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热处理炉耐火材料的应用

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详细说明

热处理炉耐火材料的应用

    耐火材料是能抵抗高温并承受高温下产生的物理、化学作用的材料的统称。
    耐火材料性能包括物理性能如体积密度、气孔率、热膨胀性、导热性等和工作性能如耐火度、高温结构强度、耐急冷急热性能等。
    1.耐火材料工作性能
    1)耐火度:
    耐火度指耐火材料抵抗高温作用的性能,热处理炉用耐火材料受热后软化到一定程度时的温度表征。
    耐火度测定:将一定尺寸的三角形锥体,在规定的加热条件下加热,当试锥顶部因受温度及本身重量影响弯到刚接触底平面时的温度称为该材料的耐火度。
按耐火度不同,耐火材料分为:普通耐火材料:耐火度在1580-1770℃;耐火材料:耐火度在1770-2000℃;特级耐火材料:耐火度在2000℃以上。
    2)高温结构强度:
    高温结构强度用荷重软化点评价,即在一定压力(196KPa,轻质材料为98KPa)条件下,以一定速度加热,热处理炉测出试样开始变形(0.6%)时的温度和试样变形达4%、40%的温度,前者叫荷重软化开始点,后者叫荷重软化4%或40%软化点。
    耐火材料的高温结构强度主要取决于化学成分和体积密度。
    耐火材料的使用温度必须低于其荷重软化点。
    3)高温化学稳定性:
    高温化学稳定性指耐火材料在高温下抵抗熔渣、熔盐、金属氧化物及炉内气氛等的化学作用和物理作用的性能。
    高温化学稳定性常用抗渣性来评定,它取决于组成物的化学性质及其物理结构,目前多数仅以定性指标表示。例如无罐气体渗碳炉耐火砖用三氧化二铁含量小于1%的抗渗碳砖。
    4)耐急冷急热性能(热震稳定性):
    耐急冷急热性能指材料抵抗温度急剧变化而不发生破坏的性能。
    测定方法:将耐火制品加热到850℃,然后放入流动冷却水中冷却,反复进行该过程,直到其破碎或剥落重量损失达到20%时的次数。
    耐急冷急热性能与制品的物理性能、热处理炉形状和大小等因素有关。
    5)高温体积稳定性:
    高温体积稳定性:指高温下长期使用时,化学成分发生变化,产生再结晶和进一步烧结,从而使耐火材料的体积发生收缩或膨胀。
    通常用膨胀系数或重烧线收缩来表示。
    2.常用耐火材料
    1)耐火粘土砖:
    最常用的耐火材料,主要用于炉顶、炉底、炉侧墙等耐火层。
    2)高铝砖:   
    主要用于高温热处理炉耐火层、电阻丝或电阻带搁砖、热电偶导管、马弗炉炉芯等。
    3)轻质砖与超轻质砖:
    主要用于炉墙和炉顶。
    4)耐火纤维:
    主要用于低温炉的保温材料。分晶质和非晶质耐火纤维两种。
    非晶质耐火纤维:分普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、含铬硅酸铝纤维和高铝纤维四种。其中普通硅酸铝纤维是应用最广泛的耐火纤维,常制成各种厚度的纤维毡。
    晶质耐火纤维:主要有多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维两种。
    二.保温材料
    1.保温材料特点:
    体积密度小;气孔率高;热容量小;热导率小等。
    2.常用保温材料:
    硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉、高温轻质珍珠岩等。
    三.炉用金属材料
    1.炉外用金属材料:
    主要用于炉子外壳和构架,如热处理炉Q235A钢板、角钢、槽钢、工字钢等。
    2.炉用耐火钢:
    用作炉底板、炉罐、坩埚、辐射管、导轨、料框、炉辊、传送带、夹具、紧固件、电热元件及其引出棒等。我国早期均采用3Cr18Ni25Si2和1Cr25Ni20Si2。60年代后期采用铬锰氮和铬锰氮硅钢。近年来开始使用含镍少的3Cr24Ni7SiN和3Cr24Ni7SiNRe。

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