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耐火材料的耐磨性

添加时间:2019年9月29日  浏览次数:

耐火材料通常是在高温条件下使用的。高温条件下,固体离子的冲蚀磨损是造成某些工业窑炉衬里材料损坏的一个重要因素。因此对耐火材料的抗冲蚀磨损性能的研究近年来做了不少的工作。这些研究结果中,多数是关于耐火材料高温耐磨性变化规律的,如耐磨性随温度和材质的变化。有研究分析了耐火浇注料的耐磨性与耐压强度和抗折强度的关系,认为高铝浇注料的强度越高其耐磨损量越小。实际使用中发现,同类材料强度越高越耐磨这种关系会存在,但不同类型耐火材料之间的这种关系不一定存在,比如耐压强度100MPa的刚玉砖的耐磨性弱于耐压强度86MPa的高铝砖。总之,这些研究结果让更多使用耐火材料的人认识了耐火材料的耐磨性。

耐火材料的耐磨性

表1列出数年来检测的不同种类耐火材料的磨损量数据。由表1可以看到,不同材质类型耐火材料耐磨性的差异较大。根据各类耐火材料耐磨性强弱,大体上可分为三类:碳化硅质耐火材料的耐磨性最强,高铝质耐火材料和刚玉质耐火材料的耐磨性居中,碱性耐火材料、硅质、粘土质耐火材料的耐磨性较差。高铝质耐火材料由于氧化铝含量差异较大,其磨损量分布范围较宽。

不同矿物的晶体结构类型以及晶格能大小等因素导致其矿物的硬度不同,原子晶体的金刚石、碳化硅、刚玉的莫氏硬度很高,离子晶体的尖晶石、莫来石、方镁石等硬度依次减小,石墨因存在由弱的分子间力构成的层状结构,其莫氏硬度最低。矿物的硬度越高,其耐磨性越强。因此,碳化硅质材料磨损量小,最耐磨:以方镁石为主物相的镁砖、镁尖晶是砖、镁铬砖等磨损量均较大,多数超过10cm³。含石墨的铝碳化硅碳砖磨损量较大,低石墨含量不含石墨的铝碳材料的则较小。

氮化硅结合碳化硅材料的结合相氮化硅的硬度高(莫氏硬度9~9.5),强度大:而粘土结合碳化硅材料的结合相,莫来石和玻璃相的硬度较小。因此,氮化硅结合碳化硅材料比粘土结合碳化硅材料有更好的耐磨性。

对于AL2O3含量为76%高铝砖和AL2O3含量为58%的三级高铝砖,前者的刚玉相含量高,后者的莫来石相含量高、刚玉相含量低,因此前者更耐磨。

关键词:耐火材料   耐磨性   
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