高溫體積穩(wěn)定性是耐火材料在使用過程中,由于受熱負荷的作用,其外形體積或線性尺寸保持穩(wěn)定不發(fā)生變化(收縮或膨脹)的性能。對于燒成耐火制品,通常用制品在無重負荷作用下的加熱體積變化率或加熱永久線變化率來表示;而對于不燒耐火材料(主要是不定形耐火材料),通常用加熱線變化率來表示。

加熱永久線變化率

加熱永久線變化率是指燒成的耐火制品再次加熱到規(guī)定的溫度,保溫一定時間,冷卻到室溫后所產生的殘余膨脹和收縮。正號“+”表示膨脹,負號“-”表示收縮。對于燒成耐火制品來說,其在燒成的過程中,由于內部的物理化學變化一般都沒達到燒成溫度下的平衡,另外可能會由于各種原因存在燒成不充分,在制品以后的長期使用過程中,受高溫的作用,一些物理化學變化或燒成變化會繼續(xù)進行,從而使制品產生不可逆的收縮或膨脹。

加熱永久線變化率是評定耐火制品質量的一項重要指標。對判別制品的高溫體積穩(wěn)定性,從而保證砌筑體的穩(wěn)定性,減少砌筑體的縫隙提高其密封性和抗侵蝕性,避免砌筑體整體結構的破壞,都具有非常重要的意義。此外,此項指標也可以作為評價制品燒結程度的一個參考依據。燒結不良的制品,此項指標必然較高

為了控制制品的加熱永久線變化率在標準之內甚至達到更小值,適當提高燒成溫度和延長保溫時間是有效的工藝措施。但也不宜過高,否則會引起制品的變形,組織玻璃化,降低抗熱震性。

國家標準GB/T5988-2004規(guī)定了致密定形耐火制品加熱永久線變化率的試驗方法。原理是:將已測量長度的長方棱柱體或圓柱體試樣,置于氧化氣氛的爐內,按規(guī)定的升溫速率品加熱到

規(guī)定的試驗溫度,保溫一定時間,冷卻到室溫后,再測量其長度,計算加熱永久線變化率。

加熱線變化率

不定形耐火材料的加熱線變化率包括烘干線變化率和燒后線變化率。烘干線變化率是指試樣在(10±5)℃下干燥一定時間后,長度不可逆變化的量與烘干前試樣長度之比(%),燒后線變化率是指試樣在規(guī)定溫度下加熱并保溫一定時間后,長度不可逆變化的量,用試樣長度變化來表示(%)。

不定形耐火材料的加熱線變化率是很重要的一個性能指標。若線變化率過大,對砌筑襯體的破壞性很大,易產生結構剝落或降低襯體的密實性,從而減低抗侵蝕性等其他性能,降低襯體的使用壽命。

不定形耐火材料的加熱線變化率與其化學組成及加熱處理條件密切相關,通過選用合適的原料或添加某種外加劑、制定合理的烘烤制度,可以避免或抑制產生較大體積變化的化學反應或晶型轉變或者抵消一些體積變化,從而降低不定形耐火材料的線變化率。

黑色冶金行業(yè)標準YB/T5203-1993規(guī)定了致密耐火澆注料線變化率的試驗方法。