耐火材料使用性能(servicepropertyofrefractories)

耐火材料在高溫下使用時(shí)所具有的性能。包括耐火度、荷重軟化溫度、重?zé)€變化、抗熱震性、高溫抗折強(qiáng)度、高溫蠕變性、抗氧化性和抗渣性等。通常前6項(xiàng)為基本使用性能，已列入產(chǎn)品的技術(shù)條件；后兩項(xiàng)雖尚未被列為技術(shù)條件，但對某些產(chǎn)品卻為重要使用性能，它的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命。

特性耐火度是用來判定材料能否作為耐火材料使用的依據(jù)，但它并不代表材料可以使用的溫度。荷重軟化溫度表示制品在此溫度下出現(xiàn)了明顯的塑性變形，在一定程度上表示制品在其使用條件相仿情況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是制品能否在該溫度下使用的重要依據(jù)。重?zé)€變化是燒成的耐火制品，再次加熱后發(fā)生的非可逆性變化，此性能的好壞，直接關(guān)系到爐窯在高溫下長期使用的安全性，過大的重?zé)湛s或膨脹都會(huì)導(dǎo)致爐窯砌體開裂或倒塌?？篃嵴鹦允悄突鹬破返挚箿囟燃眲∽兓粨p傷的能力。耐火材料在使用中，溫度急劇變化是經(jīng)常的現(xiàn)象，不僅是間歇操作的熱工設(shè)備如此，連續(xù)操作的各種煉鋼爐，在加料、出鋼時(shí)，耐火材料都會(huì)經(jīng)受溫度的急劇變化，如果抗熱震性不好，隨時(shí)都有開裂、掉片、剝落的危險(xiǎn)，直接影響煉鋼爐的使用壽命。抗渣性是指耐火材料在高溫下抵抗熔渣侵蝕和沖刷的能力。熔渣對耐火材料的侵蝕損毀機(jī)理十分復(fù)雜，但主要是熔渣通過耐火制品的孔隙向耐火材料中滲透，進(jìn)而將耐火材料熔蝕在熔渣中，或造成結(jié)構(gòu)疏松開裂、脫落，導(dǎo)致?lián)p毀，它直接決定耐火材料的使用壽命。各種耐火材料由于使用的條件不同，所要求高溫下具備的性能也各有所偏重。如高爐用熱風(fēng)爐磚，在高溫下使用時(shí)，不僅要經(jīng)受送風(fēng)期與燃燒期溫差較大的變化，需要較好的抗熱震性，而且受壓負(fù)荷大，長期處于四周受熱的狀態(tài)，用荷重軟化溫度來表達(dá)其使用性能已顯得不足，而更重要的是高溫蠕變性能。轉(zhuǎn)爐爐襯用耐火材料，在高溫下直接與鋼水、爐渣接觸，因此，它的抗渣性就特別重要，尤其是爐身部分，要受到吹煉時(shí)爐渣和鋼水的噴濺作用，造成化學(xué)侵蝕、磨損和沖刷，還要受到裝入廢鋼和鐵水的直接撞擊和沖蝕的嚴(yán)重機(jī)械損傷，同時(shí)受到溫度急劇變化的影響。因而，轉(zhuǎn)爐爐襯材料除必須具有較高的抗渣性和相當(dāng)高的高溫強(qiáng)度以外，還必須具有相當(dāng)好的抗熱震性，現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐爐襯材料大都是采用堿性含碳耐火材料，效果良好。但如果其中的碳被氧化，抗渣性就會(huì)顯著降低，因而抗氧化性也是轉(zhuǎn)爐爐襯含碳耐火材料的一個(gè)重要使用性能，為了防止碳的氧化，常采用加入適量的金屬添加劑，以提高其抗氧化的能力。對于不定形耐火材料，由于制造工藝過程中，不經(jīng)過燒成工序，在它的使用性能中，加熱線變化顯得十分重要，它關(guān)系到不定形耐火材料砌體的砌筑、烘烤及使用壽命。如加熱線變化過大，不僅在施工、烘烤中會(huì)開裂，而且會(huì)有倒塌的危險(xiǎn)。

提高使用性能的途徑提高耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量，延長耐火材料使用壽命的關(guān)鍵。通?？梢詮南旅鎺讉€(gè)方面考慮，首先是降低原料的有害雜質(zhì)，如K2O、Na2O等的含量，提高原料的純度，或采用人工合成的方法制備優(yōu)質(zhì)原料或熟料，在破碎過程中，應(yīng)避免混入雜質(zhì)，以防降低其耐火度。其次是在配料中嚴(yán)格控制顆粒配比，并適當(dāng)?shù)丶尤胛⒎刍蛱砑觿┑?，采取高壓成型，使半成品的坯體具有足夠高的體積密度，最后采取高溫?zé)桑怪破穬?nèi)的物理化學(xué)反應(yīng)完全、充分燒結(jié)，以便全面地提高耐火材料的使用性能，達(dá)到延長耐火材料使用壽命的目的。再次是在使用耐火材料砌筑熱工設(shè)備時(shí)，必須根據(jù)使用條件，選用合適的耐火材料，注重其有關(guān)性能，才能獲得滿意的效果。

隨著高溫工業(yè)的發(fā)展，對耐火材料的性能要求日益全面、苛刻。斷裂力學(xué)性能檢驗(yàn)及無損探傷檢驗(yàn)，將愈來愈受到人們的重視。