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1、第二章第二章 耐火材料的组成和性能耐火材料的组成和性能2.1 2.1 耐火材料的化学矿物组成耐火材料的化学矿物组成2.2 2.2 耐火材料的宏观结构耐火材料的宏观结构2.3 2.3 耐火材料的力学性耐火材料的力学性质质2.2.4 4 耐火材料的热学性耐火材料的热学性质及导电性质质及导电性质2.2.5 5 耐火材料的使用性耐火材料的使用性质质耐火材料的性质耐火材料的性质耐火材料的性质主要包括：耐火材料的性质主要包括：（1 1）化学）化学- -矿物组成矿物组成（2 2）微观组织结构）微观组织结构（3 3）力学性质、热学性质）力学性质、热学性质（4 4）高温使用性质）高温使用性质耐火材料的性能决定于
2、：耐火材料的性能决定于：（1 1）化学组成（原料性质）化学组成（原料性质）（2 2）制造方法（工艺过程）制造方法（工艺过程）2.1 2.1 耐火材料的化学矿物组成耐火材料的化学矿物组成1 1、化学组成化学组成化化学学组组成成是是耐耐火火材材料料最最基基本本的的特特性性，是是决决定定耐耐火火材材料料物物相相组组成成以以及及耐耐火火材材料料诸诸多多重重要要性性质质的的重要基础。重要基础。（1 1）形成何种物相）形成何种物相（2 2）显示何种性能）显示何种性能（3 3）改变其性能（如何）改变其性能（如何）主成分主成分根根据据耐耐火火材材料料中中各各种种化化学学成成分分的的含含量量和和起起作作用用，通
3、常将其分为：通常将其分为：主成分、杂质和外加成分主成分、杂质和外加成分。耐耐火火材材料料中中的的主主成成分分是是指指占占绝绝大大多多数数的的，对对材材料料高温性质起决定性作用的化学成分。高温性质起决定性作用的化学成分。可可以以作作为为耐耐火火材材料料主主成成分分使使用用的的有有：氧氧化化物物、碳碳化物、氮化物、硅化物和硼化物以及碳素等。化物、氮化物、硅化物和硼化物以及碳素等。杂质成分杂质成分在在耐耐火火材材料料中中不不同同于于主主成成分分的的，含含量量较较少少而而对对于于耐耐火火材材料料的的高高温温性性能能往往往往带带来来危危害害的的化化学学成成分分称称为为杂质杂质。一一般般由由原原料料及及在
4、在加加工工过过程程中中带带入入的的。杂杂质质往往往往与与主主成成分分在在高高温温下下发发生生反反应应，生生成成低低熔熔性性或或大大量量的的液液相相，从从而而降降低低耐耐火火基基体体的的耐耐火火性性能能，故故也也称称之之为熔剂。为熔剂。杂质是相对的，其本身的熔点往往不低。杂质是相对的，其本身的熔点往往不低。 外加成分（外加剂）外加成分（外加剂）耐耐火火材材料料化化学学组组成成中中除除主主成成分分和和杂杂质质成成分分外外，为为了特定目的而认为加入的少量成分称了特定目的而认为加入的少量成分称外加成分外加成分。目的：目的：（1 1）促进某些物相的形成和转化）促进某些物相的形成和转化（2 2）抑制某些物
5、相的形成和转化）抑制某些物相的形成和转化（3 3）促进材料的烧结）促进材料的烧结种种类类：按按照照外外加加成成分分的的目目的的和和作作用用可可分分为为矿矿化化剂剂、稳定剂、促烧剂等。稳定剂、促烧剂等。2 2、矿物组成矿物组成矿矿物物是是指指由由相相对对固固定定的的化化学学组组成成的的有有确确定定的的内内部部结构和一定物理性质的单质或化合物。结构和一定物理性质的单质或化合物。耐火材料中矿物的种类：耐火材料中矿物的种类：（1 1）单一氧化物）单一氧化物（2 2）复合氧化物）复合氧化物耐火材料中矿物的聚集状态耐火材料中矿物的聚集状态（1 1）单相）单相（2 2）多相多晶体）多相多晶体（3 3）多晶体
6、同玻璃体）多晶体同玻璃体 共同构成的集合体。共同构成的集合体。根根据据耐耐火火材材料料中中构构成成相相的的性性质质、所所占占比比例例，以以及及对对耐耐火火材材料料性性质质的的影影响响，分分为为主主晶晶相相、次次晶晶相相和和基质基质。主晶相、次晶相和基质主晶相、次晶相和基质主主晶晶相相：构构成成耐耐火火材材料料结结构构主主体体，熔熔点点较较高高，对对耐耐火火材材料料的的性质起支配作用。性质起支配作用。次次晶晶相相：在在高高温温下下与与主主晶晶相相共共存存的的第第二二晶晶相相。次次晶晶相相也也是是熔熔点点较较高高的的晶晶体体，它它的的存存在在可可以以提提高高耐耐火火制制品品中中固固相相间间的的直直
7、接接结合，同时可以改善制品的某些特定的性能。结合，同时可以改善制品的某些特定的性能。基基质质：是是主主晶晶相相或或主主晶晶相相和和次次晶晶相相以以外外的的物物相相，往往往往含含有有主主成分以外的全部或大部分杂质。成分以外的全部或大部分杂质。基质构成：基质构成：（1 1）细微晶体构成）细微晶体构成（2 2）玻璃相构成）玻璃相构成（3 3）两者的复合物构成）两者的复合物构成基基质质的的组组成成和和形形态态对对耐耐火火制制品品的的高高温温性性质质和和抗抗侵侵蚀蚀性性能能起起着着决定性的影响。决定性的影响。2.2 2.2 耐火材料的宏观结构耐火材料的宏观结构耐耐火火材材料料是是由由固固相相（结结晶晶相
8、相与与玻玻璃璃相相）和和气气孔孔两两部部分分构成的非均质体。构成的非均质体。耐火材料的宏观结构：即耐火材料自身的物理属性。耐火材料的宏观结构：即耐火材料自身的物理属性。主主要要包包括括气气孔孔率率、密密度度、吸吸水水率率、透透气气度度、气气孔孔孔孔径径分布分布等，是评价耐火材料质量优劣的重要依据。等，是评价耐火材料质量优劣的重要依据。宏宏观观结结构构：空空间间线线度度在在1010-6-61010-4-4cmcm之之间间，或或用用肉肉眼眼或或借借助助于于普普通通光光学学显显微微镜镜（101025002500倍倍）可可以以观观察察、分辨的形状和分布。分辨的形状和分布。1、气孔、气孔气气孔孔（容容积
9、积、形形状状、大大小小、分分布布）影影响响耐耐火火材材料料的性能。的性能。(1)(1)开开口口气气孔孔：一一端端封封闭闭而而另另一一端端与与外外界界相相通通，能能为为流流体体所所填充；填充；(2)(2)闭闭口口气气孔孔：封封闭闭在在材材料料中中与与外外界界不不相相通通，不不能能为为流流体体所所填充；填充；(3)(3)贯通气孔贯通气孔，贯通材料两面，能为流体所通过。，贯通材料两面，能为流体所通过。2、气孔率、气孔率气气孔孔率率是是指指耐耐火火材材料料所所含含气气孔孔的的体体积积占占耐耐火火材材料料总总体体积积的百分比的百分比（1 1）开开口口气气孔孔率率( (显显气气孔孔率率) ) Pa Pa
