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學霸來了!高鋁耐火磚的理化指標檢測計算公式
- 由 找耐火材料網 發表于 籃球
- 2022-01-25
磚的等級強度怎麼算
隨機在每批進廠的LZ-65型普通高鋁磚中抽取6塊磚樣品,對錶1中所列6種主要理化指標,按GB/T6900規定的試驗方法進行檢測。
1、氧化鋁質量分數[w(Al2O3)]
氧化鋁的質量分數[w(Al2O3)]試驗,按GB/T6900的規定,採用乙酸鋅反滴定EDTA容量法進行,按式(1)計算:
式中:
c——EDTA標準溶液濃度的準確數值(mo1/L);
V1——加入EDTA標準溶液體積的數值(mL);
V2——回滴過量EDTA標準溶液所用乙酸鋅標準滴定溶液體積的數值(mL);
K——乙酸鋅標準滴定溶液換算成EDTA標準溶液的係數;
M——AI2O3的摩爾質量的數值(g/mo1)(M=101。96g/mo1);
m1——試樣的質量的數值(g)。
兩次氧化鋁質量分數試驗資料、氧化鋁質量分數的計算結果及期平均值見表1。
氧化鋁質量分數計算表
檢驗結果:w(Al2O3)=67。16%>65%,符合GB/T2988的規定。
氧化鋁是高溫燒結生成莫來石的主要氧化物之一。莫來石是Al2O3-SiO2二元系中常壓下唯一穩定存在的二元化合物,化學式為3Al2O·32SiO2,其理論組成為Al2O371。8%,SiO228。2%,具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。經檢測,該磚氧化鋁質量分數w(Al2O3)=67。16%。因此,該磚為莫來石質磚,主要是莫來石晶體,呈針狀,形成交叉網路結構,少量玻璃相充填其間,組織結構緻密,能承受應力、耐高溫、不易變形,具有良好的高溫強度。磚在窯內使用時再次重燒,產生二次莫來石,有利於提高熱穩定性和耐壓強度,也促進了荷重軟化開始溫度的提高,增強了承受窯爐荷重和操作過程中所產生的應力。在高溫下,不喪失結構強度,不發生軟化變形和坍塌,熱膨脹小,高溫下體積穩定。
2、顯氣孔率(Лa)
顯氣孔率(Лa)是指:帶有氣孔的材料中所有開口氣孔的體積與其總體積之比,用%表示。
顯氣孔率(Лa)試驗按GB/T2997規定的方法進行,其中試樣的浸漬按常規法,按式(2)計算:
式中:m1——乾燥試樣的質量(g);
m2——飽和試樣懸浮在水中的質量(g);
m3——飽和試樣在空氣中的質量(g)。
檢驗結果:顯氣孔率Лa=18。81%<24%,符合GB/T2988的規定。
高鋁磚氣孔率有三種,包括顯氣孔率、閉氣孔率和真氣孔率。由於閉口氣孔的體積難以直接測定,因此,材料的氣孔率指標常用開口氣孔率,即顯氣孔率來表示。氣孔率不僅反映高鋁磚緻密程度,而且還反映其製造工藝是否合理,他幾乎影響高鋁磚的所有效能,尤其是強度、熱導率、抗侵蝕性、抗熱震性等。一般來說,氣孔率增大,強度降低,熱導率降低,抗侵蝕性降低。經檢測試樣的顯氣孔率Лa=18。81%,氣孔率較低,因此,抗侵蝕性、抗熱震性強。
3、常溫耐壓強度σ
耐壓強度是衡量耐火材料質量的重要效能指標之一,常溫耐壓強度是指:耐火材料在常溫下,按規定條件加壓,發生破壞前單位面積上所能承受的極限壓力。
常溫耐壓強度σ試驗按GB/T5072的規定進行,按式(3)計算:
式中:
σ——常溫耐壓強度(MPa);
Fmax——記錄的最大載荷(kN);
A0——試樣受壓面初始截面積(mm2)。
檢驗結果:常溫耐壓強度σ=77。02MPa>50MPa,符合GB/T2988的規定。
