【附国内及国际对照表】耐火材料当中最易被混淆的两样指标

耐火材料行业是一个说大不大,说小不小的行业。
为什么这样说,说它小是因为在整个应用市场来讲,不管是钢铁行业、水泥行业还是建材、玻璃或者是铁合金行业,这些企业每年用到的耐火材料总量占整个企业生产应用物料比重很小很小一部分,在钢铁行业甚至把耐火材料归为辅料。说它大,是因为这些行业但凡离开耐火材料都无法正常生产和运行,是必不可少的一种工业高温材料。
今天我们主要来说说关于几个经常被人混淆的几个指标名词。
案例1:我的窑炉里面温度1700度,我要找一种料,能耐1700度的高温的。
时常有客户由于对自己用什么材质的料搞不清楚,那么这时候厂家就会问窑炉的工况环境,最高温度是多少,长期工作温度是多高?懂行的采购商就会说告知正常工作时的长期温度,有的采购客户呢会告诉你最高温度,这时候推荐过去的料肯定是高指标的,报过去价格了他又嫌高。
这里面牵扯到的是一个“温度”,耐火材料上常用的温度包括有耐火度和荷重软化温度。
(一)耐火度
耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。同时耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。
耐火度的意义与熔点不同,不能把耐火度作为耐火材料的使用温度
耐火度系指试样在高温作用下抵抗熔化的能力。它与熔点不同,熔点是纯物质的结晶相与其液相处于平衡状态下的温度。不定形耐火材料及其原材料是由多种不同的化合物组成的集合体,故无熔点,只有其熔融温度范围。耐火度用对比法测定。
材料的化学矿物组成和微观结构,是影响其耐火度的最基本因素,各种杂质成分特别是强熔剂的杂质成分,将严重降低其耐火度。因此,材料进行精选和高纯化十分重要。应当指出,将耐火度指标作为一般材料的使用温度是不对的。因为达到耐火度温度时,材料已软化无机械强度了。使用温度系用耐火度和荷重软化温度等性能指标综合评定的。
耐火材料的耐火度通常都用标准测温锥的锥号表示。各国标准测温锥规格不同,锥号所代表的温度也不一致。世界上常见的测温锥有德国的塞格尔锥(Segerkegel,缩写为SK)、国际标准化组织的标准测温锥(ISO)、中国的标准测温锥(WZ)和前苏联的标准测温锥(ПК)等。其中ISO、WZ、ПК是一致的,采用锥号乘以10即为所代表的温度。
测温锥的WZ、ⅡK和SK标号对照表见表1。
耐火测温锥标号对照表见表2
通俗点讲呢,耐火度是表明耐火材料软化到一定程度时的温度,达到这个温度时,耐火材料一般已经熔化了(在窑炉内已经不能使用了),达到这个温度时耐火材料已经不再具有机械强度也没有耐侵蚀性了。
常用耐火原料的耐火度如下表:
耐火材料耐火度的试验方法,国标现行的标准为:GB/T 7322-2017《耐火材料耐火度的试验方法》。
常用耐火制品的耐火度和使用温度。
(二)荷重软化温度
荷重软化温度是指耐火材料在连续升温条件下承受恒定载荷而产生变形的温度。它表明材料在高温和荷重共同作用下的抵抗能力,也表征材料呈现明显塑性变形的软化温度。因此,该指标是确定不定形耐火材料使用温度的重要依据之一。
检测时,试样尺寸为直径50mm和高50mm的圆柱体,施加0.2MPa的静压力,连续升温使试样膨胀到最高点而后压缩至原始高度的0.6%为荷重软化开始温度,变形4%时为变形4%的荷重软化温度。
不定形耐火材料因耐火骨料临界粒径较大和未经烧成等情况,试验时可视为材料的烧结过程,因此与定型烧成制品相比,其荷重软化温度有所不同。不定形耐火材料测定变形0.6%和变形4%的荷重软化温度,其结果只报告变形4%的温度。该温度重现性较好,即较准确。应当指出,由于掺外加剂,测定的荷重软化温度较低,如低水泥高铝质耐火浇注料等,实际使用温度却较高。
表5为耐火浇注料的耐火度和荷重软化温度。
影响耐火制品荷重软化温度的因素主要是其化学矿物组成和显微结构。
提高原料的纯度,减少低熔物或熔剂的含量,增加成型压力,制成高密度的砖坯,可以显著提高制品的荷重软化温度。
测定耐火制品荷重软化温度的方法有示差-升温法和非示差-升温法两种。
国际标准和中国标准规定用示差-升温法测定耐火制品的荷重软化温度。其原理是在规定的恒压载荷和升温速率下加热圆柱体试样,直到试样产生规定的压缩形变,记录升温时试样的形变,测定在达到规定形变量的相应温度。
中国冶标规定用非示差-升温法测定耐火制品的荷重软化温度。
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