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              氧化鋁襯磚進廠其使用第三方檢驗和測試其質量的方法

              作者:眾聯陶瓷  時間:2019-11-24 13:42

                為了降低耐火材料消耗成本,提高設備運轉率和產品質量,一般企業會選擇價格便宜,豐富的原材料資源,氧化鋁襯磚是最好廣泛儲備。為了提高窯爐的使用壽命,磚塊購買進廠的每一批都要進行嚴格的質量進貨檢驗,質檢因為使用氧化鋁襯磚用窯的是長遠長安全的重要基礎。

              隨機在每批進廠的氧化鋁襯磚中抽取6塊磚樣品,對表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。

              氧化鋁襯磚

                1、氧化鋁襯磚的氧化鋁質量分數[w(Al2O3)]

                氧化鋁的質量分數[w(Al2O3)]試驗,按GB/T6900的規定,采用乙酸鋅反滴定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標準溶液的系數;

                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數據、氧化鋁質量分數的計算結果及期平均值見表1。

                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,該氧化鋁襯磚氧化鋁質量分數w(Al2O3)=67.16%。因此,該氧化鋁襯磚為莫來石質磚,主要是莫來石晶體,呈針狀,形成交叉網絡結構,少量玻璃相充填其間,組織結構致密,能承受應力、耐高溫、不易變形,具有良好的高溫強度。氧化鋁襯磚在窯內使用時再次重燒,產生二次莫來石,有利于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、氧化鋁襯磚顯氣孔率(Лa)

                氧化鋁襯磚顯氣孔率(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。

                氧化鋁襯磚顯氣孔率(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——干燥試樣的質量(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:氧化鋁襯磚顯氣孔率Лa=18.81%<24%,符合GB/T2988的規定。

                氧化鋁襯磚氣孔率有三種,包括顯氣孔率、閉氣孔率和真氣孔率。由于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致密程度,而且還反映其制造工藝是否合理,他幾乎影響氧化鋁襯磚的所有性能,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、氧化鋁襯磚常溫耐壓強度σ

                氧化鋁襯磚耐壓強度是衡量耐火材料質量的重要性能指標之一,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。

                氧化鋁襯磚常溫耐壓強度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:氧化鋁襯磚常溫耐壓強度σ=77.02MPa>50MPa,符合GB/T2988的規定。

                氧化鋁襯磚的常溫耐壓強度是其組織結構的參數,特別是其顯微結構的敏感參數。而材料顯微結構的形成受材料制備過程中各種工藝因素的制約,如原料的特征及配料比、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,通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制品質量的重要指標。經檢測,該氧化鋁襯磚常溫耐壓強度σ=77.02MPa,遠大于GB/T2988規定的50MPa,而具有良好的力學性能、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 、氧化鋁襯磚的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。

                氧化鋁襯磚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:氧化鋁襯磚的T0.6=1690℃>1500℃,符合GB/T2988的規定。

                耐火材料的荷重軟化溫度,表征其在恒定荷重下,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性能指標。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。結晶相形成網絡骨架,材料的荷重軟化溫度就高。高鋁磚達到一定高溫后,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。可是超過一定限度后,就會損壞。GB/T2988規定氧化鋁襯磚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,如低于1500℃,其高溫機械性能不能滿足需要,極易造成損壞。經檢測,該氧化鋁襯磚0.2MPa荷重軟化開始溫度為1690℃,遠大于1500℃,因此,具有良好的高溫機械性能,也有利于提高窯的使用壽命。

                5、氧化鋁襯磚加熱永久線變化Lc

                氧化鋁襯磚加熱永久線變化: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,冷卻到常溫后所殘留的線膨脹或收縮。這也是表征高溫體積穩定性的一個方面,是耐火制品的一項重要質量指標。

                加熱永久線變化Lc以試樣加熱前后長度變化率計,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——試樣加熱后的體積(cm3);

                V0——試樣加熱前的體積(cm3)。

                檢驗結果:氧化鋁襯磚加熱永久線變化Lc=0.04%,符合GB/T2988的規定。

                由于耐火制品在使用過程中,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——殘余線收縮或膨脹。殘余收縮過大,會造成窯襯砌體開裂甚至脫落;殘余膨脹過大,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、 氧化鋁襯磚抗熱震性

                氧化鋁襯磚抗熱震性,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。

                氧化鋁襯磚抗熱震性試驗按YB/T376.1的規定進行,用受熱端面破損一半的急熱急冷循環次數表征其抗熱震性。

                經檢測,急熱急冷循環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于一半。

                試驗結果:高鋁襯磚急熱急冷循環次數=21次>15次,符合GB/T2988的規定。

                氧化鋁襯磚在低溫和中溫下是脆性材料,缺乏延性,在熱工設備使用中,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性能之一。熱抗震性經檢測急熱急冷循環次數達21次,符合需方的要求。因此,熱抗振性能良好,在使用過程可避免掉皮、掉塊、剝落、坍塌等現象的發生,可保證回轉窯長期使用。


               

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