10、：耐耐火火材材料料中中开开口口气气孔的体积占耐火材料总体积之百分比；孔的体积占耐火材料总体积之百分比；（2 2）闭闭口口气气孔孔率率PcPc：封封闭闭气气孔孔的的体体积积占占耐耐火火材材料料总总体体积的百分比；积的百分比；（3 3）总总气气孔孔率率PtPt：总总气气孔孔体体积积占占耐耐火火材材料料总总体体积积的的百百分比。分比。 总气孔率总气孔率 开口气孔率开口气孔率 闭口气孔率闭口气孔率 1-1-抗热震性；抗热震性；2-2-线膨胀系数；线膨胀系数；3-3-体积密度；体积密度；4-4-热导率；热导率； 5-5-耐压强度耐压强度 气孔率对耐火材料性质的影响气孔率对耐火材料性质的影响3、密度、密度
11、密度密度(g/cm(g/cm3 3) )是指材料的质量与其体积之比是指材料的质量与其体积之比 体积密度体积密度(bulk density(bulk density，缩写为，缩写为Db)Db) 表观密度表观密度(apparent density(apparent density，缩写为，缩写为DaDa) ) 真密度真密度(true density(true density，缩写为，缩写为DtDt) ) 体体积积密密度度：材材料料的的质质量量(M)(M)与与其其所所包包含含的的材材料料的的实实际际体体积积和和全全部气孔体积之和的总体积之比，即部气孔体积之和的总体积之比，即 密度的计算方法密度的计算
12、方法 表表观观密密度度：材材料料的的质质量量与与其其所所含含材材料料的的实实际际体体积积和和闭闭口口气气孔孔体体积之和之比，即积之和之比，即 真密度：真密度：材料的质量与其实际体积之比，即材料的质量与其实际体积之比，即D Db b体积密度，体积密度，g/cmg/cm3 3； M M 试样的质量，试样的质量，g/cmg/cm3 3； V Vt t试样中材料的实际体积，试样中材料的实际体积，cmcm3 3；V Vo o试样中开口气孔的体积，试样中开口气孔的体积，cmcm3 3；V Vc c试样中闭口气孔的体积，试样中闭口气孔的体积，cmcm3 3。 气孔率与密度之间的关系气孔率与密度之间的关系吸水
13、率吸水率：耐火材料中的全部开口气孔被水充满时所吸收水的质量与干：耐火材料中的全部开口气孔被水充满时所吸收水的质量与干燥试样的质量之比，即燥试样的质量之比，即 式中：式中： W Wa a吸水率，吸水率，% %； m m1 1干燥试样的质量，干燥试样的质量，g g； m m3 3饱和试样在空气中的质量，饱和试样在空气中的质量，g g。 4、吸水率、吸水率透气度：透气度：耐火材料制品在一定压差下，允许气体通过的能力耐火材料制品在一定压差下，允许气体通过的能力式中：式中：K K材料的透气度，材料的透气度，mm2 2； 试验温度下气体的动力粘度，试验温度下气体的动力粘度，PaPas s； h h试样高度
14、，试样高度，mmmm； Q Q气体的体积流量，气体的体积流量，L/minL/min； p p1 1气体进入试样端的压力，气体进入试样端的压力，N/mmN/mm2 2； p p2 2气体溢出试样端的压力，气体溢出试样端的压力，N/mmN/mm2 2。5、透气度透气度气气孔孔孔孔径径分分布布：耐耐火火材材料料中中各各种种孔孔径径的的气气孔孔( (指指开开口口气气孔孔) )占气孔总体积的百分比占气孔总体积的百分比D D 平均孔径，平均孔径，mm；D D 某一压力所对应的孔径，某一压力所对应的孔径，mm；V V总总开口气孔的总容积，开口气孔的总容积，cmcm3 3；d dV V孔容积微分值，孔容积微分
15、值，cmcm3 3。6、气孔孔径分布气孔孔径分布2.3 2.3 耐火材料的力学性耐火材料的力学性质质耐火材料的力学性质：耐火材料的力学性质：耐火材料在承受载荷时产生形变和断耐火材料在承受载荷时产生形变和断裂的性能。裂的性能。耐火材料在承受载荷时，要产生形变。这种形变的大小，随耐火材料在承受载荷时，要产生形变。这种形变的大小，随所受载荷的增加而增大，一般首先经弹性变形所受载荷的增加而增大，一般首先经弹性变形塑性变形塑性变形断裂。断裂。根据作用于材料上应力方向的不同，如压缩应力、拉应力、根据作用于材料上应力方向的不同，如压缩应力、拉应力、剪切应力、弯曲应力、摩擦力或撞击力等，相应地将材料剪切应力、
16、弯曲应力、摩擦力或撞击力等，相应地将材料的强度分为的强度分为耐压强度耐压强度、抗折强度抗折强度、抗剪强度抗剪强度、耐磨性耐磨性和和抗抗撞击性撞击性等。等。1 1、常温耐压强度常温耐压强度常常温温耐耐压压强强度度：常常温温下下材材料料单单位位面面积积所所能能承承受受的的最最大大压压力力，用用N/mmN/mm2 2，即兆帕，即兆帕( (MPaMPa) )表示。表示。 S-S-试样常温耐压强度，试样常温耐压强度， MPaMPaP-P-试样产生破坏时的总压力，试样产生破坏时的总压力，N NA-A-试样的受压面积，试样的受压面积，mmmm2 2常用常用耐火材料的常温耐压强度耐火材料的常温耐压强度一般制品
17、：一般制品：10-15MPa10-15MPa高级制品：高级制品：25-30MPa25-30MPa2 2、高、高温耐压强度温耐压强度高温耐压强度高温耐压强度：耐火材料在：耐火材料在1000-12001000-1200的高温热态下单位的高温热态下单位面积所能承受的最大压力，以面积所能承受的最大压力，以N/mmN/mm2 2表示。表示。常用耐火材料的高常用耐火材料的高温耐压强度温耐压强度1-1-刚玉砖；刚玉砖；2-2-粘土砖；粘土砖；3-3-高铝砖；高铝砖；4-4-镁砖；镁砖；5 5、6-6-硅砖硅砖耐火制品高温耐压强度的这种变化是受材料中耐火制品高温耐压强度的这种变化是受材料中的某些组分、特别是其
18、中的基质或其结合相在的某些组分、特别是其中的基质或其结合相在高温下发生的变化所控制。一般而言，完全由高温下发生的变化所控制。一般而言，完全由晶体构成的烧结耐火材料，因高温下其中晶粒晶体构成的烧结耐火材料，因高温下其中晶粒及晶界易发生塑性变形，特别是当其加荷速度及晶界易发生塑性变形，特别是当其加荷速度较小时更易发生塑性变形，故其强度随温度的较小时更易发生塑性变形，故其强度随温度的升高而降低。当其中部分晶相间在高温下熔融升高而降低。当其中部分晶相间在高温下熔融或形成熔融体时，随着温度的升高，此种多相或形成熔融体时，随着温度的升高，此种多相材料的强度也因显微结构随温度变化而降低。材料的强度也因显微结
