耐火砖可(kě)以耐急冷急热多(duō)少次，如何加强热震性能(néng)？
2023-01-29 17:06:39 点击：
耐火砖的抗热震性即耐火砖在温度急剧变化条件下抵抗损伤的能(néng)力。曾称热稳定性，热震稳定性，抗热冲击性，抗温度急变性，耐急冷急热性等，耐火砖在低温和中温下是脆性材料，缺乏延性,在热工设备使用(yòng)中，耐火砖常常受到急剧的温度变化，导致损伤。抗热震性是耐火砖性质重要的使用(yòng)性能(néng)之一。
耐火砖的抗热震性，是其力學(xué)性能(néng)与热學(xué)性能(néng)在温度变化条件下的综合表现。耐火砖遭受的急剧温度变化，称為(wèi)热震。耐火砖在热震中产生的新(xīn)裂纹，以及新(xīn)裂纹与原有(yǒu)裂纹扩展造成的开裂、剥落、断裂等状況，称為(wèi)耐火砖的热震损伤。热震损伤是热应力作用(yòng)的结果，耐火砖在温度变化时，变形受到抑制所产生的应力為(wèi)热应力。耐火砖的重烧線(xiàn)变化如果在不同的多(duō)相在温度变化时，耐火砖的热膨胀如果受到温度梯度均匀作用(yòng)时，以及相变时，都会产生热应力。热应力与耐火砖的弹性模量及弹性应变成正比，而耐火砖的弹性模量应变等于線(xiàn)膨胀系数和温度变化的乘积。
耐火砖的耐热震性是指制品对温度迅速变化所产生损伤的抵抗性能(néng)。又(yòu)称热震稳定性或耐急冷急热性。耐火砖在使用(yòng)过程中，经常受到强烈的急冷、急热作用(yòng)。例如，间隙生产的窑炉、窑炉点火、停火和停窑检修等情况，炉衬的温度都会有(yǒu)很(hěn)大的变化。由于耐火砖的导热性差，制品内部就会因為(wèi)温度急剧变化而产生应力，当这种应力超过制品的结构强度时，便发生开裂、剥落，甚至造成砌體(tǐ)崩裂。产生这种应力的大小(xiǎo)，主要取决于制品的组织结构、热膨胀性、导热性及弹性模量等因素。
1．耐火砖的组织结构增大耐火砖临界颗粒和粗颗粒的数量，能(néng)使大部分(fēn)耐火砖的热震稳定性显著提高。因為(wèi)大颗粒周围有(yǒu)小(xiǎo)裂纹和孔隙存在，在这些部位形成局部结合，当制品内产生热应力时，这些没有(yǒu)被紧密固定的颗粒间发生相互微小(xiǎo)的滑动而不开裂!局部消除了一些应力。与此相反，细颗粒组成的致密耐火砖，就不利于提高其热震稳定性。
2．热膨胀性当温度突变时，耐火砖表面和内部存在温度差，如果制品的热膨胀系数较大，由于温差而产生的热应力也较大，其热震稳定性也相应较差。
3．导热性，导热性越强，即导热系数越大，内外温差越小(xiǎo)，温差应力也越小(xiǎo)，耐火砖的热震稳定性也越强。
4．弹性性质，耐火砖的弹性越好，即弹性模量越小(xiǎo)，缓冲热应力作用(yòng)的能(néng)力越强．制品的热震稳定性也越好。
5．结构强度耐火砖的结构强度越大，抵抗热应力作用(yòng)的能(néng)力越强，制品的热震稳定性也越好。
耐火砖热震测试方法
(1)加热一冷却法。将一定尺寸的试样直接放人已经达到规定温度的炉内保温达到规定的时间后，迅速从炉中取出，在水等介质中或空气中淬冷。重复上述过程至达到规定的热震循环次数后，观察试样的损坏情况，或者测定热震前后抗折强度的保持率来判断材料抗热震性的好坏。
(2)镶板法。镶板法是将耐火砖试样砌在炉壁或炉门上，让它在一面受热的情况下进行加热一冷却循环。我國(guó)现行标准中就是将耐火砖试样砌筑在试验炉炉门上，炉门关上后，试样的一端在炉内加热，达到规定的时间后，翻转炉门，将热的耐火砖端插人冷水中冷却。反复数次后，用(yòng)受热端面积的破损率来衡量耐火砖的抗热震性。实际测定过程中需按有(yǒu)关标准中规定的程序进行测定。(3)長(cháng)条法。将長(cháng)条形试样放在支架上，在试样的加热面下有(yǒu)煤气烧嘴与吹风嘴。先用(yòng)煤气加热试样到规定的时间后，再用(yòng)吹风设备吹风冷却一段时间。按规定反复若干次后，测定试样热震前后抗折强度或弹性模量的保持率以衡量其抗热震性的好坏。与一般加热一冷却法相比较，二者都是采用(yòng)長(cháng)条形试样，所不同的是在長(cháng)条法中是单面加热的，在加热与冷却过程中试样中存在一定的温度梯度。
此外，耐火砖的形状、大小(xiǎo)和炉體(tǐ)的结构及砌筑方式都对制品的热震稳定性有(yǒu)一定影响。以前烧结耐火砖的耐热震性按冶金部部颁标准YB376--75规定测定。以试样经受加热和水冷的循环次数来度量。几种耐火砖的耐热震性如表所示。从1992年月1日开始，烧成致密定形耐火砖抗热震性的测定按YB4018—9l的规定进行。名称耐热震性试验次数硅砖1~2粘土砖（粗颗粒）25~100粘土砖（细颗粒）5~8普通粘土砖10~12普通镁砖2~3镁铝砖50~150高铝砖6~15。
如何提高耐火砖的抗热震性？
主要影响耐火制品抗热震性的主要因素是材料在加热或冷却过程中由于热胀冷缩产生的热应力。一般来讲，热膨胀率越大的材料抗热震性越差，如硅砖、镁砖等;热导率越大的材料抗热震性越好，如碳化硅制品等。
从热弹性理(lǐ)论出发，材料的弹性模量越小(xiǎo)，强度越大，热导率越大，制品的抗热震性较好。而能(néng)量理(lǐ)论认為(wèi)制品有(yǒu)较高的断裂表面能(néng)时，可(kě)提高制品的抗热震性。也就是说，当制品具有(yǒu)细小(xiǎo)的气孔，使得制品在温度变化时产生较大的内应力，储存了较多(duō)的内在能(néng)量时，能(néng)够通过制品产生微细的裂纹，而将这些有(yǒu)可(kě)能(néng)导致制品损毁的能(néng)量释放出来，就能(néng)大幅度提高制品的抗热震性，即在制品中有(yǒu)意引入微裂纹，使裂纹扩展的程度减到非常小(xiǎo)，是提高材料抗热震性的途径之一。
例如水泥窑用(yòng)抗剥落高铝砖，就是因為(wèi)在高铝砖的配料里添加了少量的ZrO2后，利用(yòng)ZrO2的相变使得制品内形成许多(duō)微小(xiǎo)裂纹，当温度变化产生热应力时，这些微小(xiǎo)裂纹有(yǒu)可(kě)能(néng)导致耐火材料损毁的能(néng)量得到释放，从而提高了耐火砖的抗热震性。
