Cegła wysokoglinowa jest rodzajem materiału ogniotrwałego. Właściwości eksploatacyjne materiałów ogniotrwałych w wysokich temperaturach to właściwości mierzone w wysokich temperaturach, takie jak: ogniotrwałość, zmiany linii dopalania, odporność na szok termiczny, odporność na żużel, temperatura mięknienia ładunku i pełzanie itp. Właściwości te odzwierciedlają w pewnym stopniu stan stosowane materiały ogniotrwałe. Zrozumienie tych właściwości jest bardzo przydatne przy doborze i stosowaniu materiałów ogniotrwałych.
1. Ogniotrwałość
Ogniotrwałość jest cechą odporności materiału na wysoką temperaturę. Surowce, takie jak mulit, cyjanit, andaluzyt i sylimanit, muszą być testowane pod kątem ich ogniotrwałości podczas użytkowania, aby poznać czystość surowców. Na przykład zanieczyszczenia, zwłaszcza te z funkcją silnego strumienia, zmniejszą ogniotrwałość.
Metoda pomiaru ogniotrwałości: złóż surowce lub materiały ogniotrwałe w trójkątne stożki. Długość górnej podstawy trójkątnego stożka wynosi 2mm, długość dolnej podstawy 8mm, a wysokość 30mm. Następnie umieszcza się go na tym samym krążku ze stożkiem, co wysokotemperaturowy standardowy stożek i ogrzewa z określoną szybkością ogrzewania w celu porównania stożka próbki ze standardowym stożkiem. Stożek próbki stopniowo mięknie z powodu pojawienia się wysokotemperaturowej fazy ciekłej i jest wyginany w kierunku dna pod wpływem własnego grawitacji. Temperatura, w której wierzchołek stożka jest zginany, aby stykać się z dyskiem stożka, jest ogniotrwałością. Ogniotrwałość jest wskazywana przez numer standardowego stożka zgiętego w tym samym czasie co próbka.
Ogniotrwałość należy odróżnić od temperatury topnienia i temperatury roboczej:
(1) Znaczenie ogniotrwałości i temperatury topnienia jest różne. Temperatura topnienia to temperatura równowagi, w której substancja jednokrystaliczna topi się ze stanu stałego do stanu ciekłego. Ogniotrwałość to zakres topnienia różnych minerałów. Prawdą jest, że temperatura topnienia minerałów krystalicznych jest wysoka, a temperatura eutektyki powstałej w wyniku oddziaływania jest odpowiednio wysoka.
(2) Ogniotrwałość nie powinna być błędnie rozumiana jako temperatura, w której materiały ogniotrwałe mogą być używane w wysokiej temperaturze. Ponieważ całkowicie zmiękł do utraty wytrzymałości mechanicznej. Na przykład podstawowy materiał ogniotrwały topi się najpierw w niższej temperaturze ze względu na część spajająca, a jego uszkodzenie polega na zmiękczeniu środka spajającego, który jest znacznie niższy niż ogniotrwałość materiału. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura użytkowania cegieł glinianych jest o około 200 ~ 250 stopni niższa niż ogniotrwałość.
2. Zmiana linii dopalania
Zmiana linii dogrzewania odnosi się do resztkowego rozszerzania się lub kurczenia próbki po jej podgrzaniu do określonej temperatury, utrzymywaniu przez określony czas i schłodzeniu do temperatury pokojowej.
Zmiana linii dopalania jest jednym z ważnych wskaźników oceny jakości wyrobów ogniotrwałych. Rozszerzanie lub kurczenie się objętości wyrobów ogniotrwałych po ponownym spaleniu wskazuje, że wyroby ogniotrwałe nie zostały w pełni wypalone z powodu niewystarczającej temperatury, niewystarczającego czasu utrzymywania lub nierównej temperatury podczas procesu wypalania. Jeżeli wskaźnik zmiany linii do ponownego wypalania produktu ogniotrwałego przekracza wartość krajową, należy go stosować w piecach przemysłowych. Ze względu na wysoką temperaturę następować będą pewne zmiany fizyczne i chemiczne, które spowodują, że objętość produktu będzie się rozszerzać lub kurczyć, a rozmiar będzie większy. Zmiana powoduje zmianę połączeń cegieł korpusu pieca, wpływając tym samym na integralność wyłożenia korpusu pieca, aw ciężkich przypadkach struktura korpusu pieca ulega zniszczeniu. Dlatego system wypalania musi być znormalizowany, aby linia ponownego zapłonu produktu zmieniała się w określonej wartości.
Zmiana linii dopalania jest obliczana w następujący sposób:
3. Odporność na szok termiczny
Materiały ogniotrwałe to podstawowe materiały pieców przemysłowych. Nieuchronnie wpływa na nią temperatura podczas użytkowania, a czasami mają na nią wpływ nagłe zmiany temperatury. Odporność na szok termiczny odnosi się do zdolności materiałów ogniotrwałych do wytrzymania naprężeń termicznych spowodowanych szybkimi zmianami temperatury bez uszkodzenia.
Warunki testowe naszego kraju dla próbek: 1100 stopni, chłodzenie wodą; wyrażone w czasach.
