耐火材料应在一定的高温操作条件下，能长期使用而不损坏。一般以下述几个技术指标来衡量其性能。(一)耐火度当耐火材料在足够的高温作用下，将逐渐发生软化，并熔融成某种粘性的液体。因而，耐火度即指一种耐火材料抵抗高温而不产生熔化的温度。它是表现耐火材料性能的主要方面之一。耐火度系用规定尺寸和形状的试样，以一定的加热速度来测定的。这种标准试样是高为30毫米的三角锥体，下底为8毫米，上边为2毫米。在高温的影响下，试样逐渐软化，并根据生成溶体后粘性的降低，在其本身重量的作用下，向底部倾斜。把试样顶点降低到其底平面时的温度，作为耐火材料的假定“熔化”温度。试样的加热速度可以影响这种“熔化”温度，因此须遵守一定的加热速度。试样温度的测定，系与处于同样加温条件下的标准测温锥来比较的。这种“测温锥”是用高岭土、铝氧和石英的混合材料做成的，在低温锥内还加入易熔物。这样就组成不同弯倒温度的测温锥。目前一般公认的耐火砖，其耐火度都应在℃以上。(二)高温下的结构强度耐火制品的高温结构强度，一般采用耐火材料在每平方厘米2公斤静止负荷作用下所引起的一定数量变形的温度来表示。按变形数量又分为开始变形温度变形为4%~10%，和终了变形温度变形20%~40%。耐火材料的荷重软化温度，主要取决于天然耐火物的化学一矿物性质(也就是某些结晶相的存在)、制品砖块结晶构造的特性、结晶与玻璃相(无晶形)间的比例以及玻璃相在一定温度下的粘性。而制品的一般可见的颗粒组织情况对它也有一定影响。较密致的和较坚实的制品具有较高的开始软化点。另外增加易熔物的数量也将降低耐火材料的变形温度。变形温度的降低数量，主要取决于易熔物的化学成份及其配比。影响最大的是能增加液相数量并减低其粘性的氧化物，这种氧化物对粘土砖是Na2O，对硅砖是Al2O3。但用作矿化剂的并能增加和改善砖块结晶化的氧化物，则可促使软化温度的提高。工业窑炉垂直墙上的实际负荷，远比检验时所采取的每平方厘米2公斤的负荷为低。只有在特殊的情况下，才达到每平方公分0.5~1.0公斤。而且当衬砖的一面加热时，其负荷的重量为砌体较冷的一面所承担。而支柱与拱顶部份则影响较大。在大多数情况下，熔渣、燃料灰、矿粉、气体等是损害耐火砖的主要因素。由于这些东西的作用，可以改变耐火砖的化学一矿物成份，显著降低它的结构强度。在焦炉上砌体的受热条件与其他工业炉不同，整个炉体由将近10米高的耐火砌体构成，自重甚大。砌体又系两面受热，并经常遭受机械磨擦。因此，需要保持较低的操作温度，必须严格地遵守加热制度，以保持炉砖的寿命。(三)高温下的体积固定性当耐火砖长期在高温情况下存留时，将会引起一些残存的相成份和组织的继续变化，产生重结晶和烧结现象。这些化学变化的出现，引起耐火制品体积的改变。这些非可逆性的尺寸变化，叫做耐火材料的残存膨胀或收缩。这些残存膨胀或收缩是由于耐火制品的烧成不足所引起的。因此，在足够的烧成温度和烧成时间下，可使耐火材料达到最高的体积固定性。但是砖块在过高的温度下烧成时，可能引起砖的变形及其组织的玻璃化。因砖的变形而造成大量废品，而组织的玻璃化将降低其温度急变的抵抗性。当残存收缩过大时，将引起砌体砖缝的开裂，破坏砌体的严密性，结果导致砌体结构的松裂和破坏。残存膨胀为害较少。但过大时也将引起砌体的肿胀，使其几何形状和均匀分布的应力遭到破坏。