19、构随温度变化而降低。但当温度进一步提高后，由于玻璃相的粘度由但当温度进一步提高后，由于玻璃相的粘度由脆性变为强韧性，使材料颗粒间结合更为牢固，脆性变为强韧性，使材料颗粒间结合更为牢固，从而使强度明显提高。而后，随着温度升高，从而使强度明显提高。而后，随着温度升高，因材料中熔体粘度急剧下降，材料的强度也随因材料中熔体粘度急剧下降，材料的强度也随之急剧下降。之急剧下降。3 3、抗折强度抗折强度抗抗折折强强度度：亦亦称称抗抗弯弯强强度度或或断断裂裂模模量量，是是指指材材料料单单位位面面积积所能承受的极限弯曲应力。所能承受的极限弯曲应力。耐耐火火材材料料的的抗抗折折强强度度分分为为常常温温抗抗折折强强
20、度度和和高高温温抗抗折折强强度度。在在常常温温下下测测得得的的抗抗折折强强度度为为常常温温抗抗折折强强度度；在在1000-12001000-1200C C的某一特定温度下测得的抗折强度为高温抗折强度。的某一特定温度下测得的抗折强度为高温抗折强度。抗折强度抗折强度的测量的测量及计算及计算LPhbR R试样的抗折强度，试样的抗折强度，N/mmN/mm2 2(MPa)(MPa)；F F试样断裂时所承受的最大载荷，试样断裂时所承受的最大载荷，N N；L L两支点间的距离，两支点间的距离，mmmmb b试样宽度，试样宽度，mmmm；h h试样高度；试样高度；mmmm。232FLRbh= =抗折强度抗折强
21、度的的影响因素影响因素耐火制品的抗折强度与耐压强度受相同的因素所支配。就烧结耐火制耐火制品的抗折强度与耐压强度受相同的因素所支配。就烧结耐火制品和不烧耐火制品而言，耐火材料中的基质、结合剂和组织结构品和不烧耐火制品而言，耐火材料中的基质、结合剂和组织结构( (如如气孔和裂纹等气孔和裂纹等) )的特征，对抗折强度的影响较为明显，特别是对材料的特征，对抗折强度的影响较为明显，特别是对材料的高温抗折强度影响更为明显。当材料中的主晶相仍稳定的情况下，的高温抗折强度影响更为明显。当材料中的主晶相仍稳定的情况下，其中的基质或结合剂在高温下是否易于出现熔体及熔体的性质和其分其中的基质或结合剂在高温下是否易于
22、出现熔体及熔体的性质和其分布情况，对高温抗折强度的影响甚为敏感。因此，耐火材料的高温抗布情况，对高温抗折强度的影响甚为敏感。因此，耐火材料的高温抗折强度常作为评价材料在高温热态下的质量折强度常作为评价材料在高温热态下的质量( (特别是其结合相质量特别是其结合相质量) )的的一项重要指标。一项重要指标。 4 4、粘结强度粘结强度粘结强度：粘结强度：两种材料粘结在一起时，单位界面之间的粘结力。两种材料粘结在一起时，单位界面之间的粘结力。耐耐火火材材料料粘粘结结强强度度主主要要是是表表征征不不定定形形耐耐火火材材料料在在各各种种温温度度及及特特定定条条件件下下的的强强度度指指标标。不不定定形形耐耐火
23、火材材料料在在使使用用时时，要要有有一一定的粘结力，以使其有效地粘结于施工基体。定的粘结力，以使其有效地粘结于施工基体。根根据据受受力力方方向向不不同同，耐耐火火材材料料的的粘粘结结强强度度可可分分为为抗抗弯弯粘粘结结强强度和抗剪切粘结强度。度和抗剪切粘结强度。 粘结粘结强度强度的测量的测量及计算及计算R R试样的抗折粘结强度，试样的抗折粘结强度，N/mmN/mm2 2( (或或MPaMPa) )；F F试样粘结面断裂时所承受的最大载荷，试样粘结面断裂时所承受的最大载荷，N N；L L两支点间的距离，两支点间的距离，mmmmb b粘结面处试样的宽度，粘结面处试样的宽度，mmmm；h h粘结面处
24、试样的高度；粘结面处试样的高度；mmmm。2 23 32 2FLFLR Rbhbh= =5 5、蠕变性蠕变性耐耐火火材材料料在在高高温温下下承承受受低低于于其其极极限限强强度度的的一一定定应应力力时时，会会产产生生塑塑性性变变形形，变变形形量量随随负负荷荷时时间间的的延延长长而而增增加加，甚甚至至导导致致材材料料破破坏坏。这这种种受受外外力力作作用用产产生生的的变变形形随随时时间间延延长长而而增增加的现象称为加的现象称为蠕变蠕变。耐耐火火材材料料的的高高温温蠕蠕变变性性是是指指制制品品在在高高温温应应力力作作用用下下随随着着时时间间变变化化而而发发生生的的等等温温变变形形。高高温温蠕蠕变变性性
25、可可分分为为高高温温压压缩缩蠕蠕变变、高高温温拉拉伸伸蠕蠕变变、高高温温弯弯曲曲蠕蠕变变和和高高温温扭扭转转蠕蠕变变等等。其其中最常用的是高温压缩蠕变。中最常用的是高温压缩蠕变。压缩蠕变性以压缩蠕变率压缩蠕变性以压缩蠕变率来度量。来度量。蠕变率蠕变率的测量的测量及计算及计算 蠕变率，蠕变率，% %； L L0 0试样原始高度，试样原始高度，mmmm； L L1 1试样恒温开始时的高度，试样恒温开始时的高度，mmmm； L Ln n试样恒温试样恒温n n小时后的高度，小时后的高度，mmmm。高温蠕变的影响因素高温蠕变的影响因素耐耐火火材材料料的的蠕蠕变变主主要要受受温温度度、应应力力、时时间间和
26、和材材料料结结构构的的影影响。温度愈高，承受应力愈大，时间愈长，蠕变率愈大。响。温度愈高，承受应力愈大，时间愈长，蠕变率愈大。当当耐耐火火材材料料完完全全由由晶晶体体构构成成时时，蠕蠕变变除除受受到到与与晶晶体体弹弹性性有有关关的的晶晶体体的的键键强强影影响响以以外外，主主要要受受晶晶体体内内空空位位扩扩散散、位位错错移移动动、晶晶体体滑滑移移和和晶晶粒粒间间的的结结合合状状态态所所控控制制。晶晶体体缺缺陷陷愈愈小小，晶晶界界较较少少以以及及晶晶间间穿穿插插结结合合较较强强，皆皆不不易易产产生生严严重重蠕蠕变。变。当当材材料料含含有有玻玻璃璃相相，特特别别是是当当玻玻璃璃相相为为连连续续相相时
27、时，材材料料的的蠕蠕变变受受玻玻璃璃相相控控制制。玻玻璃璃相相的的量量愈愈多多和和粘粘度度愈愈低低，材材料料在在低应力下即可产生粘性流动，故在高温下蠕变愈严重。低应力下即可产生粘性流动，故在高温下蠕变愈严重。 6 6、弹性模量弹性模量 弹弹性性模模量量：材材料料在在外外力力作作用用下下产产生生变变形形，在在弹弹性性极极限限内内应应力力与与应应变变( (压压缩缩或或伸伸长长) )成成比比例例关关系系，此此值值称称为为弹弹性性模模量量。表表示示材材料料发发生生单单位位应应变变时时所所产产生生的的应应力力，亦亦可可认认为为是是材材料料抵抗变形的能力。抵抗变形的能力。当当材材料料受受到到拉拉伸伸或或压