Istnieje wiele przyczyn, które wpływają na odporność materiałów ogniotrwałych na szok termiczny, więc istnieje wiele wyrażeń. Użyj poniższej relacji, aby krótko wyjaśnić:
Z powyższej niedoskonałej zależności (powyższy wzór nie uwzględnia kształtu i wielkości materiału, warunków ogrzewania (chłodzenia), lokalnych naprężeń spowodowanych nagłymi zmianami temperatury itp.) można zauważyć, że odporność materiału na wstrząsy ma następujące główne czynniki:
(1) Niski moduł sprężystości;
(2) Współczynnik rozszerzalności liniowej jest mały;
(3) Główny minerał materiału ogniotrwałego ma wysoką przewodność cieplną;
(4) Skład i główna struktura koniugatu są odpowiednie.
W procesie produkcji materiałów ogniotrwałych podstawowymi sposobami poprawy odporności na szok termiczny wyrobów ogniotrwałych są:
(1) Zmień skład fazowy produktu, aby uzyskać minerały o niskiej rozszerzalności lub nakładanie się minerałów o niskiej rozszerzalności itp.;
(2) Odpowiedni dobór i kontrola warunków produkcji, aby skład i główna struktura kombinacji były odpowiednie, takie jak tworzenie się mikropęknięć i wzrost cząstek materiału w niektórych produktach. W tabeli 1 wymieniono współczynnik rozszerzalności i inne właściwości kilku materiałów ogniotrwałych.
4. Odporność na korozję CO
Istnieje wiele rodzajów pieców przemysłowych. Materiały ogniotrwałe w piecach przemysłowych będą podlegały różnym erozjom, takim jak erozja roztopionej stali, roztopionego żelaza, roztopionego żużla (żużel kwaśny lub zasadowy), zmiany temperatury, naprężenia termiczne i zmiany atmosferyczne (zwłaszcza redukujące) przy uszkodzeniu materiały ogniotrwałe itp. Dlatego materiały ogniotrwałe muszą mieć odpowiednie właściwości w zależności od środowiska pracy pieców przemysłowych, wśród których jednym z nich jest odporność na korozję CO.
Odporność na korozję CO odnosi się do zdolności materiałów ogniotrwałych do odporności na pękanie lub rozpad w atmosferze CO. Gdy produkt ogniotrwały napotka silną atmosferę CO o temperaturze około 500 stopni (300 ~ 600 stopni), nastąpi reakcja chemiczna 2CO=CO2 plus C, a oddzielony wolny węgiel zostanie osadzony wokół punktu żelaznego produktu , powodując pękanie lub uszkodzenie produktu . Podczas procesu wytapiania wielkiego pieca wyroby ogniotrwałe ulegają pękaniu, a struktura jest luźna z wyżej wymienionych przyczyn na części korpusu pieca w stopniu 400-600, co jest jedną z ważnych przyczyn uszkodzenie wykładziny wielkiego pieca. Zmniejszenie zawartości tlenku żelaza i porowatości wyrobów ogniotrwałych może zwiększyć ich odporność na korozję CO.
5. Załaduj temperaturę zmiękczania
Wskaźnik odkształcenia pod obciążeniem materiałów ogniotrwałych w wysokiej temperaturze wyraża się temperaturą mięknienia pod obciążeniem. Jest to odporność produktu na łączny wpływ wysokiej temperatury i obciążenia, a także wskazuje na zakres mięknienia produktu ogniotrwałego wykazujący oczywiste odkształcenia plastyczne. Wskaźnik ten jest często używany jako podstawa do określenia maksymalnej temperatury materiału ogniotrwałego.
Na podstawie wskaźnika temperatury mięknienia pod obciążeniem wyrobów ogniotrwałych można ocenić, w jakich warunkach materiał ogniotrwały traci zdolność do przenoszenia ciśnienia podczas użytkowania, a także można wywnioskować o wewnętrznej mikrostrukturze materiału ogniotrwałego.
6. Pełzanie w wysokiej temperaturze
Właściwość pełzania w wysokiej temperaturze odnosi się do zależności pomiędzy odkształceniem a czasem materiałów ogniotrwałych przy stałej wysokiej temperaturze i pewnym obciążeniu. Wskaźnik pełzania w wysokiej temperaturze obejmuje wytrzymałość, temperaturę i czas materiału ogniotrwałego w wysokiej temperaturze, wskazując szybkość odkształcania produktu ogniotrwałego w określonej temperaturze i przez pewien okres czasu.
Należy wziąć pod uwagę powyższe wskaźniki powszechnie stosowanych wyrobów z cegieł ogniotrwałych. W różnych wysokotemperaturowych piecach przemysłowych, ze względu na różne środowisko użytkowania i warunki pracy, główne wskaźniki brane pod uwagę dla cegieł ogniotrwałych w różnych częściach zależą od sytuacji. Na przykład w przypadku cegieł o wysokiej zawartości tlenku glinu stosowanych w nagrzewnicach, oprócz zawartości materiału, najważniejsze jest przyjrzenie się wskaźnikowi stabilności odporności na szok termiczny.
