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有关于耐火材料的常用基础知识

文章出处:未知 人气: 发表时间:2019-06-26 10:31
我国是世界矿产种类繁多、储量丰富的国家之一,其中非金属矿已发现矿种150多种,很多矿种都是适合做耐火材料的原料,它是发展耐火材料的基础,对耐火材料品种、质量、性能及生产成本、效益起着决定性的影响。
 
耐火材料用途广泛,在冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域都有其身影,尤其是在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。目前,我国耐火材料企业从产业区域分布情况看,主要集中在河南、辽宁和山东三省。河南、山东发展成铝硅系耐火材料的主产区,辽宁为镁质耐火材料的生产基地。
 
针对这种在工业中常用到的材料,我们整理了一下问题,帮您更好的了解耐火材料。
 
1、什么叫做耐火材料的气孔率?
 
耐火材料在生产过程中产生的气孔形式有三种,即开口气孔、闭口气孔和贯穿气孔。
 
显气孔率为耐火材料与大气相通的孔隙(开口H孔)的体积与总体积之比。真气孔率为耐火材料全部孔隙的体积(包括开口气孔、闭口气孔和贯穿气孔的体积)与总体积之比。
 
2、什么叫做耐火材料的透气度?
 
透气度是表征特定条件下一定量的气体通过一种耐火材料制品难易程度的特性值。其定义为:在一定的时间内,一定压力的气体透过一定断面和厚度的耐火材料试样的数量。
 
除了钢包的透气砖以外,其余的耐火材料透气度越小越好,可以减小炉渣的侵蚀速度,降低耐火材料的热导率。
 
3、什么叫做耐火材料的热膨胀?
 
耐火材料在使用过程中,随着温度的升高,耐火材料主晶相和基质中间的原子非谐性振动增大了物体中的原子间距,从而引起体积膨胀,称为耐火材料的热膨胀。
 
耐火材料的热膨胀通常使用线膨胀率和线膨胀系数来表示。其定义为:
 
(1)线膨胀率。耐火材料试样从室温加热到试验温度期间,试样长度的相对变化率。
 
(2)线膨胀系数。耐火材料试样从室温加热到实验温度期间,温度每升高1℃,试样长度的相对变化率。
 
耐火材料的热膨胀与耐火材料的晶体结构有关。晶体结构中间形成晶体的键能决定了热膨胀系数。比如,MgO、Al2O3的晶体结构中间,氧离子紧密堆积,耐火材料受热以后,氧离子的相互热振动造成耐火材料的热膨胀率较大。在结构上高度各向异性的耐火材料热膨胀率较低,典型的有堇青石。
 
耐火材料的热膨胀关系到炼钢过程中的安全使用性能。比如,热膨胀性能较差的耐火材料在使用的烘烤阶段,就会发生膨胀崩裂,造成耐火材料损坏;还有在使用过程中产生裂纹,也是影响炼钢顺利实施的一个重要因素。
 
4、什么叫做耐火材料的热导率?
 
热导率是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直体积的热量。热导率和耐火材料制品的气孔率、矿物组成有较密切的关系。
 
—般来讲,耐火材料的气孔中间的气体热导率很低。因此,气孔率较大的耐火材料的热导率较低。
 
耐火材料的矿物组成中,晶体结构越复杂,热导率越低;杂质成分越多,热导率越低。
 
5、什么叫做耐火材料的热容?
 
常压条件下加热1kg的某一种物质,使之升温1℃所需要的热量,称为该物质的热容,也称为比热容。比热容在耐火材料的使用过程中,会影响耐火材料的烘烤加热和冷却。比热容较大的耐火材料,烘烤的时间相对较长一些。
 
6、什么叫做耐火材料的耐火度?
 
耐火材料抵抗高温作用而不熔化的性能称为耐火度。耐火材料没宥固定的熔点,所以耐火度实际上是指耐火材料软化到一定程度时的温度。耐火度是耐火材料的重要指标,耐火材料的耐火度应高于其最高使用温度。耐火度的测试是将待测的耐火材料按照规定做成锥体试样,与标准试样一起加热,锥体受高温作用软化而弯倒,当其弯倒至锥体的尖端接触底盘时的温度,即为该耐火材料的耐火度。
 
7、什么叫做耐火材料的荷重软化温度?
 
荷重软化温度又称荷重软化点。耐火制品在常温下耐压强度很高,但是在高温下承受载荷后,就会发生变形,降低耐压强度。荷重软化温度就是指在高温承受恒定载荷的条件下,产生一定变形的温度。
 
8、什么叫做耐火材料的热稳定性?
 
耐火材料随温度急剧变化而不开裂、不损坏的能力,以及在使用中抵抗碎裂或破裂的能力,称为耐火材料的热稳定性。耐火材料的热稳定性用急冷急热的次数表示,也称耐急冷急热性。
 
9、什么叫做耐火材料的抗渣性?
 
耐火材料在高温下抵抗炉渣侵蚀的能力称为抗渣性。
 
炉渣以液态方式和耐火材料接触,与耐火材料形成液相,从耐火材料表面剝离;或者从耐火材料气孔进人耐火材料内部,在温度变化的过程中,造成体积膨胀变化,导致耐火材料疏松损坏,或者进入耐火材料内部,形成新的高熔点尖晶石相,造成耐火材料不能够正常使用而损坏。炉气和各类与电炉耐火材料接触的物质,都有可能发生以上几种的损坏形式,所以在熔渣对耐火材料的侵蚀除了表面溶解以外,熔渣还能够侵入或者渗透到耐火材料内部,扩大炉渣和耐火材料的反应面积和深度,造成在耐火材料的表面附近,耐火材料的组成和结构发生质变,形成能够容易溶解到炉渣的变质层,缩短耐火材料的使用寿命。这种耐火材料的蚀损方式主要和耐火材料的气孔率有关。不同的耐火材料,组分相同,如果组织结构不同,蚀损速度也是不一样的。耐火材料的气孔率越高,抗渣性越弱。
 
10、什么叫做耐火材料的烧损指数?
 
耐火材料的烧损指数表征着电弧对于炉壁的烧损作用的指数,是美国的施维博(W.E.Schwabe)于1962年提出的,这个指数对于确定冶炼的工艺路线有着重要的作用。
 
11、什么叫做耐火材料的矿物组成和化学成分?
 
矿物组成即耐火材料制品中含有的矿物岩相结构成分。比如,镁炭砖中的主要晶相方镁石晶相,就是镁炭砖的主要矿物组成。矿物组成相同的耐火材料,其矿物结晶的大小尺寸、形状和分布不同,耐火材料的性质也会不一样。耐火材料的矿物组成可以是单一晶相,也可以是多晶相组合体。其中的矿物相目前一般分为结晶相和玻璃相两种。其中,构成耐火材料主体并且熔点较高的矿物组成称为主晶相,其余在耐火材料大晶体或者骨料间隙中间存在的物质称为基质,如镁炭砖中的炭即基质。主晶相的性质、数量和结合状态直接决定了耐火材料的使用性质。
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