28、压缩缩时时，在在弹弹性性极极限限内内的的应应力力与与应应变变之之比，称为纵向弹性模量或杨氏模量。比，称为纵向弹性模量或杨氏模量。弹性模量弹性模量的测量的测量及计算及计算E E弹性模量，弹性模量，N/mmN/mm2 2；材料所受应力，材料所受应力，N/mmN/mm2 2；材料的应变。材料的应变。弹性模量的影响因素弹性模量的影响因素G G剪切弹性模量，剪切弹性模量，N/mmN/mm2 2； 剪切应力，剪切应力，N/mmN/mm2 2；剪切应变，以弧度表示剪切应变，以弧度表示当当材材料料受受剪剪切切应应力力时时，在在弹弹性性极极限限内内剪剪切切应应力力同同剪剪切切应应变变之之比比，称称为为剪切弹性模
29、量，或称刚性模量。如下式表示：剪切弹性模量，或称刚性模量。如下式表示：材材料料的的弹弹性性模模量量受受晶晶体体键键强强控控制制，原原子子晶晶体体的的共共价价键键结结合合最最强强，故故弹弹性性模模量量最最大大；分分子子晶晶体体的的结结合合力力最最弱弱，弹弹性性模模量量最最小小。若若晶晶体体中中空空位位和和位位错错等等缺缺陷陷较较多多，或或晶晶界界、晶晶粒粒中中解解离离充充分分，则则弹弹性性模模量量较较低低。另另外外，材材料料的的弹弹性性模模量量也也与与其其密密实实程程度度和和各各组组分分间间的的结结合合强强度度等等状状况况有有关关。一一般般而而言言，材材料的气孔率愈高，其弹性模量愈低。料的气孔率
30、愈高，其弹性模量愈低。7 7、耐磨性耐磨性耐火材料的耐磨性是指其抵抗固体、液体和含尘气流对其表面的机械磨耐火材料的耐磨性是指其抵抗固体、液体和含尘气流对其表面的机械磨损作用的能力。损作用的能力。耐火材料的耐磨性取决于材料的组成与结构。当材料为单一晶体构成的耐火材料的耐磨性取决于材料的组成与结构。当材料为单一晶体构成的致密多晶时，其耐磨性主要取决于组成材料的矿物晶相的硬度。硬度越致密多晶时，其耐磨性主要取决于组成材料的矿物晶相的硬度。硬度越高，材料的耐磨性越好。当矿相为非同向性晶体时，晶粒越细小，材料高，材料的耐磨性越好。当矿相为非同向性晶体时，晶粒越细小，材料的耐磨性越好。当材料由多相构成时，
31、其耐磨性还与材料的体积密度或的耐磨性越好。当材料由多相构成时，其耐磨性还与材料的体积密度或气孔率有直接关系，也与各组分间的结合强度有关。因此，对常温下某气孔率有直接关系，也与各组分间的结合强度有关。因此，对常温下某一耐火材料而言，其耐磨性能与其耐压强度成正比，烧结良好的制品其一耐火材料而言，其耐磨性能与其耐压强度成正比，烧结良好的制品其耐磨性也较好。耐磨性也较好。耐火材料的耐磨性与温度有关。有的耐火材料耐火材料的耐磨性与温度有关。有的耐火材料( (如铝硅系耐火制品如铝硅系耐火制品) )，一，一般认为它在一定温度下般认为它在一定温度下( (如如700-900700-900C C以内的弹性范围内以
32、内的弹性范围内) )，温度愈低耐磨，温度愈低耐磨性愈差。当温度继续升高，弹性模量达到最大值以后，随着弹性模量的性愈差。当温度继续升高，弹性模量达到最大值以后，随着弹性模量的降低，耐磨性又有所提高。当温度计一步提高，达降低，耐磨性又有所提高。当温度计一步提高，达14001400C C以上时，由于制以上时，由于制品中的液相粘度急剧降低，耐磨性随之降低。但有些耐火材料，如含铬品中的液相粘度急剧降低，耐磨性随之降低。但有些耐火材料，如含铬制品，随温度升高，耐磨性增加。制品，随温度升高，耐磨性增加。耐耐火火材材料料的的热热学学性性质质主主要要是是指指耐耐火火材材料料的的比比热热容容、导导热热率率和和热热
33、膨膨胀胀性性等等。这这些些性性质质是是衡衡量量耐耐火火制制品品能能否否适适应应具具体体热热过过程程的的重重要要依依据据，工工业业窑窑炉炉设设计计的的基基本本数数据据。耐耐火火材材料料的的热热学学性性质质与与原原料料组组成成，制制造造工工艺艺，显显微微结结构构和和晶晶相相结结构构等等都密切相关。都密切相关。2.2.4 4 耐火材料的热学性耐火材料的热学性质及导电性质及导电性C Cp p 、C C0 0温度为温度为t t和和00时比定压热容，时比定压热容，kJ/kJ/（kg kg ）a a、b b、c c实验测得的系数实验测得的系数t t温度，温度， 1 1、比热容比热容比热容比热容：常压下加热：
34、常压下加热1kg1kg物质使之升高物质使之升高11所需要的热量所需要的热量影响因素：（影响因素：（1 1）化学矿物组成）化学矿物组成 （2 2）温度）温度1-1-粘粘土土砖砖；2-2-镁镁砖砖；3-3-硅硅砖砖；4-4-硅线石砖；硅线石砖；5-5-白云石砖；白云石砖；6-6-铬砖铬砖热热膨膨胀胀性性：材材料料的的尺尺寸寸随随温温度度的的升升高高( (或或降降低低) )而而增增加加( (或或减小减小) )的性能。的性能。耐耐火火材材料料的的热热膨膨胀胀性性是是耐耐火火材材料料使使用用时时的的重重要要性性能能之之一一。炉炉窑窑在在常常温温下下砌砌筑筑，而而在在高高温温下下使使用用时时炉炉体体则则要
35、要产产生生膨膨胀胀。为为抵抵消消因因热热膨膨胀胀所所产产生生的的应应力力，需需预预留留膨膨胀胀缝缝，而而且且必必须须根根据据耐耐火火材材料料的的热热膨膨胀胀性性和和砌砌筑筑体体的的构构造造情情况况制制定定正正确确的的烘烤制度。烘烤制度。2 2、热膨胀性热膨胀性耐火材料的热膨胀性有两种表示方法，即线膨胀率和线膨胀系数。耐火材料的热膨胀性有两种表示方法，即线膨胀率和线膨胀系数。（1 1）线膨胀率线膨胀率: : 由室温至试验温度间，试样长度的相对变化率。由室温至试验温度间，试样长度的相对变化率。 试样由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀率按下式计算：试样由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀率按下式计
36、算：试样的线膨胀率，试样的线膨胀率，% %； L L0 0试样在室温下的长度，试样在室温下的长度，mmmm； L Lt t试样加热到试验温度试样加热到试验温度t t时的长度，时的长度，mmmm； A Ak(tk(t) )在温度在温度t t时仪器的矫正系数，时仪器的矫正系数，mmmm。耐火材料热膨胀性的表示方法耐火材料热膨胀性的表示方法试样由室温至试验温度的线膨胀系数按下式计算：试样由室温至试验温度的线膨胀系数按下式计算：（2 2）线膨胀系数线膨胀系数: : 试样的线膨胀系数，试样的线膨胀系数，1010-6-6-1-1；0 0试样的线膨胀率，试样的线膨胀率，% %；t t0 0室温，室温，CC；