耐火材料的残存收缩和膨胀，系采用在一定温度下将其重复锻烧的方法来测定。每组和每种制品的检定温度，系根据对此种制品的要求和使用条件来决定，对各种状态的粘土质和半硅质耐火材料，取为~℃，对硅砖则为℃。测定锻烧前与锻烧后的体积变化，换算成线收缩，以百分率来表示。各种耐火材料的残存收缩或膨胀的准许数字，取决于其使用性质，一般都不应超过0.5~1.0.。(四)温度急变抵抗性在间歇操作的工业窑炉内，由于加热温度发生变化，或在连续操作的设备内，由于温度的波动，都会使耐火制品产生裂纹甚至产生与加热面平行的砖片剥落情况。耐火制品抵抗温度反复波动而不损坏的性能称为温度急变的抵抗性。这种崩裂的原因，是由于加热温度变化后在制品的内部由温度差而产生的应力所致。它跟耐火制品的热膨胀性能和导热性有直接关系。采用计算方法来测定温度急变抵抗性是很复杂和不易完全的。因而一般都采用直接测定方法，这种方法是将标准尺寸的耐火制品的一端放在电炉内急骤加热到$，然后在流动的水中冷却。按照OCT-的标准方法，以剥落部份达到最初总重20%以前所能耐住的急冷急热次数来表明耐火材料的温度急变抵抗性。这样的测定方法，显然是同工业窑炉的操作条件不一致的。但由于试验时间的限制，一般都采用这种方法来检验。表1列出各种耐火制品的温度急变抵抗性指标。表1各种耐火材料的温度急变抵抗性另外还有一些其他的试验方法，从这些试验的结果，可以提供某种耐火材料在这方面的性能，而在选择焦炉各个部位使用的耐火材料时，应将其作为重要条件之一来考虑。(五)某些物理性能主要的物理性能有下列几种：1.热膨胀：耐火制品跟所有的物理物体相同——加热后产生膨胀，冷却后即行收缩。这种膨胀属于可逆性的物理变化，与前述的“残存膨胀”不同。前者的膨胀是由于相成份和组织变化所引起的一种非可逆性的变化，而热膨胀则取决于该材料的化学一矿物成份，而砖块的组织性质、密度和强度等都无影响。耐火材料的热膨胀可用下式表明:评定耐火材料的性质不仅要考虑其膨胀系数的大小，而且还考虑在整个膨胀过程中的均衡性。特别是在要求砌体结构密实、寿命长、而且是采取硅砖砌成的焦炉中，热膨胀就显得更为重要了。2.热传导性：耐火制品的热传导性系数以导热系数“来表示。其单位可用技术单位——千卡/米小时度，或物理单位——毫卡/厘米秒度来计算。导热系数λ值随加热温度的提高而增大。如在室温下硅砖的λ值为1千卡/米小时度左右，在~℃时则增大至1.5千卡/米小时度。粘土砖的数值也发生相似的变化。但对于某些具有结晶组织的耐火制品，在温度提高时，λ值反而缩小。例如镁砖在室温下λ值为4~5，千卡/米小时度，而在℃时降为2~3千卡/米小时度。碳化硅砖尤为显著。导热性随耐火制品气孔率的提高而降低。例如体积比重1.95的密致粘土砖，其λ值为0.9千卡/米小时度，但体积比重增至2.2时，λ值提高为1.10千卡/米小时度。热传导性对于砌筑焦炉炭化室加热墙来说，是个非常重要的技术指标。3.热容量：热容量以千卡/公斤，度来表示。在计算焦炉蓄热室格子砖和炉墙砖的含热量时很有用，它能表示砌体自废气中吸存热量的能力。(六)砖块组织的密度指标耐火制品的颗粒组织密实程度和机械强度，是表明耐火材料性能的另一个重要方面。组织密度和强度的提高，即表示这种耐火制品能够承受较为恶劣的生产操作条件而不致损坏。1.密度：耐火制品的密度以如下几个数值来表明：吸水率、体积密度、显气孔率和真气孔率。