學霸來了!高鋁耐火磚的理化指標檢測計算公式

隨機在每批進廠的LZ-65型普通高鋁磚中抽取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。

1、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，採用乙酸鋅反滴定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標準溶液的係數;

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。

氧化鋁質量分數計算表

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，該磚氧化鋁質量分數w(Al2O3)=67.16%。因此，該磚為莫來石質磚，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，組織結構緻密，能承受應力、耐高溫、不易變形，具有良好的高溫強度。磚在窯內使用時再次重燒，產生二次莫來石，有利於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、顯氣孔率(Лa)

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。

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——乾燥試樣的質量(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：顯氣孔率Лa=18.81%<24%，符合GB/T2988的規定。

高鋁磚氣孔率有三種，包括顯氣孔率、閉氣孔率和真氣孔率。由於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緻密程度，而且還反映其製造工藝是否合理，他幾乎影響高鋁磚的所有性能，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、常溫耐壓強度σ

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。

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

高鋁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製備過程中各種工藝因素的制約，如原料的特徵及配料比、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製品質量的重要指標。經檢測，該磚常溫耐壓強度σ=77.02MPa，遠大於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、 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。

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：T0.6=1690℃>1500℃，符合GB/T2988的規定。

耐火材料的荷重軟化溫度，表徵其在恆定荷重下，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後，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。可是超過一定限度後，就會損壞。GB/T2988規定高鋁磚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，如低於1500℃，其高溫機械性能不能滿足需要，極易造成損壞。經檢測，該高鋁磚0.2MPa荷重軟化開始溫度為1690℃，遠大於1500℃，因此，具有良好的高溫機械性能，有利於提高窯的使用壽命。

5 、加熱永久線變化Lc

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，冷卻到常溫後所殘留的線膨脹或收縮。這也是表徵高溫體積穩定性的一個方面，是耐火製品的一項重要質量指標。

加熱永久線變化Lc以試樣加熱前後長度變化率計，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——試樣加熱後的體積(cm3);

V0——試樣加熱前的體積(cm3)。

檢驗結果：加熱永久線變化Lc=0.04%，符合GB/T2988的規定。

由於耐火製品在使用過程中，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——殘餘線收縮或膨脹。殘餘收縮過大，會造成窯襯砌體開裂甚至脫落;殘餘膨脹過大，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、 抗熱震性

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。

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徵其抗熱震性。

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於一半。

試驗結果：急熱急冷循環次數=21次>15次，符合GB/T2988的規定。

高鋁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，熱抗震性能良好，在使用過程可避免掉皮、掉塊、剝落、坍塌等現象的發生，可保證迴轉窯長期使用。

高鋁耐火磚的這些理化指標檢測公式你都會了嗎？