37、t t试验温度，试验温度，CC。耐火材料热膨胀性的表示方法耐火材料热膨胀性的表示方法1-1-镁砖；镁砖；2-2-硅砖；硅砖；3-3-铬镁砖；铬镁砖；4-4-半硅半硅砖；砖；5-5-粘土砖；粘土砖；6-6-高铝砖；高铝砖；7-7-粘土砖粘土砖各各种种耐耐火火制制品品的的热热膨膨胀胀性性差差别别很很大大，主主要要取取决决于于其其化化学学矿矿物物组组成成，而而与与制品的生产工艺无关。制品的生产工艺无关。一一般般而而言言，由由晶晶体体构构成成的的材材料料与与晶晶体体中中化化学学键键的的性性质质和和键键强强有有关关。由由共共价价键键向向离离子子键键发发展展过过程程中中，离离子子键键性性增增加加，其其膨膨
38、胀胀性性也也增增加加。具具有有较较大大键键强强的的晶晶体体和和非非同同向向性性晶晶体体中中键键强强大大的的方方向向上上，热热膨膨胀胀系系数数较较低低。具具有有网网状状结结构构的的玻玻璃璃制制品品，一一般般皆皆有有很很低低的的膨膨胀胀系系数数。当当此此种种玻玻璃璃含含有有能能使使网网络络破破断断的的碱碱金金属属氧氧化化物物时时，则则玻玻璃璃的的膨膨胀胀系系数数增增大大，而而且且随随着着加加入入的的正正离离子子与与氧氧离离子子间间键键强强的的减减小小而而增增加加。反反之之，若若加加入入能能参参与与网网络络构构造造使使以以断断裂裂的的硅硅氧氧网网络络重重新新连连接接起起来来的的氧氧化化物物，随随着着
39、加加入入量量的的增增加加可可使使热热膨膨胀胀系系数数下下降降。若若玻玻璃璃中中含含有有键键强强大大的的离离子子，它它们们处处于于网网络络间间隙隙中中，对对其其周围硅氧四面体起聚集作用，增加结构的紧密性，也使膨胀系数下降。周围硅氧四面体起聚集作用，增加结构的紧密性，也使膨胀系数下降。热膨胀性的影响因素热膨胀性的影响因素耐耐火火材材料料的的导导热热性性，即即其其传传递递热热量量的的能能力力，通通常常以以导导热热系系数数来来表表示示。导导热热系系数数表表示示在在能能量量传传递递过过程程中中，在在单单位位时时间间内内，在在单单位位温温度度梯梯度度下，单位面积所通过的热量。导热系数的表达式为：下，单位面
40、积所通过的热量。导热系数的表达式为： 材料的导热系数；材料的导热系数；W/m W/m q q热流密度；热流密度； dT/ddT/dx x温度梯度。温度梯度。3 3、导热性导热性导热性的测量方法导热性的测量方法热线法热线法热流法热流法11碳化硅砖；碳化硅砖；22镁砖；镁砖；33碳化硅砖碳化硅砖( (含含SiC70%)SiC70%)；44刚玉转；刚玉转；55碳化硅砖碳化硅砖( (含含SiC50%)SiC50%)；66烧结白云石砖；烧结白云石砖；77氧化锆砖；氧化锆砖；88铬镁砖；铬镁砖；99刚玉刚玉( (含含-Al-Al2 2O O3 390%)90%)；1010硅线石砖；硅线石砖；1111橄榄石
41、砖；橄榄石砖；1212铬砖；铬砖；1313硅砖；硅砖；1414致密粘土砖；致密粘土砖；1515粘土砖粘土砖当当耐耐火火材材料料含含有有玻玻璃璃相相时时，由由于于非非晶晶质质的的结结构构无无序序，原原子子间间相相撞撞机机率率大大，故故与与晶晶体体相相比比，导导热热系系数数较较低低。当当耐耐火火材材料料中中含含有有气气孔孔时时，由由于于气气体体的的导导热热系系数数比比固固体体小小，所所以以随随气气孔孔率率的的增增加加，材材料料的的导导热热系系数数减减小小。这这就就是是多多孔材料导热系数低的基本原因孔材料导热系数低的基本原因。导热性的影响因素导热性的影响因素耐耐火火材材料料的的导导电电性性，通通常常
42、用用电电阻阻率率来来表表示示。电电阻阻率率与与绝绝对对温温度度间间的的关关系系可以用如下关系式来表示：可以用如下关系式来表示：材料的电阻率，材料的电阻率，-1-1cmcm-1-1；T T绝对温度，绝对温度，K K；A A、B B与材料性质有关的常数。与材料性质有关的常数。 4 4、导电性、导电性耐耐火火制制品品的的导导电电率率，主主要要受受其其化化学学矿矿物物组组成成、气气孔孔率率和和温温度度等等影影响响。除除碳碳质质、石石墨墨质质和和碳碳化化硅硅制制品品外外，大大部部分分耐耐火火材材料料在在常常温温下下是是电电的的不不良良导导体体。但但是是，随随温温度度升升高高，电电阻阻减减小小，导导电电性
43、性增增加加，特特别别是是在在10001000C C以以上上，导导电电性性明明显显增增加加。如如果果加加热热到到熔熔融融状状态态时时，会会呈呈现现出出很很高高的的导导电电能能力。力。气气孔孔率率对对耐耐火火制制品品导导电电性性的的影影响响，通通常常随随气气孔孔率率的的增增加加，电电阻阻率率增增加加。但但在在某某些些导导电电率率低低的的陶陶瓷瓷中中，气气孔孔能能使使导导电电率率提提高高。这这主主要要是是因因为为电电荷荷沿气孔表面的迁移更方便沿气孔表面的迁移更方便( (与表面扩散相似与表面扩散相似) )。杂杂质质对对导导电电率率的的影影响响也也很很大大, , 是是作作为为决决定定结结晶晶界界面面上上
44、得得到到硅硅酸酸盐盐玻玻璃璃相相的材料来源而影响导电率。的材料来源而影响导电率。 导电性的影响因素导电性的影响因素耐耐火火材材料料在在使使用用过过程程中中，除除了了承承受受高高温温热热负负荷荷作作用用外外，还还承承受受来来自自炉炉料料和和环环境境的的重重负负荷荷作作用用和和其其他他物物理理、化化学学作作用用。耐耐火火材材料料的的使使用用性性能能，就就是是其其在在高高温温条条件件下下抵抵抗抗这这些些自自外外部部的的作作用用而而不不易易损损坏坏的的性性质质。根根据据耐耐火火材材料料的的使使用用性性能能，不不仅仅可可以以判判断断耐耐火火制制品品的的优优劣劣，还还可可以以根根据据具具体体使使用用条条件
45、件，选择合适的耐火制品。选择合适的耐火制品。耐耐火火材材料料的的使使用用性性能能主主要要包包括括：耐耐火火度度、荷荷重重软软化化温温度度、重重烧烧线线变变化化率率、抗抗热热震震性性、抗抗渣渣性性、抗抗酸酸性性、抗抗氧氧化化性性、抗水化性抗水化性和和抗抗COCO侵蚀性侵蚀性等。等。2.2.5 5 耐火材料的使用性耐火材料的使用性质质耐耐火火度度：耐耐火火材材料料在在无无荷荷重重条条件件下下，达达到到特特定定软软化化程程度度的的温度，表征材料抵抗高温作用的性能。温度，表征材料抵抗高温作用的性能。耐耐火火度度与与熔熔点点的的区区别别在在于于，熔熔点点是是晶晶体体加加热热时时固固相相与与液液相相处处于
