玻璃陶瓷原料-耐火材料的使用性能極其相關知識

　　耐火材料的使用性能是指耐火材耐火材料料在高溫下使用時所具有的性能。包括耐火度、荷重軟化溫度、重燒線變化率、抗熱震性、抗渣性、耐真空性等。

　　（一）耐火度

　　化工原料耐火度是指在無荷重時抵抗高溫作用而不熔化的性質，用于表征耐火材料抵抗高溫作用的性能。耐火度是判定材料能否作爲耐火材料使用的依據。國際標准化組織規定耐火度達到1500℃以上的無機非金屬材料即爲耐火材料。耐火度的意義與熔點不同，不能把耐火度作爲耐火材料的使用溫度。

　　（二）荷重軟化溫度

　　荷重軟化溫度是耐火材料在一定的重負荷和熱負荷共同作用下達到某一特定壓縮變形時的溫度，是耐火材料的高溫力學性質的一項重要指標，它表征耐火材料抵抗重負荷和高溫熱負荷共同作用下保持穩定的能力。耐火材料高溫荷重變形溫度是其重要的質量指標，因爲它在一定程度上表明制品在與其使用情況相仿條件下的結構強度。決定荷重軟化溫度的主要因素是制品的化學礦物組成，同時也與制品的生産工藝直接相關。

　　（三）重燒線變化率（高溫體積穩定性）

　　耐火材料的高溫體積穩定性是指其在高溫下長期使用時，制品外形體積或線度保持穩定而不發生永久變形的性能。對燒結制品，一般以制品在無重負荷作用下的重燒體積變化率或重燒線變化率來衡量。重燒體積變化也稱殘余體積變形，重燒線變化也稱殘余線變形。耐火制品的重燒變形量對判別制品的高溫體積穩定性，保證砌體的穩定性，減少砌體的縫隙，提高其密封性和耐侵蝕性，避免砌體整體結構的破壞，都具有重要意義。

　　（四）抗熱震性

　　抗熱震形也稱耐急冷急熱性，它表征耐火制品抵抗溫度急劇變化而不破壞的能力。在實際工作中，耐火材料經常會遭受到溫度急劇變化的情況，在很短的時間內工作溫度變化很大，這種溫度的急劇變化即稱爲熱震作用。手工皂材料熱震作用會導致耐火材料的開裂、剝落和崩塌。因此，當耐火材料在使用中工作溫度有急劇變化時，必須考查其抗熱震性。

　　要提高材料的抗熱震性，避免材料産生裂紋，必須提高材料的強度，特別是抗拉強度、剪切強度，以提高抵抗裂紋形成的能力，同時應降低材料的彈性模量及泊松比，從而降低可能産生的熱應力。

　　（五）抗渣性

　　抗渣性是指耐火材料在高溫下抵抗爐渣的侵蝕和沖刷作用的能力。這裏爐渣的概念從廣義上來說是指高溫下與耐火材料相接處的治金爐渣、燃料灰分、飛塵、各種材玻璃陶瓷原料料和氣態物質等。

　　（六）耐真空性

　　通常耐火材料在常溫下的蒸汽壓都很低，可以認爲是極爲穩定不揮發的。但在高溫減壓下工作時，其揮發性將成爲不可忽視的問題，會因其揮發減量而造成損耗，加速其損壞。在這種條件下與在高溫常溫大氣壓下使用不同，耐真空性成爲耐火材料必須具備的重要特征之一。

玻璃陶瓷原料-軋鋼加熱爐對耐火材料的技術要求

軋鋼加熱爐的爐頂形式分拱玻璃陶瓷原料頂和平頂兩種。拱頂用耐火磚砌築，一般內層是232mm或300mm厚的耐火磚層，外鋪保溫層，這種型式只在爐膛寬度小于3m的小爐子上使用。大型爐子都采取平爐頂。早先的平頂是用異形耐火磚吊挂，但自從不定形耐火材料推廣使用以來，軋鋼加熱爐的爐頂就幾乎全部使用耐火澆注料或耐火可塑料制作了，典型的耐火澆注料爐頂結構有兩種。

　　一種爲整體澆注結構，施工時，先支好模板，並把錨固轉固定到爐頂鋼結構上，然後澆注耐火層，注意留好膨脹縫；耐火層上面的保溫層使用輕質澆注料。第二種爲預制塊結構，這種結構出現于不定形耐火材料使用的初期，其優點是便于施工與檢修，但用料多，爐頂保溫不好，已逐步被整體澆注結構所替代。
　　耐火材料在蓄熱式加熱爐上的應用，90年代後期以來，加熱爐用快幹澆注料、快幹自流澆注料和快幹抗渣澆注料。這類材料既保證了低水泥、超低水泥和無水泥澆注料的優良使用性能，還可以快速施工，特別是可以快速烘烤，使整體澆注料的爐體在3～5天以內完成烘烤，而快幹抗渣澆注料除了上述特點外，還具有優良的抗氧化鐵皮侵蝕特性。

　　蓄熱式加熱爐是近年來發展起來的一種新式加熱爐。蓄熱式加熱爐最手工皂材料大的特點是高效節能，平均節能率在現有的基礎上再提高30％，而且降低了汙染物排放量，尤其是NOx排放量，因此，這類加熱爐受到了冶金行業的極大重視。

　　蓄熱式加熱爐主要有通道式加熱爐、外置式蓄熱式加熱爐和燒嘴式加熱爐三種。同一般的加熱爐相比，蓄熱式加熱爐的燃燒方式、換熱方式、換熱介質等方面都發生了重大的變化，爐型結構也發生了變化。

　　自流澆注料是一種不需要震動即可自行流動成型、找平和脫氣的低水泥或超低水泥耐火澆注料。針對不同使用部位選用適合的原料和粒度級配，采用複合超微粉和高效分散劑，以獲得較好的施工性能和高溫使用性能。自流澆注料適用于施工部位狹窄和形狀複雜的部位，如軋鋼加熱爐爐底水管的包紮、結構特殊的蓄熱式加熱爐的爐牆，某些需要局部修補和填塞的部位使用自流澆注料也比較方便。

　　通道式加熱爐的爐體內有許多相互隔離的蓄熱室和很多縱橫交錯的煤氣管道或空氣管道，用傳統的振動成型澆注料澆注的蓄熱室，由于普通耐火澆注料的級配不盡合理，又多用水泥結合，存在著中溫強度下降、線收縮大、體積穩定性差等不足，經過一段時間的使用後容易出現開裂，使得蓄熱室在運行過化工原料程中跑風漏氣，影響換熱節能效果，特別是煤氣蓄熱室一旦漏氣還會給生産帶來安全隱患。普通澆注料在施工過程中使用振動設備來使材料産生流動，以達到所要求的填充效果，但是在蓄熱室爐牆這種空間狹窄、形狀複雜的部位（爐牆爲多層結構，分層施工，每層厚度僅100mm左右），振動設備無法使用，用自流澆注料便很好地解決了這一問題。

　　水冷管包紮采用快幹自流澆注料。水冷管包紮部位由于材料厚度小，一般在40～60mm，若采用澆注料，很難振動充分，從而影響材料的整體性和強度，采用快幹自流澆注料，不僅材料可以自行充填致密，材料的整體和強度能保證，而且易于施工和烘烤。