影响耐火材料使用寿命的重要组成部分

发表时间:2022-07-25 访问量:1365

气孔是耐火材料中的重要组成部分,与材料的力学性能和热学性能具有密切的关系,如:强度、导热系数、热震稳定性、抗渣侵蚀性和渗透性等,气孔特性一般分为三类:气孔种类、气孔大小和气孔形状。气孔种类分为互相连通型孔隙和封闭型孔隙,即开口气孔和闭口气孔;气孔大小分为气孔尺寸和孔径分布;气孔形状主要通过分形维数来表征。

耐火材料在选择更佳的技术路线时,无论对于不定形耐火材料还是烧成耐火制品,都可能获得相近的密度。然而,产品的区别在于它们的结构。对耐火浇注料而言,重点是控制混合物的流变性,这就是为什么要精细地控制颗粒的尺寸分布,并且使用超细粉甚至纳米颗粒。不定形耐火材料的微孔结构最为典型。在致密的烧成砖中,典型的气孔尺寸为20~25μm,有些特殊的制品可达5μm。在浇注料中,即使经过烧成,其气孔的中位径通常不超过1~2μm。这些结构上的差异反映在其它性能上。微孔结构可以使材料强度得到显著增加,热震稳定性也得到改善,这已经被材料对温度急变时形成和扩展的裂纹的抵抗力得到增强所证明。

微孔结构也导致材料在高温下的热辐射降低。与具有相似组成和气孔的烧成耐火制品相比,浇注料的热导率降低了20%~30% 。浇注料的微孔结构有助于在侵蚀环境中阻碍渣对材料的渗透,提高了材料抗熔融物,尤其是渣和金属的侵蚀能力。

与烧成制品不同,浇注料有很好的塑性,即耐火内衬可以通过自身的变形释放出应力,而不会受到破坏。在这方面,磷酸盐结合的浇注料尤其突出。

当使用不定形耐火材料内衬时会出现一些问题,如果使用定型制品的话可能不会发生这些问题。必须考虑到,制造商是以半成品的形式供应不定形耐火材料的( 如干式料) ,在施工现场必须再经过加工才能形成不定形耐火材料衬体。如果在混合过程中没有严格遵循制造商的指导,如湿润物料或使用正确的施工程序,则会导致某些问题的发生。在不定形耐火材料的施工过程中,重要的是考虑到更长的加热和干燥时间,并使用足够高的温度使得结合剂充分脱水。

当使用水合结合的传统浇注料时,必须考虑到在中温时会发生强度的下降。在中温范围内( 250~600℃ ) ,由于陶瓷结合尚未形成,水合结合将会逐渐分解。类似的,由于基质在高温下会发生收缩,因此希望浇注料具有较好的体积稳定性。


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