高鋁磚的常溫耐壓強度是其組織結構的引數,特別是其顯微結構的敏感引數。而材料顯微結構的形成受材料製備過程中各種工藝因素的制約,如原料的特徵及配料比、顆粒大小和級配以及顆粒間的結合、成型方法和燒結狀態等,都對材料的顯微結構有重要影響。而常溫耐壓強度是檢驗現行工藝狀況的可靠方法。另外,透過材料的常溫耐壓強度可間接地評定其他力學性質的優劣,良好的耐磨性和耐撞擊性等都與其有較高的常溫耐壓強度相對應。因此,常溫耐壓強度是判斷製品質量的重要指標。經檢測,該磚常溫耐壓強度σ=77。02MPa,遠大於GB/T2988規定的50MPa,而具有良好的力學效能、耐磨性和耐撞擊性等,因此,可提高窯內襯抗磨和抗撞擊性,保證長期使用。
4、 0。2MPa荷重軟化開始溫度T0。6
荷重軟化溫度,又稱荷重變形溫度。
0。2MPa荷重軟化開始溫度是指:在0。2MPa荷重下,試樣從焙燒膨脹至最大值壓縮原試樣高度0。6%時的變形溫度,即T0。6,稱為荷重軟化開始溫度。0。2MPa荷重軟化開始溫度T0。6,試驗按YB/T370的規定進行。
試驗結果:T0。6=1690℃>1500℃,符合GB/T2988的規定。
耐火材料的荷重軟化溫度,表徵其在恆定荷重下,在高溫和荷重同時起作用的抵抗能力,是工程應用中一項重要的高溫機械效能指標。耐火材料荷重軟化溫度的高低,主要取決其化學、礦物組成和顯微結構。結晶相形成網路骨架,材料的荷重軟化溫度就高。高鋁磚達到一定高溫後,就會因自重或應力作用,即在高溫和應力共同作用下,造成壓縮、軟化變形。變形適度能吸收應力。可是超過一定限度後,就會損壞。GB/T2988規定高鋁磚0。2MPa荷重軟化開始溫度最低限制為1500℃,表明高鋁磚的0。2MPa荷重軟化開始溫度,如低於1500℃,其高溫機械效能不能滿足需要,極易造成損壞。經檢測,該高鋁磚0。2MPa荷重軟化開始溫度為1690℃,遠大於1500℃,因此,具有良好的高溫機械效能,有利於提高窯的使用壽命。
5 、加熱永久線變化Lc
加熱永久線變化:是指耐火材料在無外力作用下,加熱到規定溫度,保溫一定時間,冷卻到常溫後所殘留的線膨脹或收縮。這也是表徵高溫體積穩定性的一個方面,是耐火製品的一項重要質量指標。
加熱永久線變化Lc以試樣加熱前後長度變化率計,數值以%表示。
加熱永久線變化Lc試驗按GB5988規定的體積法進行,按式(4)和式(5)計算。
試樣的體積VB按式(4)計算:
式中:
m1——飽和試樣懸浮在水中的質量(g);
m2——飽和試樣懸浮在空氣中的質量(g);
ρ——水的密度(g/cm3),ρ=1g/cm3。
1450℃×2h加熱永久線變化Lc按式(5)計算:
式中:
V1——試樣加熱後的體積(cm3);
V0——試樣加熱前的體積(cm3)。
檢驗結果:加熱永久線變化Lc=0。04%,符合GB/T2988的規定。
由於耐火製品在使用過程中,可能有進一步燒結和物相的繼續變化,從而再次引起體積變化,產生加熱永久線變化——殘餘線收縮或膨脹。殘餘收縮過大,會造成窯襯砌體開裂甚至脫落;殘餘膨脹過大,會形成較大的內膨脹應力致使襯磚損壞。經檢測加熱永久線變化Lc=0。04%,符合GB/T2988的規定,可有效的保證窯在使用過程中窯襯砌體的體積穩定性和緊密性,整體性較強,減少了在使用過程中物料對磚縫的侵蝕。
6、 抗熱震性
抗熱震性,指材料在承受急劇溫度變化時,評價其抗破損能力的重要指標。
抗熱震性試驗按YB/T376。1的規定進行,用受熱端面破損一半的急熱急冷迴圈次數表徵其抗熱震性。
經檢測,急熱急冷迴圈21次時,試樣受熱端面破損接近一半,在22次時,試樣受熱端面破損大於一半。
試驗結果:急熱急冷迴圈次數=21次>15次,符合GB/T2988的規定。
高鋁磚在低溫和中溫下是脆性材料,缺乏延性,在熱工裝置使用中,常常受到急劇的溫度變化,導致損傷。抗熱震性是耐火材料重要的使用效能之一。熱抗震性經檢測急熱急冷迴圈次數達21次,符合需方的要求。因此,熱抗震效能良好,在使用過程可避免掉皮、掉塊、剝落、坍塌等現象的發生,可保證迴轉窯長期使用。
高鋁耐火磚的這些理化指標檢測公式你都會了嗎?
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