技术分享：窑炉用耐火材料的选择必须依据的5项技术性能指标

发表时间：2023-04-18 16:53作者：高温节能保温技术

转载自：高温节能保温技术

耐火材料的性能可分为物理性能和技术性能。耐火材料的物理性能主要包括体积、密度、吸水率、气孔率、比重、透气性、耐压强度、热膨胀性、导电性、导热性及热容量等。这些物理性能又将会影响着耐火材料的技术性能。耐火材料的技术性能指标包括耐火度、高温结构强度、高温化学稳定性、热震稳定性、高温体积稳定性等。这些性能指标可为热处理炉的设计者提供一定的选择依据。

耐火度

耐火度是耐火材料抵抗高温作用而不熔化的性能，指的是耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。耐火度的测定方法为:将耐火材料磨碎到粒度小于0.2mm，用糊精调配并制成等边三角锥形体，在规定的加热条件下加热，直到试锥顶部将因为受温度和自身质量的影响而弯倒，当其弯到刚接触底平面时对应的温度作为耐火度。耐火度高于1580℃的材料才称为耐火材料。

根据耐火度的高低，耐火材料可分为:普通耐火材料，耐火度为1580~1770℃;高级耐火材料，耐火度为1770~2000℃;特级耐火材料，耐火度大于2000℃。

耐火材料的耐火度，主要取决于它的化学成分和材料中易熔杂质如FeO和Na2O等的含量。耐火材料的耐火度既不是材料的熔点，也不是材料的实际使用温度。由于在高温条件下耐火材料承受载荷作用时会使其软化承载能力下降，所以实际使用温度要低于材料的耐火度。

高温结构强度(荷重软化点)

耐火材料在实际使用中要承受一定的载荷，因此，高温结构强度(又称为荷重软化点)是耐火材料的一个重要的技术性能指标，常用荷重软化点来评定。荷重软化开始点是指在一定压力(重质材料196kPa，轻质材料为98kPa)下，以一定的升温速度加热，测出耐火制品开始变形(0.6%)时的温度，即为荷重软化开始点。

高温化学稳定性

高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗熔渣、熔盐、金属氧化物和炉内气氛等的侵蚀作用的能力。它包括化学侵蚀和物理溶解，常用抗渣性来评定，目前多数仅以定性指标来表示。根据耐火材料与熔渣、熔盐等所发生的化学反应不同，可把耐火材料分成酸性、中性和碱性三类。

高温化学稳定性与组成物的化学性质及其物理结构有密切关系。例如，黏土砖和高铝砖对酸性和碱性熔渣都具有一定的抗蚀作用;而硅砖只能具有抗酸性熔渣作用，不能具有抗碱性熔渣作用;镁砖只能具有抗碱性熔渣作用。

制造无罐渗碳气氛热处理炉时，炉墙内衬的耐火材料要选用抗渗碳砖，即含氧化铁小于1%(质量分数)的耐火砖，这是由于渗碳气氛对普通耐火砖具有很强的破坏作用。

热震稳定性

热震稳定性又称为耐急冷急热性，是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落的能力，热震稳定性取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。其测定方法是将重质耐火材料加热至850℃，然后在流动的冷水中冷却，反复进行直至耐火制品破碎或剥落至质量损失达到20%时所经历的加热冷却循环次数作为重质耐火制品的热震稳定性指标。对于周期作业炉经常承受这种温度的急变，如果耐火材料没有足够的热震稳定性，就会过早地损坏。

轻质耐火制品热震稳定性的测定，是将标准砖加热至1000℃，在静止空气中冷却，反复进行，直至砖体的质量损失为20%时的加热冷却循环次数作为热震稳定性指标。

高温体积稳定性

高温体积稳定性指耐火制品在高温下长期使用而保稳定不变的性能。耐火材料在高温下使用时，其化学成分不断发生变化，产生再结晶或进一步烧结的现象，使耐火制品产生了不可逆膨胀或收缩。这种变化通常以热膨胀系数和重烧线收缩率来表示。如果这种体积变化过大，会影响砌体的强度，严重时可以造成砌体的倒塌，为防止这种现象的产生，一般情况下要求各种耐火制品的体积变化不超过0.5%~1.0%。

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