blandingen av flerfasefaste stoffer bestående av forskjellige mineraler.
Den mest grunnleggende faktoren som bestemmer materialets ildfasthet er den kjemiske mineralsammensetningen og fordelingen av materialet. Ulike urenhetskomponenter, spesielt de med sterk løsemiddeleffekt, vil redusere materialets ildfasthet betydelig. Derfor bør passende tiltak vurderes i produksjonsprosessen for å sikre og forbedre renheten til råmaterialene.
Refraktaritet er ikke en absolutt fysisk størrelse spesifikk for et stoff, men en relativ teknisk indikator på når et materiale når en spesifikk mykningsgrad målt under spesifikke testforhold. Testmaterialet lages til en avkortet trekantet kjegle (referert til som en testkjegle) i henhold til den foreskrevne metoden, og en standard avkortet trekantet kjegle (referert til som en standardkjegle) med en fast bøyetemperatur ved en spesifikk oppvarmingshastighet. Oppvarming og refraktoritet bestemmes ved å sammenligne bøyningsgraden til testkjeglen med bøyningsgraden til standardkjeglen. Den nedre bunnen av den avkortede trekantede kjeglen er 8 mm lang på hver side, den øvre bunnen er 2 mm på hver side, og høyden er 30 mm. Under målingen kan en væskefase dukke opp i pyramiden ved høy temperatur. Når temperaturen øker, øker mengden væskefase, viskositeten til væskefasen avtar, og kjeglen mykner. Når mykningen når et visst nivå, bøyer kjeglen seg gradvis på grunn av sin egen vekt. Når testkjeglen og standardkjeglen bøyes samtidig til spissen deres er i kontakt med understellet, skal den bestemte bøyningstemperaturen for standardkjeglen gjelde som testkjeglens ildfasthet.
Også kjent som mykningspunktet for ildfast materiale under belastning eller deformasjonstemperaturen for ildfast materiale under belastning, indikerer det motstanden til ildfast materiale mot den kombinerte virkningen av høy temperatur og belastning under konstant belastning, eller temperaturområdet der ildfast materiale viser tydelig plastisk deformasjon. Den maksimale driftstemperaturen til ildfast materiale kan utledes fra mykningstemperaturen under belastning. Mykningstemperaturen under belastning representerer den strukturelle styrken til det ildfaste materialet under lignende bruksforhold, og kan brukes som grunnlag for å bestemme den maksimale driftstemperaturen til det ildfaste materialet.
Hovedfaktoren som bestemmer mykningstemperaturen under belastning er materialets kjemiske mineralsammensetning, som også er direkte relatert til materialets produksjonsprosess. Materialets sintringstemperatur har stor innflytelse på mykningsdeformasjonstemperaturen under belastning. Hvis sintringstemperaturen økes passende, vil startdeformasjonstemperaturen økes på grunn av redusert porøsitet, vekst av krystaller og god binding. Forbedring av renheten til råmaterialene og reduksjon av innholdet av lavt smelte- eller løsemiddelstoffer vil øke mykningsdeformasjonstemperaturen under belastning. For eksempel er natriumoksid i leirstein og alumina i silikastein alle skadelige oksider.
(3) Høytemperaturvolumstabilitet for ildfaste materialer
Under påvirkning av høy temperatur over lang tid produserer det ildfaste materialet volumutvidelse, som kalles restutvidelse. Størrelsen på restutvidelsen (deformasjonen) til det ildfaste materialet gjenspeiler kvaliteten på volumstabiliteten ved høy temperatur. Jo mindre restdeformasjon, desto bedre volumstabilitet; tvert imot, jo dårligere volumstabilitet, desto lettere er det å forårsake deformasjon eller skade på murverket.
Endringen av ombrenningslinjen brukes ofte til å bedømme materialets volumstabilitet ved høy temperatur, noe som er en viktig indikator for å evaluere materialets kvalitet.
De fleste ildfaste materialer krymper under påvirkning av høy temperatur. Under brenning vil de fleste ildfaste materialer krympe, hovedsakelig fordi den flytende fasen som genereres av materialet ved høy temperatur fyller porene, slik at partiklene strammes og trekkes ytterligere. Nylig har det skjedd omkrystallisering, noe som fører til ytterligere fortetting av materialet. Det finnes også noen få materialer som utvider seg under brenning. For eksempel utvider silikastein seg på grunn av polykrystallinsk transformasjon under bruk. Dette skyldes at den uomdannede kvartsen i silikastein fortsetter å bli omdannet til tridymitt eller kvadratisk ved høy temperatur. Kvarts, som utvider seg i volum, er omtrent 10 % uomdannet i silikastein. For å redusere krymping og ekspansjon av materialet under brenning, er det effektivt å øke brenningstemperaturen på passende måte og forlenge holdetiden, men den bør ikke være for høy, ellers vil det føre til vitrifisering av materialstrukturen og redusere termisk sjokkstabilitet. På grunn av utvidelsen av kvartspartikler i materialet under brenning og bruk, som oppveier krympingen av leire, er volumendringen av semisilika-stein liten, og noen av dem er litt utvidet.
(4) Termisk sjokkstabilitet
Evnen til ildfaste materialer til å motstå raske temperaturendringer uten å ødelegges kalles termisk sjokkstabilitet. Denne egenskapen er også kjent som termisk sjokkmotstand eller termisk sjokkmotstand.
Hovedfaktoren som påvirker materialets termiske sjokkstabilitetsindeks er materialets fysiske egenskaper, som termisk ekspansjon, termisk ledningsevne og så videre. Generelt sett, jo høyere lineær ekspansjonshastighet materialet har, desto dårligere er termisk sjokkstabilitet; jo høyere materialets termiske ledningsevne, desto bedre er termisk sjokkstabilitet. I tillegg har mikrostrukturen, partikkelsammensetningen og formen til det ildfaste materialet innvirkning på termisk sjokkstabilitet.
Publisert: 15. juli 2022