Током употребе ватросталних материјала, они се лако топе и омекшавају физичким, хемијским, механичким и другим ефектима на високој температури (генерално 1000~1800 °C), или еродирају ерозијом, или пуцају и оштећују, што прекида рад. Контаминирани материјал. Стога је потребно да ватростални материјал има својства која се могу прилагодити различитим условима рада. Следећа 4 индикатора одређују перформансе ватросталних материјала на високим температурама:
(1) Ватростални
Ватросталност се односи на температуру на којој материјал достиже одређени степен омекшавања под дејством високе температуре и карактерише перформансе материјала у односу на дејство високе температуре. Ватросталност је основа за процену да ли се материјал може користити као ватростални материјал. Међународна организација за стандардизацију прописује да су неоргански неметални материјали са ватросталношћу изнад 1500 ℃ ватростални материјали. Она се разликује од тачке топљења материјала и представља свеобухватни израз смеше вишефазних чврстих материја састављених од различитих минерала.
Најосновнији фактор који одређује ватросталност је хемијски минерални састав и расподела материјала. Различите нечистоће, посебно оне са јаким дејством растварача, озбиљно ће смањити ватросталност материјала. Стога, у процесу производње треба размотрити одговарајуће мере како би се осигурала и побољшала чистоћа сировина.
Ватросталност није апсолутна физичка величина специфична за супстанцу, већ релативни технички индикатор када материјал достигне одређени степен омекшавања мерено под специфичним условима испитивања. Испитни материјал се прави у облику скраћеног троугластог конуса (који се назива испитни конус) према прописаној методи, и стандардног скраћеног троугластог конуса (који се назива стандардни конус) са фиксном температуром савијања при одређеној брзини загревања. Загревање и ватросталност се одређују упоређивањем степена савијања испитног конуса са степеном савијања стандардног конуса. Доњи део скраћеног троугластог конуса је дугачак 8 мм са сваке стране, горњи део 2 мм са сваке стране, а висина је 30 мм. Током мерења, течна фаза се може појавити у пирамиди на високој температури. Како температура расте, количина течне фазе се повећава, вискозност течне фазе се смањује и конус омекшава. Када омекшавање достигне одређени ниво, конус се постепено савија због сопствене тежине. Када се испитни конус и стандардни конус савијају истовремено док њихов врх не дође у контакт са шасијом, одређена температура савијања стандардног конуса треба да преовладава као ватростални показатељ испитног конуса.
Такође позната као тачка омекшавања ватросталног материјала под оптерећењем или температура деформације ватросталног материјала под оптерећењем, она показује отпорност ватросталног материјала на комбиновано дејство високе температуре и оптерећења под константним оптерећењем или температурни опсег у којем ватростални материјал показује очигледну пластичну деформацију. Максимална радна температура ватросталног материјала може се закључити из температуре омекшавања под оптерећењем. Температура омекшавања под оптерећењем представља структурну чврстоћу ватросталног материјала под сличним условима употребе и може се користити као основа за одређивање максималне радне температуре ватросталног материјала.
Главни фактор који одређује температуру омекшавања под оптерећењем је хемијски минерални састав материјала, који је такође директно повезан са процесом производње материјала. Температура синтеровања материјала има велики утицај на температуру омекшавања и деформације под оптерећењем. Ако се температура синтеровања одговарајуће повећа, почетна температура деформације ће се повећати због смањења порозности, раста кристала и доброг везивања. Побољшање чистоће сировина и смањење садржаја ниског растопљеног материјала или растварача повећаће температуру омекшавања и деформације под оптерећењем. На пример, натријум оксид у глиненим циглама и алуминијум оксид у силицијумским циглама су сви штетни оксиди.
(3) Стабилност запремине ватросталних материјала на високим температурама
Под дејством високе температуре током дужег времена, ватростални материјал производи запреминско ширење, које се назива резидуално ширење. Величина резидуалног ширења (деформације) ватросталног материјала одражава квалитет запреминске стабилности на високој температури. Што је мања резидуална деформација, то је боља запреминска стабилност; напротив, што је лошија запреминска стабилност, лакше је изазвати деформацију или оштећење зида.
Промена линије поновног сагоревања се често користи за процену стабилности запремине материјала на високим температурама, што је важан показатељ за процену квалитета материјала.
Већина ватросталних материјала ће се скупити под дејством високе температуре. Током поновног печења, већина ватросталних материјала ће се скупити, углавном зато што течна фаза коју материјал ствара на високој температури испуњава поре, тако да се честице додатно затежу и растежу. У скорије време долази до рекристализације, што доводи до даљег згушњавања материјала. Постоји и неколико материјала који се шире током поновног печења. На пример, силицијумска цигла се шири због поликристалне трансформације током употребе. То је зато што ће се непретворени кварц силицијумске цигле наставити трансформисати у тридимит или квадрат на високој температури. Кварц, који се шири по запремини, у силицијумским циглама је око 10% непретворен. Да би се смањило скупљање и ширење материјала при поновном печењу, ефикасно је одговарајуће повећати температуру печења и продужити време држања, али не сме бити превисока, јер ће у супротном изазвати витрификацију структуре материјала и смањити стабилност на термички шок. Због ширења честица кварца у материјалу током печења и употребе, што компензује скупљање глине, промена запремине полусилицијумских цигли је мала, а неке од њих се благо шире.
(4) Стабилност на термички удар
Способност ватросталних материјала да се одупру брзим променама температуре без разарања назива се стабилност на термички шок. Ово својство је такође познато као отпорност на термички шок или отпорност на термички шок.
Главни фактор који утиче на индекс стабилности материјала на термички удар су физичка својства материјала, као што су термичко ширење, топлотна проводљивост и тако даље. Генерално говорећи, што је већа брзина линеарног ширења материјала, то је лошија стабилност на термички удар; што је већа топлотна проводљивост материјала, то је боља стабилност на термички удар. Поред тога, микроструктура, састав честица и облик ватросталног материјала утичу на стабилност на термички удар.
Време објаве: 15. јул 2022.