46、于平平衡衡时时的的温温度度；而而耐耐火火度度是是指指多多相相体体达达到到某某一一特特定定软软化程度的温度。化程度的温度。由由于于多多数数耐耐火火制制品品为为多多相相非非均均质质材材料料，无无一一定定熔熔点点，从从开开始始出出现现液液相相到到完完全全熔熔化化是是一一个个渐渐变变过过程程，在在一一个个相相当当宽宽的的温温度度区区间间内内，液液固固两两相相并并存存。因因此此，为为了了准准确确表表征征耐耐火火材材料在高温下的软化和熔融特征，只能用耐火度来衡量。料在高温下的软化和熔融特征，只能用耐火度来衡量。1 1、耐火度耐火度 中中国国标标准准(GB/T7322-1997)(GB/T7322-1997
47、)规规定定了了耐耐火火材材料料耐耐火火度度的的测测量量方方法法，其其具具体体要要点点是是，将将被被测测材材料料制制成成与与标标准准测测温温锥锥形形状状、尺尺寸寸( (下下底底边边长长8mm8mm，上上底底边边长长2mm2mm，高高30mm)30mm)相相同同的的截截头头三三角角锥锥，在在规规定定的的加加热热条条件件下下，与与标标准准测测温温锥锥弯弯倒倒情情况况相相比比较较，直直至至试试锥锥顶顶部部弯弯倒倒接接触触底底盘盘，此此时时与与试试锥锥同同时时弯弯倒倒的的标标准准测测温温锥锥可可代代表表的的温温度度即为试锥的耐火度。即为试锥的耐火度。 试锥在不同熔融阶段的弯倒情况试锥在不同熔融阶段的弯倒
48、情况a-a-熔融开始以前；熔融开始以前；b-b-在相当于耐火度的温度下；在相当于耐火度的温度下；c-c-在高于耐火度的温度下在高于耐火度的温度下耐火度的测量方法耐火度的测量方法制制 品品耐火度耐火度/ /C C制制 品品耐火度耐火度/ /C C结晶硅石结晶硅石硅硅 砖砖硬质粘土硬质粘土粘粘 土土 砖砖1730-17701730-17701690-17301690-17301750-17701750-17701610-17501610-1750高高 铝铝 砖砖镁镁 砖砖白云石转白云石转1770-20001770-2000 2000 2000 2000 2000一些常用耐火原料和制品的耐火度一些常
49、用耐火原料和制品的耐火度耐耐火火材材料料的的试试锥锥在在高高温温下下的的弯弯倒倒程程度度，主主要要取取决决于于固固相相和和液液相相的的数数量量比比、液液相相的的粘粘度度和和高高熔熔点点晶晶相相的的分分散散程程度度。通通常常锥锥体体达达到到耐耐火火度度时时，多多数数含含液液相约为相约为70-80%70-80%，液相粘度约为，液相粘度约为10-50PaS10-50PaS，并随材料不同而各异。，并随材料不同而各异。因因此此，可可以以认认为为耐耐火火材材料料耐耐火火度度的的高高低低除除与与测测定定条条件件有有关关外外，主主要要受受材材料料的的化化学学和和矿矿物物组组成成所所控控制制。对对于于各各种种单
50、单一一组组分分构构成成的的耐耐火火材材料料而而言言，主主要要取取决决于于化化合合物物熔熔点点的的高高低低。而而对对于于多多组组分分构构成成的的耐耐火火材材料料而而言言，取取决决于于主主成分和他成份的数量比。成分和他成份的数量比。杂杂质质会会严严重重降降低低材材料料的的耐耐火火度度。欲欲提提高高耐耐火火材材料料的的耐耐火火度度，必必须须提提高高主主成成分和主晶相的数量并尽量降低杂质。分和主晶相的数量并尽量降低杂质。耐火度的影响因素耐火度的影响因素耐耐火火材材料料的的荷荷重重软软化化温温度度：耐耐火火制制品品在在持持续续升升温温条条件件下下承承受受恒恒定定载载荷荷产产生生变变形形的的温温度度。它它
51、表表示示了了耐耐火火材材料料同同时时抵抵抗抗热热负负荷荷和和重重负负荷荷两两方方面面作作用用的的能能力力，在在一一定定程程度度上上表表明明制制品品在在其其他条件相仿情况下的结构强度。他条件相仿情况下的结构强度。我我国国标标准准规规定定用用示示差差升升温温法法测测定定耐耐火火制制品品的的荷荷重重软软化化温温度度。其其原原理理是是，即即在在规规定定的的恒恒压压载载荷荷和和升升温温速速率率下下加加热热圆圆柱柱体体试试样样，直直到到试试样样产产生生规规定定的的压压缩缩变变形形，记记录录升升温温时时试试样样的的形形变变，测定其达到规定形变量时的相应温度。测定其达到规定形变量时的相应温度。 2 2、荷重软
52、化温度荷重软化温度荷重软化温度荷重软化温度的测量方法的测量方法3 3、重烧线变化率、重烧线变化率重烧线变化率：重烧线变化率：烧成耐火制品再次加热到规定的温度，保烧成耐火制品再次加热到规定的温度，保温一定时间，冷却到室温后所产生的残余膨胀或收缩。正温一定时间，冷却到室温后所产生的残余膨胀或收缩。正号号“+ +”表示膨胀，负号表示膨胀，负号“”表示收缩。重烧线变化率的表示收缩。重烧线变化率的计算公式为：计算公式为： LcLc- -试样重烧线变化率，试样重烧线变化率，% %； L L0 0- -试样加热前的长度，试样加热前的长度，mmmm； L L1 1- -试样加热后的长度，试样加热后的长度，mm
53、mm。化化学学组组成成一一定定的的耐耐火火制制品品产产生生重重烧烧线线变变化化的的原原因因，主主要要是是耐耐火火制制品品在在烧烧成成过过程程中中，由由于于温温度度不不均均匀匀或或时时间间不不足足等等原原因因，导导致致烧烧成成时时一一些些物物理理化化学学反反应应进进行行不不充充分分或或部部分分组组分分有有晶晶型型转转化化所所致致。其其中中重重烧烧膨膨胀胀是是由由于于一一些些高高密密度度的的反反应应物物形形成成低低密密度度产产物物的的反反应应，或或高高密密度度晶晶型型向向低低密密度度晶晶型型转转化化未未充充分分完完成成所所致致。与与此此相相反反，重重烧烧收收缩缩是是由由于于制制品品在在烧烧成成过过
54、程程中中的的高高密密度度化化、晶晶型型转转化化、形形成成新新产产物物的的反反应应和和再再结结晶晶以以及及其其他他固固相相与与液液相相烧烧结结反反应应未未充充分分完完成成所所致致。其其中中烧烧成成温温度度及及保保温温时时间间，通通过过形形成成的的液液相相量及其表面张力和粘度，对收缩影响尤为显著。量及其表面张力和粘度，对收缩影响尤为显著。 重重烧烧线线变变化化率率是是评评价价耐耐火火制制品品质质量量的的一一项项重重要要指指标标。对对判判别别制制品品的的高高温温体体积积稳稳定定性性，从从而而保保证证砌砌筑筑体体的的稳稳定定性性，减减少少砌砌筑筑体体的的缝缝隙隙，提提高高其其致致密密性性和和耐耐侵侵蚀
