不定型耐火材料的使用性能,以成為高溫性能,包括耐火度、荷重軟化溫度、線變化率(高溫體積穩定性)、熱抗震性、抗渣性和抗氧化性等性能。高溫性能應滿足窯爐和熱工設備的使用要求,以便提高其壽命,獲得良好的經濟效益。因此,高溫性能是評價材料質量的重要技術指標,也是選擇材料及使用部位的重要依據。
一、耐火度和荷重軟化溫度
1.耐火度
耐火度系指式樣在高溫作用下抗熔化的能力。它與熔點不同,熔點是純物質的結晶相與其液相處于平衡狀態下的溫度。不定形耐火材料及其原材料是由多種不同的化合物組成的集合體,故無熔點,只有其熔融溫度范圍。耐火度用對比法測定。
材料的化學礦物組成和微觀結構,是影響其耐火度的最基本因素,各種雜質成分特別是強溶劑的雜質結構,將嚴重降低其耐火度。因此,材料進行精選和高純化十分重要。應當指出,將耐火度指標作為一般材料的使用溫度是不對的。因為達到耐火度溫度時,材料已軟化無機械強度了。使用溫度系用耐火度和荷重軟化溫度等性能指標綜合評定。
2.荷重軟化溫度
荷重軟化溫度系指式樣在連續升溫條件下承受恒定荷載而產生形變的溫度。它表征材料在高溫和荷重共同作用下的抵抗能力,也表征材料呈明顯塑性變形的軟化溫度。因此,該指標是確定不定形耐火材料使用溫度的重要依據之一。
二、線變化率
不定型耐火材料的線變化率,與定型燒成制品的重燒線變化是不同的,檢驗方法基本相同。高溫體積穩定性較少測定。一般測定其線變化率,分為烘干線變化率和燒后線變化率。燒后線變化率亦稱全線變化率,因烘干線變化率較小,經常忽略不計。
烘干線變化率系指式樣在110℃烘干一定時間后的長度不可逆變化量與烘干前其長度之比,以百分率表示。
燒后線變化率系指式樣在規定溫度下加熱一定時間后的長度不可逆變化量與加熱前其長度之比,以百分率表示。
三、抗熱震性
抗熱震性系指式樣對抗溫度急劇變化作用而不破壞的能力。它又稱為急冷急熱性、溫度急變抵抗性和熱穩定性。眾所周知,材料在使用過程中,溫度的升高或降低不可避免,使之產生膨脹和收縮,即產生熱應力。當熱應力超過材料的自身結構強度時,就發生了開裂或剝落,甚至使襯體崩潰。因此,該性能是判斷材料質量的重要指標,也是設計選材和使用操作的依據之一。
抗熱震性與材料的化學礦物組成、微觀結構、物料顆粒及配制工藝、熱膨脹和熱導率等性能有密切的關系,與材料的組織結構和強度也有密切的關系。
四、抗渣性
抗渣性系指式樣在高溫下抵抗熔渣侵蝕和沖刷作用的能力。它是衡量材料抗化學侵蝕和機械磨損的重要指標。在熔煉爐等熱工設備中,不定型耐火材料近年來應用越來越多,因此測定其抗渣性十分必要。
抗渣性測定方法有熔錐法。坩堝法、浸漬法、撒渣法和回轉法等。坩堝法、撒渣法和回轉法應用較多,我國規定以回轉法作為抗渣性的標準檢驗方法。