材料加熱爐基 第6講.ppt

1、第六講 材料加熱爐材料與選用,砌筑爐襯用耐火材料和保溫材料 爐膛內(nèi)用耐熱金屬材料 電熱轉(zhuǎn)化用電熱材料 爐殼和爐用機械機構(gòu)用普通金屬材料 基礎(chǔ)用建筑材料,加熱爐用耐火材料的分類,能夠抵抗高溫，并能承受高溫物理和化學(xué)負荷，耐火度大于1580的材料,按組成或特征,硅鋁系列,含鎂系列,含碳系列,特種耐火材料系列,按耐火度高低,普通耐火材料15801770,高級耐火材料17702000,特級耐火材料高于2000,高溫、環(huán)境介質(zhì)、受力,加熱爐用耐火材料的性能,耐火度,用材料受熱后軟化到一定程度的溫度來表征。,1、不是耐火材料的熔點； 2、不代表耐火材料最高使用溫度和實際使用溫度； 3、耐火材料的使用溫度要

2、比耐火度低得多,耐火材料抵抗高溫作用的性能,測量方法,用耐火錐軟倒試驗方法測定,6-1 測定耐火度耐火錐軟到情況示意圖 (a)未軟倒的原始態(tài) (b)在一定耐火溫度下的軟倒情況,測定時采用一定尺寸被測耐火材料的三角形椎體，在規(guī)定的加熱條件下，錐頂因受溫度及自身重量的影響而彎倒，測量錐頂剛接觸到托盤底平面使得溫度即為該材料的耐火度。,1、主要取決于其主要成分和易熔雜質(zhì)（如：FeO和Na2O）等含量； 2、耐火度是耐火材料研制時需要檢測的重要技術(shù)指標(biāo)。,加熱爐用耐火材料的性能,高溫結(jié)構(gòu)強度,反映高溫結(jié)構(gòu)強度 一般用荷重軟化點來評定,荷重軟化點是指在一定壓力(196kPa，輕質(zhì)材料為98kPa)條件下

3、，以一定的升溫速度加熱，測出樣品開始變形的溫度和壓縮變形達4%或40%的溫度。前者叫荷重軟化開始點，后者叫荷重變形4%或40%的變形溫度。,耐急冷急熱性(耐熱震性),反映抵抗溫度急劇變化而不破壞的性能 一般用急冷急熱次數(shù)來評定,1、不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的耐火材料測定熱震性時試驗條件不同，已有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給出詳細的規(guī)定。 2、測定方法是將試樣加熱至T維持40min后再放到流動的冷水中冷卻3min(或放在空氣中冷卻5min)，重復(fù)加熱冷卻，直到試樣失重20%(或破碎)的次數(shù)，即為耐急冷急熱性指標(biāo)。 如：輕質(zhì)耐火材料制品的測定，是將標(biāo)準(zhǔn)磚加熱到1000，在靜止的空氣中冷卻，反復(fù)進行，直至磚體的總的重量損

4、失20%的加熱冷卻次數(shù)。 3、在電爐溫度變化大的部位，應(yīng)選用耐急冷急熱性高的耐火材料。,加熱爐用耐火材料的性能,高溫穩(wěn)定性,高溫體積穩(wěn)定性,線膨脹系數(shù),重?zé)€收縮,耐火制品在高溫下使用時，產(chǎn)生再結(jié)晶和進一步燒結(jié)的現(xiàn)象，引起制品殘余膨脹或收縮從而導(dǎo)致體積不可逆變化的性能。,一般規(guī)定殘余收縮或膨脹不超過0.5%1.0%，粘土磚和高鋁磚重?zé)€收縮一般不大于0.5%(1350)，硅磚的重?zé)€膨脹一般為0.8%(1450)以下,高溫化學(xué)穩(wěn)定,指在高溫下，抵抗?fàn)t氣、熔鹽和金屬氧化物等侵蝕作用的能力,1、對于冶金用耐火材料常用抗渣性來評定。 2、粘土磚和高鋁磚對弱酸性和弱堿性溶渣具有一定抗蝕作用。 3、硅磚

5、只能抗酸性熔渣，鎂磚只能抗堿性熔渣的作用。 4、對鐵鉻電熱體要用高鋁磚作為擱絲磚。 5、對于特殊氣氛加熱爐，應(yīng)考慮爐襯耐火材料與爐氣的化學(xué)反應(yīng)。,高溫下的材料相及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,加熱爐用耐火材料的性能,其他物理化學(xué)性能,致密性,表示指標(biāo)： 1、體積密度 2、氣孔率 3、真比重,導(dǎo)電性,耐火材料在滿足性能要求時，應(yīng)盡量選用較小的體積密度，以減少蓄熱和增加保溫效果、減少爐體質(zhì)量，降低能耗。,耐火材料一般在低溫下是絕緣體，但到高溫時，有些耐火材料為導(dǎo)體，或者非耐火材料中產(chǎn)生液相因電離而具有一定導(dǎo)電性，一般不能采用高溫下導(dǎo)電性大的材料作為電阻爐的爐襯材料和高溫絕緣材料，若要采用，必須考慮采用適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

6、,常溫耐壓強度 導(dǎo)熱系數(shù) 比熱 黑度 外形尺寸,耐火材料介紹,分類,加熱爐常用的耐熱材料有： 硅質(zhì)耐火材料 氧化鋁質(zhì)耐火材料 鎂質(zhì)耐火材料 硅酸鋁質(zhì)耐火材料 鉻質(zhì)耐火材料 橄欖石質(zhì)耐火材料 白云石質(zhì)耐火材料 箐青石質(zhì)耐火材料 從使用的形態(tài)有 耐火磚 定型耐火材料 耐火搗打料 耐火纖維 不定型耐火材料 耐火混凝土 從密度和保溫性能可分為 重質(zhì)耐火材料 輕質(zhì)耐火材料,SiO2含量在93%以上的耐火材料,含量大于98%的Al2S3，俗稱為剛玉,鎂質(zhì)耐火材料含MgO80%85%，分為燒結(jié)或不燒鎂磚,含有不同比例的Al2S3 SiO2的耐火材料,如：粘土磚,耐火磚、耐火預(yù)制成型件,保溫材料介紹,主要性能

7、,熱導(dǎo)率小，體積密度小，體積比熱容小的材料，并具有一定的耐高溫性能,主要能承擔(dān)保溫角色,常用保溫 材料,硅藻土及硅藻土磚 蛭石及制品 膨脹珍珠巖及制品 保溫纖維,筑爐常用耐火材料和保溫材料及其制品的主要性能,筑爐常用耐火材料和保溫材料及其制品的主要性能（續(xù)）,加熱爐耐熱構(gòu)件用金屬材料,加熱爐用構(gòu)件,常溫爐體構(gòu)件和機械構(gòu)件，如：爐殼、爐架、爐用機械傳動件等,耐熱構(gòu)件，如：高溫用坩堝、爐罐、馬弗、料盤、爐底板、隔熱屏、風(fēng)扇、導(dǎo)軌、爐輥、傳送帶、螺線輸送器等,加熱爐在高溫環(huán)境中使用的金屬材料要求有足夠的高溫強度和高溫加熱環(huán)境適應(yīng)性，一般采用的材料有高熔點金屬和耐熱鋼,早期爐用耐熱鋼多為鉻鎳不銹鋼和鉻鎳耐熱鋼，如：1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20Si2(簡稱25-20鋼)。這些鋼含鎳