55、蚀性性，避避免免砌砌筑筑体体整整体体结结构构的的破破坏坏，都都具具有有重重要要意意义义。而而且且，由耐火制品的重烧变化，可判别耐火制品的生产工艺制度的合理性。由耐火制品的重烧变化，可判别耐火制品的生产工艺制度的合理性。重烧线变化率的影响因素重烧线变化率的影响因素抗抗热热震震性性：又又称称热热震震稳稳定定性性、抗抗温温度度急急变变性性、耐耐急急冷冷急急热热性性等，是指耐火制品对温度急剧变化所产生损伤的抵抗能力。等，是指耐火制品对温度急剧变化所产生损伤的抵抗能力。耐耐火火材材料料在在使使用用过过程程中中，经经常常会会遭遭受受到到温温度度急急剧剧变变化化的的作作用用，如如冶冶金金炉炉炉炉衬衬在在两两
56、次次熔熔炼炼的的间间歇歇中中，盛盛钢钢桶桶衬衬砖砖在在两两次次盛盛钢钢与与浇浇注注的的交交替替中中，其其他他非非连连续续式式窑窑炉炉或或容容器器的的间间歇歇操操作作中中，在在很很短短时时间间内内工工作作温温度度变变化化很很大大，都都因因温温度度急急剧剧变变化化，即即热热震震作作用用而而开开裂裂、剥剥落落和和崩崩溃溃。因因此此，当当耐耐火火材材料料在在使使用用中中，其工作温度有急剧变化时，必须考察其耐热震性。其工作温度有急剧变化时，必须考察其耐热震性。4 4、抗热震性抗热震性影影响响耐耐火火制制品品抗抗热热震震性性指指标标的的主主要要因因素素是是制制品品的的物物理理性性质质、如如导导热热系系数数
57、、热热导导率率等等。一一般般而而言言，耐耐火火材材料料的的热热膨膨胀胀系系数数越越大大，抗抗热热震震性性越越差差；制制品品的的导导热热率率越越高高，抗抗热热震震性性就就越越好好。此此外外。耐耐火火制制品品的的组组织织结结构构，颗颗粒粒组组成成和和制制品品形形状状等等均均对对抗抗热震性有影响。热震性有影响。根根据据中中国国冶冶标标(YB/T376.1-1995)(YB/T376.1-1995)，采采用用直直形形砖砖水水急急冷冷法法测测量量耐耐火火制制品品的的抗抗热热震震性性。具具体体方方法法是是，将将长长为为200-230mm200-230mm、宽宽为为100-150mm100-150mm、厚厚
58、为为50-100mm50-100mm的的直直形形砖砖的的受受热热端端面面伸伸入入到到预预热热至至11001100C C的的炉炉内内50mm50mm，保保温温20min20min。保保温温过过程程完完成成后后，从从炉炉内内取取出出试试样样，迅迅速速将将其其受受热热端端进进入入到到流流动动冷冷水水中中急急冷冷3min3min，用用试试样受热端面破损一半的循环次数表征其抗热震性样受热端面破损一半的循环次数表征其抗热震性。抗热震性能的影响因素抗热震性能的影响因素耐耐火火材材料料的的抗抗渣渣侵侵蚀蚀性性，简简称称抗抗渣渣性性，是是指指耐耐火火材材料料在在高高温温下下抵抵抗抗炉炉渣侵蚀和冲刷作用而不易损坏
59、的能力。渣侵蚀和冲刷作用而不易损坏的能力。耐耐火火材材料料受受熔熔渣渣侵侵蚀蚀的的具具体体原原因因与与过过程程可可简简略略地地分分为为两两个个阶阶段段，即即熔熔渣与耐火材料的接触与渗透；熔渣与耐火材料的反应与危害。渣与耐火材料的接触与渗透；熔渣与耐火材料的反应与危害。 (1) (1) 熔渣与耐火材料的接触和渗透熔渣与耐火材料的接触和渗透 熔渣经毛细管和裂纹的渗入熔渣经毛细管和裂纹的渗入 熔渣沿耐火材料基质的渗入熔渣沿耐火材料基质的渗入 熔渣经晶界的迁入熔渣经晶界的迁入 (2) (2) 熔渣与耐火材料的反应及其危害熔渣与耐火材料的反应及其危害 耐火材料向熔渣中溶解耐火材料向熔渣中溶解- -单纯溶
60、解和反应溶解单纯溶解和反应溶解 耐火材料的结构崩裂耐火材料的结构崩裂 5 5、抗渣侵蚀性抗渣侵蚀性(3) (3) 耐火材料抗渣性的测定耐火材料抗渣性的测定 耐耐火火材材料料的的抗抗渣渣蚀蚀性性主主要要与与耐耐火火材材料料的的化化学学矿矿物物组组成成以以及及组组织织结结构构有有关关，另另外外也也与与熔熔渣渣的的性性质质及及与与其其相相互互的的条条件件有有关关。具具体体的的实实验验方方法，分为法，分为静态法静态法和和动态法动态法： 静态法静态法。包括熔锥法、浸渍法和坩埚法。包括熔锥法、浸渍法和坩埚法。 (a) (a) 熔熔锥锥法法: : 亦亦称称三三角角锥锥法法，将将耐耐火火材材料料与与炉炉渣渣分
61、分别别磨磨成成细细粉粉，按按不不同同比比例例混混合合，制制成成三三角角锥锥，其其形形状状、大大小小与与标标准准测测温温锥锥相相同同，然然或或按按耐耐火火度度试试验验方方法法进进行行测测试试，以以耐耐火火度度降降低低程程度度来来表表示示耐耐火火材材料料抗抗渣渣性性的的优优劣劣。这这是是抗抗渣渣性性试试验验中中最最简简单单的的方方法法，但但它它只只能能反反映映化化学学矿矿物物组组成对抗渣性的影响，而其他影响因素显示不出来。成对抗渣性的影响，而其他影响因素显示不出来。 (b) (b) 浸浸渍渍法法: : 将将耐耐火火材材料料切切成成圆圆棒棒状状，在在规规定定温温度度，浸浸入入炉炉渣渣中中。浸浸渍渍一
62、定时间后，取出观察侵蚀情况，测量其体积变化，计算侵蚀百分率。一定时间后，取出观察侵蚀情况，测量其体积变化，计算侵蚀百分率。(c) (c) 坩坩埚埚实实验验法法: : 从从耐耐火火制制品品上上取取下下一一立立方方体体，或或钻钻取取一一圆圆柱柱体体试试样样，在在其其顶顶面面中中心心钻钻孔孔( (亦亦可可由由耐耐火火材材料料直直接接压压制制成成这这种种坩坩埚埚) )，装装入入一一定定量量的的渣渣剂剂，然然后后将将坩坩埚埚放放入入电电炉炉的的恒恒温温区区，加加热热至至预预定定的的实实验验温温度度并并保保温温一一定定时时间间。冷冷却却后后，将将坩坩埚埚从从电电炉炉中中取取出出，并并沿沿其其中中心心面面剖
63、剖开开，观观察察并并测测量量其其实实情情况况。耐耐火火材材料料试试样样的的抗抗侵侵蚀蚀性性能能，一一般般常常用用耐耐火火材材料料试试样样的的侵蚀量侵蚀量( (或侵蚀深度或侵蚀深度) )和熔渣在耐火材料试样中的渗透深度来分别表示。和熔渣在耐火材料试样中的渗透深度来分别表示。 动态法动态法：包括回转坩埚法、旋转浸渍法和感应炉法。：包括回转坩埚法、旋转浸渍法和感应炉法。(a) (a) 回回转转坩坩埚埚法法。将将被被测测耐耐火火制制品品切切加加工工，制制作作多多个个断断面面为为梯梯形形的的试试样样块，并将其砌在一个小型的回转窑内侧形成坩埚。块，并将其砌在一个小型的回转窑内侧形成坩埚。 (b) (b)
