În timpul utilizării materialelor refractare, acestea se topesc și se înmoaie ușor sub influența efectelor fizice, chimice, mecanice și de altă natură la temperaturi ridicate (în general 1000~1800 °C), sau sunt erodate prin eroziune, sau se fisurează și se deteriorează, ceea ce întrerupe funcționarea. Material contaminat. Prin urmare, este necesar ca materialul refractar să aibă proprietăți care să se poată adapta la diverse condiții de funcționare. Următorii sunt 4 indicatori care determină performanța la temperaturi ridicate a materialelor refractare:
(1) Refractar
Refractaritatea se referă la temperatura la care un material atinge un anumit grad de înmuiere sub acțiunea temperaturii ridicate și caracterizează performanța materialului la acțiunea temperaturilor ridicate. Refractaritatea este baza pentru a evalua dacă un material poate fi utilizat ca refractar. Organizația Internațională de Standardizare stipulează că materialele anorganice nemetalice cu refractaritate peste 1500 ℃ sunt materiale refractare. Aceasta este diferită de punctul de topire al materialului și este expresia cuprinzătoare a amestecului de solide multifazice compuse din diverse minerale.
Cel mai fundamental factor care determină refractaritatea este compoziția chimică minerală și distribuția materialului. Diverse componente ale impurităților, în special cele cu efecte puternice de solvent, vor reduce semnificativ refractaritatea materialului. Prin urmare, în procesul de producție ar trebui luate în considerare măsuri adecvate pentru a asigura și îmbunătăți puritatea materiilor prime.
Refractaritatea nu este o mărime fizică absolută specifică unei substanțe, ci un indicator tehnic relativ atunci când un material atinge un anumit grad de înmuiere, măsurat în condiții specifice de testare. Materialul de testare este transformat într-un con trunchiat de triunghi (denumit con de testare) conform metodei prescrise și într-un con trunchiat de triunghi standard (denumit con standard) cu o temperatură de îndoire fixă la o anumită rată de încălzire. Încălzirea și refractaritatea sunt determinate prin compararea gradului de îndoire a conului de testare cu gradul de îndoire al conului standard. Partea inferioară inferioară a conului trunchiat de triunghi are o lungime de 8 mm pe fiecare parte, partea superioară inferioară are 2 mm pe fiecare parte, iar înălțimea este de 30 mm. În timpul măsurării, o fază lichidă poate apărea în piramidă la temperatură ridicată. Pe măsură ce temperatura crește, cantitatea de fază lichidă crește, vâscozitatea fazei lichide scade, iar conul se înmoaie. Când înmuierea atinge un anumit nivel, conul se îndoaie treptat datorită propriei greutăți. Când conul de testare și conul standard sunt îndoite simultan până când vârful lor intră în contact cu șasiul, temperatura de îndoire determinată a conului standard va prevala ca refractaritate a conului de testare.
Cunoscut și sub denumirea de punct de înmuiere a refractarului sub sarcină sau temperatură de deformare a refractarului sub sarcină, acesta indică rezistența refractarului la acțiunea combinată a temperaturii ridicate și a sarcinii sub sarcină constantă sau intervalul de temperatură în care refractarul prezintă o deformare plastică evidentă. Temperatura maximă de funcționare a refractarului poate fi dedusă din temperatura de înmuiere sub sarcină. Temperatura de înmuiere sub sarcină reprezintă rezistența structurală a refractarului în condiții similare de utilizare și poate fi utilizată ca bază pentru determinarea temperaturii maxime de funcționare a refractarului.
Principalul factor care determină temperatura de înmuiere sub sarcină este compoziția chimică minerală a materialului, care este, de asemenea, direct legată de procesul de producție al materialului. Temperatura de sinterizare a materialului are o influență mare asupra temperaturii de deformare la înmuiere sub sarcină. Dacă temperatura de sinterizare este crescută corespunzător, temperatura de deformare inițială va crește datorită scăderii porozității, creșterii cristalelor și unei bune legături. Îmbunătățirea purității materiilor prime și reducerea conținutului de topitură scăzută sau solvent vor crește temperatura de deformare la înmuiere sub sarcină. De exemplu, oxidul de sodiu din cărămizile de lut și alumina din cărămizile de silice sunt oxizi nocivi.
(3) Stabilitatea volumului la temperaturi ridicate a materialelor refractare
Sub acțiunea temperaturilor ridicate pentru o perioadă lungă de timp, materialul refractar produce o dilatare volumică, numită dilatare reziduală. Mărimea dilatării reziduale (deformării) materialului refractar reflectă calitatea stabilității volumice la temperaturi ridicate. Cu cât deformarea reziduală este mai mică, cu atât stabilitatea volumică este mai bună; dimpotrivă, cu cât stabilitatea volumică este mai slabă, cu atât este mai ușor să se provoace deformări sau deteriorări ale zidăriei.
Schimbarea liniei de reardere este adesea utilizată pentru a evalua stabilitatea volumului la temperatură înaltă a materialului, acesta fiind un indicator important pentru evaluarea calității materialului.
Majoritatea materialelor refractare se vor contracta sub acțiunea temperaturilor ridicate. În timpul rearderii, majoritatea materialelor refractare se vor contracta, în principal deoarece faza lichidă generată de material la temperatură ridicată va umple porii, astfel încât particulele sunt strânse și trase în continuare. Mai recent, a avut loc recristalizarea, ducând la o densificare suplimentară a materialului. Există, de asemenea, câteva materiale care se dilată în timpul rearderii. De exemplu, cărămida de silice se dilată datorită transformării policristaline în timpul utilizării. Acest lucru se datorează faptului că cuarțul neconvertit al cărămizii de silice va continua să se transforme în tridimit sau pătrat la temperatură ridicată. Cuarțul, care se dilată în volum, este aproximativ 10% neconvertit în cărămizile de silice. Pentru a reduce contracția și dilatarea materialului la reardere, este eficient să se crească în mod corespunzător temperatura de ardere și să se prelungească timpul de menținere, dar aceasta nu ar trebui să fie prea mare, altfel va provoca vitrificarea structurii materialului și va reduce stabilitatea la șoc termic. Datorită expansiunii particulelor de cuarț din material în timpul arderii și utilizării, care compensează contracția argilei, schimbarea volumului cărămizilor semisilicice este mică, iar unele dintre ele sunt ușor expandate.
(4) Stabilitate la șoc termic
Capacitatea materialelor refractare de a rezista la schimbări rapide de temperatură fără distrugere se numește stabilitate la șoc termic. Această proprietate este cunoscută și sub denumirea de rezistență la șoc termic sau rezistență la șoc termic.
Principalul factor care afectează indicele de stabilitate la șoc termic al materialului îl reprezintă proprietățile fizice ale acestuia, cum ar fi expansiunea termică, conductivitatea termică și așa mai departe. În general, cu cât rata de expansiune liniară a materialului este mai mare, cu atât stabilitatea la șoc termic este mai slabă; cu cât conductivitatea termică a materialului este mai mare, cu atât stabilitatea la șoc termic este mai bună. În plus, microstructura, compoziția particulelor și forma materialului refractar au toate un impact asupra stabilității la șoc termic.
Data publicării: 15 iulie 2022