镁碳砖高温抗折强度检测精度分析.pdf

2015年第4期
柳钢科技
镁碳砖高温抗折强度检测精度分析
艾瑞麟岑松恒文震
(技术中心)
摘要:分析影响镁碳砖高温抗折强度检測精度的因素,指出改进建议。
关键词:镁碳砖;高温抗折强度;精度
Analysis on the Detection Accuracy for the Hot Breaking Strength
of Magnesia-carbon Brick
AI Ruilin CENG Songheng WEN Zhen
(Technique
Abstract: The factors to influence the detection accuracy for the hot breaking strength of magnesia-car-
bon brick were analyzed, and the improvement suggestion was put forward
Key Words: Magnesia-carbon Brick; Hot Breaking Strength; Accurac
1前言
行改进。
高温抗折强度又称高温弯曲强度,衡量耐火2影响因素分析
物料在高温下抵抗弯曲的能力,指材料在一定温2.1物理特性
度下,按规定速度施加负荷,至其断裂所能承受
(1)骨料的质量。目前镁碳砖所用镁砂均
的极限折断应力。技术中心采用HMOR-03型高
为电熔镁砂,Mg0质量分数一般在96%以上,
温抗折试验机,按CB/T3002-2004《耐火材料
甚至达到99%,高纯的镁砂颗粒中方镁石晶粒
高温抗折强度试验方法》检测镁碳砖高温抗折
发育更完善,高温下的体积稳定性更好,从宏观
强度,实现了升温、保温、加荷、送样、采集
上体现出高的机械强度,有利于提高镁碳砖高温
计算、打印、停机以及事故报警等全自动化控
制。高温抗折强度是耐火材料一项非常重要的抗折强度。
(2)颗粒级配及细粉的活性。镁碳砖中镁
温力学性能指标。比如,转炉镁碳质衬砖和钢包
砂的临界粒度大,其体积密度降低,显气孔率显
镁碳质村砖等,高温抗折强度越大,在高温下抵
著增大,不利于提高其高温性能;镁砂临界颗粒
抗钢水等熔融金属冲刷的能力越强,抵抗高温应威
小,可在材料中形成取向复杂的微气孔,使得材
力挤压折断的能力也越强,相应由其砌成的治金
料的抗氧化性得到增强,从而提高其高温性能。
炉体的整体性就越好。因此,镁碳砖高温抗折强
试验表明,选取镁砂临界粒度为3mm时,镁碳
度指标的高低直接关系到冶金炉的使用寿命。本
砖高温抗折强度最高。由于镁砂有水化现象,当
文分析影响镁碳砖高温抗折强度的因素,可望进镁砂磨制成细粉(粒度≤0074mm)时,由于其
表面积增加,水化现象更加明显,因此镁砂细粉
作者:艾瑞麟,助理工程师,现主要从事耐火材
要保持较高的活性必须现磨现用,存放时间不宜
料质量检验工作。
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2015年第4期
过长
太大影响。当试样的高与宽之比为不定值时
(3)石墨及结合剂。镁碳砖中的含碳原料随着hb比值的增加,抗折强度的数据也会相应
由鳞片石墨和酚醛树脂组成。其中鳞片石墨在提高,且以b=1为中心较均匀地分布。
镁碳砖中起到抗热震、抗炉渣侵蚀的作用。酚
(2)样品制取。在切取样品时,如果已知
醛树脂做为结合剂在高温时发生热解形成一种制品的压制方向,应保留垂直于压制方向的
立体交织带状结构的聚合碳骨架,由于酚醛树个原传面做为试样的压力面,而长度方向的其
脂对电熔镁砂和鳞片石鞶均具备良好的润湿性它表面不应有原砖面。当样品长度方向还另有
能,碳骨架可以和颗粒原料形成完整复合结构,别的原砖面时,说明取样部位是制品的边角处,
使镁碳砖具备较好的髙温抗折强度。随着低碳而样品边角位置处的材料结合性往往较弱,这
钢、超低碳钢冶炼技术的发展,促使镁碳砖向样会使得检测出的高温抗折强度数据偏低;同
低碳化的方向转变,这就对含碳材料提出更高样,当样品长度方向没有原砖面时,说明取样
的要求,如使用部分纳米碳源代替鏻片石瞾以部位偏向于制品的中心,制品在加工成型时中
优化镁碳材料的基质结构和改善酚醛树脂的碳心部位的结构强度往往是偏高的,这样的样品
结构
检测出的数据就会偏高。为了检测标准的统一
(4)抗氧化剂。抗氧化剂是镁碳砖中最重要得严格按照试样的制取要求来执行。在试样切
的组分之一,添加适量的抗氧化剂不仅可以提高取的刀具上,一般米用连续凸缘金刚石刀片,
镁碳砖在高温下的抗氧化性,而且可以提高镁碳如果使用齿形凸缘刀片,切取出样品的边缘会
砖的高温强度和抗渣性。目前,镁碳砖的抗氧化出现破损,棱角缺失,同样会使得检测出的数
剂主要有金属铝粉、TN、BC等,其中铝粉对提据偏低。当连续凸缘金刚石刀片使用到后期时,
高镁碳砖高温抗折强度效果最为明显。这是因为也会出现试样边角的破损,这时就得更换新的
A在低温时与C反应形成AC,产生约89%的刀片,以保证样品的完整性。为了保证平行度
体积膨胀而培塞气孔,使材料更加致密,从而提的要求,一般会通过对试样进行打磨、修整
高试样的高温抗折强度。试验表明,当添加2%来达到标准要求。要边打磨;边测量;边修整
的金属铝粉时,就可以将镁碳砖1400℃
这样不至于打磨过度而超过标准要求
状态下的高温抗折强度提高1倍。
(3)样品防氧化。对于镁碳砖,试验后样
品折断处的表面与断面应无氧化变化,为避免
2.2检测方法与过程
试样的氧化,可采用气密性的试验炉,通入纯
(1)样品风寸。对于镁碳砖,标准试样应净的氩气或氮气等保护性气体:若采用非气密
为长方体,横截面尺寸为(25±1)m×性的试验炉,则用匣钵以石墨粉埋覆试样。在
(251)m,长约为1S0mm,每个试样长度升温速率的控制上,当升温速率降低时,整个
方向上的相对面应相互平行,允许偏差不超试验的加热时间会延长,加重了试样受氧化的
过0.2m,横截面的对边应相互平行,允许偏影响:当升温速率过快时,能缩短加热时间,
差不超过士O1mm,应保证试样表面平滑,棱角减少试样受氧化的影响,但会造成炉温不均匀,
完整。对于试样的外形尺寸,制样时比较容易保温温差偏大。经分析,在1000℃以下时,应
达到标准的要求,但微小的尺寸差异对检测的加快升温速率;在1000℃以上时,应降低升温
数据还是有一定的彩响。在外形尺寸符合标准速率。这样,能有效地缩短试样加热时间,又
前提下,当试样的高与宽之比(M)为一定值能保证在1400℃保温时炉温的均匀性。
时,随着h、b的变化,对抗折强度的数据没有
(4)石墨粉。一般要求为鳞片石疊粉,粒