体积密度和显气孔率是评定各种耐火材料的重要指标。同一种砖型，尤其在同一工厂，用同一原料按规定程序来制造的，其产品体积密度的波动是不大的，因而常常可按体积重量数值来判断耐火制品的烧成、原料的质量或其他制作工序是否良好。体积重量系材料的单位体积重量，其中包括空隙，以克/厘米3表示，用从砖上打下的小砖块，在水内饱和后用静水秤量法来测量。在煮沸后被砖块吸入的水量叫做吸水率，以砖块干时重量的百分数来表示。砖块被沸腾的水所占据的体积与砖块的整个体积之比，称为显气孔率。如以水的比重为1.0，则显气孔率即为吸入水的重量除以砖块体积所得的结果(以百分数表示)。真气孔率即所有空隙的总和——包括沸水能渗入的和密闭的气孔，与其比重的比值，以百分数表示，其求法如下：材料单位体积(不包括空隙)的重量叫做真比重。2.透气性：当耐火制品的两侧与不同压力的气体接触时，气体将由压力较大的一侧，经耐火制品中的气孔流往压力较小的一侧。耐火制品的这种性能，就叫做透气性，它随耐火砖块气孔率的降低而缩小。除此以外，透气性还取决于孔隙的大小及其相互间的联系。因而透气性除能表示气孔量以外，还能表明孔隙的性质。在焦炉的砌体中，大部份都处于不同压力的气流下，如蓄热室墙、炭化室墙等。为了保证这些砌体在生产时的严密，应当要求耐火砖具有最小的透气性。3.耐压强度：在大部份的工业窑炉和焦炉上，耐火制品所承受的负荷都不大，一般不超过1~2公斤/平方厘米。而实际上，大部份耐火制品的耐压强度都在~公斤/平方厘米之间或者更高。所以，制品的耐压强度决不是为了抵抗炉墙上所产生的静止负荷。高的耐压强度主要是表示成型料的加工质量、砖块组织均匀性及其烧成良好程度等项的主要指标。某些强度较高的制品，常常必须具有高的烧成温度，以便在其中完成重结晶、砖块烧结、减少残存收缩过程等。为了抵抗摩擦、冲击和其他机械作用，也需要较高的耐压强度。耐压强度补充气孔率而成为检查产品组织均匀性和操作过程正确性的可靠指标。因此，每种耐火制品都必须进行耐压强度的检验。根据专门的试验确定：大部份耐火制品的强度是随着温度的提高而增加的，在℃~℃时到达最高的强度。这个最高数值可能为常温下所得数值的~%。但随着温度的提高而又显著地降低。(七)化学——矿物性质砖块的化学和相成份以及结晶的组织特征等，决定着耐火制品的各种性质。而耐火制品的物理性能在一定程度上，也受到化学-矿物性质的限制。耐火制品在高温下的结构强度、烧成时的体积固定性及抗渣固定性等，在很大程度上也受化学-矿物性质的影响，(八)外形尺寸的正确性根据某些损坏的工业窑炉来看，耐火砌体的砖缝一般都是损坏的开始地点。因而，质量良好的砌体应保证砖缝的宽度和均匀程度，特别在焦炉耐火砌体上更为重要，而保持砖缝的正确良好又依靠耐火砖的外形尺寸的正确性。保持制品的正确形状和尺寸，尤其是单重较大的异型制品是非常困难的，因为从耐火制品成型时开始，一直到最后烧成为止，在这整个生产过程中，都伴随着收缩和膨胀。而影响收缩和胀膨数值的因数又是很多的。例如：原料成份配此、颗粒级配、润湿程度、分布均匀程度、压制压力及烧成温度等等，这些都将影响到制品外形尺寸的正确性。

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/6457.html