64、转转动动浸浸渍渍法法。亦亦称称旋旋棒棒法法，与与浸浸渍渍法法不不同同点点是是将将圆圆棒棒试试样样进进入入熔熔渣旋转一定时间后取出，观察试样的侵蚀情况。渣旋转一定时间后取出，观察试样的侵蚀情况。 (e) (e) 感感应应炉炉法法。把把要要被被测测量量的的耐耐火火材材料料做做成成小小型型感感应应炉炉炉炉衬衬，置置于于感感应应圈圈内内，加加入入一一定定量量的的金金属属，待待其其熔熔化化后后，加加入入一一定定量量的的熔熔渣渣，在在实实验验温温度度下下保保温温一一定定时时间间。冷冷却却后后，切切开开炉炉衬衬的的断断面面，观观察察比比较较其其侵侵蚀蚀情情况况。这这种种方方法法的的特特点点是是比比较较直直观
65、观，对对比比性性强强，炉炉内内气气氛氛易易于于控控制制。缺点是设备复杂且昂贵。缺点是设备复杂且昂贵。对于同一种耐火材料，采用上述不同试验方法对其抗渣性对于同一种耐火材料，采用上述不同试验方法对其抗渣性能进行测定和评价时，得到的实验结果经常会出现某些差能进行测定和评价时，得到的实验结果经常会出现某些差异。引起这些差异的原因是多方面的，例如：实验室炉内异。引起这些差异的原因是多方面的，例如：实验室炉内气氛的差别，金属存在与否，熔渣的运动状态以及加热方气氛的差别，金属存在与否，熔渣的运动状态以及加热方式等。因此，在试验之前，应根据耐火材料的实际使用条式等。因此，在试验之前，应根据耐火材料的实际使用条
66、件、耐火材料的性质以及渣侵试验的特点，对整个试验过件、耐火材料的性质以及渣侵试验的特点，对整个试验过程作认真地考虑和周密的设计，以达到预期的效果。程作认真地考虑和周密的设计，以达到预期的效果。抗渣侵实验的影响因素抗渣侵实验的影响因素抗氧化性抗氧化性：耐火材料在高温氧化气氛下抵抗氧化的能力。：耐火材料在高温氧化气氛下抵抗氧化的能力。含含有有非非金金属属氧氧化化物物的的耐耐火火材材料料，其其中中的的非非金金属属氧氧化化物物组组分分对对耐耐火火材材料料的的抗抗渣渣侵侵蚀蚀性性能能和和抗抗热热冲冲击击性性能能等等具具有有重重要要的的影影响响。因因此此，这这些些耐耐火火材材料料抗抗氧氧化化性性能能的的优
67、优劣劣，即即耐耐火火材材料料中中非非氧氧化化物物组组分分的的氧氧化化速速度度，对对于于耐耐火火材材料料的的使用寿命具有相当大的影响。使用寿命具有相当大的影响。评价耐火材料的抗氧化性能，通常采用的是气相氧化法。其中主要包括：评价耐火材料的抗氧化性能，通常采用的是气相氧化法。其中主要包括： (1) (1) 电炉加热法电炉加热法 (2) (2) 炉床旋转式电炉加热法炉床旋转式电炉加热法(3) (3) 热天平实验法热天平实验法 (4) (4) 差热分析实验法差热分析实验法 (5) (5) 气体质量分析实验法气体质量分析实验法 6 6、抗氧化性抗氧化性抗氧化性抗氧化性的测定方法的测定方法抗抗水水化化性性
68、是是指指耐耐火火材材料料抵抵抗抗与与环环境境中中的的水水分分发发生生反反应应的的能能力力。抗水化性的测定方法主要包括：抗水化性的测定方法主要包括：(1) (1) 热水试验法热水试验法(2) (2) 恒温恒湿箱实验法恒温恒湿箱实验法 (3) (3) 高压釜实验法高压釜实验法 - -试样的重量增加率，试样的重量增加率，% %； W-W-试样水化后的重量，试样水化后的重量，g g； W W0 0- -试样水化前的重量，试样水化前的重量，g g。 7 7、抗水化性抗水化性抗抗COCO侵蚀性侵蚀性是指耐火材料在一氧化碳气氛下抵抗开裂或崩解的能力。是指耐火材料在一氧化碳气氛下抵抗开裂或崩解的能力。 耐耐火
69、火制制品品在在400-600400-600C C下下遇遇到到强强烈烈的的一一氧氧化化碳碳气气氛氛时时，由由于于COCO分分解解，游游离离碳碳就就会会淀淀析析在在制制品品上上铁铁点点的的周周围围，使使制制品品瓦瓦解解损损坏坏。高高炉炉冶冶炼炼过过程程中中，在在炉炉身身400-600400-600C C的的部部位位，由由于于上上述述原原因因而而使使耐耐火火制制品品开开裂裂和和组组织织疏疏松松，是是高高炉炉炉炉衬衬损损毁毁的的重重要要原原因因之之一一。降降低低耐耐火火制制品品的的显显气气孔孔率率及及氧化铁含量，可以增强其抵抗氧化铁含量，可以增强其抵抗COCO的侵蚀能力。的侵蚀能力。 8 8、抗抗CO
70、CO侵蚀性侵蚀性抗酸性抗酸性是指耐火材料抵抗酸侵蚀的能力。是指耐火材料抵抗酸侵蚀的能力。 测测定定耐耐火火制制品品抗抗酸酸性性的的方方法法一一般般选选用用硫硫酸酸作作为为侵侵蚀蚀剂剂，如如国国际际标标准准致致密密定定性性耐耐火火材材料料制制品品抗抗硫硫酸酸的的测测定定( (ISO ISO 88908890) )和和PRE/R22PRE/R22，两两个个测测定定方方法法都都是是规规定定将将耐耐火火材材料料制制品品磨磨碎碎，磨磨细细到到0.63-0.80mm0.63-0.80mm的的颗颗粒粒，放放入入质质量量分分数数为为70%70%的的硫硫酸酸中中，煮煮沸沸6h6h，然然后后测测定定其其质质量量损
71、损失失，以原干料的质量分数表示。以原干料的质量分数表示。 9 9、抗酸性抗酸性 抗碱性抗碱性是指耐火材料在高温下抵抗碱侵蚀的性能。是指耐火材料在高温下抵抗碱侵蚀的性能。测测定定耐耐火火材材料料抗抗碱碱性性的的方方法法，通通常常以以无无水水K K2 2COCO3 3为为侵侵蚀蚀介介质质，有有混混合合侵蚀法和直接接触熔融侵蚀法两种。侵蚀法和直接接触熔融侵蚀法两种。(1) (1) 混混合合侵侵蚀蚀法法。用用焦焦炭炭颗颗粒粒与与无无水水K K2 2COCO3 3混混合合，把把试试块块埋埋置置其其中中，在在高高温温密密封封条条件件下下，对对试试块块进进行行侵侵蚀蚀反反应应，测测定定试试块块被被侵侵蚀蚀前前后后的的尺寸变化或强度下降率。尺寸变化或强度下降率。 (2) (2) 直直接接接接触触熔熔融融侵侵蚀蚀法法。在在高高温温密密封封条条件件下下，以以熔熔融融的的K K2 2COCO3 3与与试试块直接接触进行侵蚀反应，测定试样被侵蚀前后各种性能的变化。块直接接触进行侵蚀反应，测定试样被侵蚀前后各种性能的变化。两种方法都是以变化量愈小表示抗碱性愈好。两种方法都是以变化量愈小表示抗碱性愈好。 1010、抗碱性抗碱性
