[发明专利]一种耐火材料抗渣性试验方法

说明书

本发明属于耐火材料领域，提出一种耐火材料抗渣性试验方法。提出的一种耐火材料抗渣性试验方法；制备包含多种待测样品材质的试样坩埚；测量并记录试样坩埚侧壁的厚度L_0；向试样坩埚中加入铸铁铁块和铁砂，铺设厚度为坩埚深度的2/3，再将试验渣铺设在铁块和铁砂上；将盛有铸铁和试样渣的试样坩埚放在烘箱中烘干；根据被测试试样的特点和服役环境选取并设定合适的试验气氛；升温和保温进行抗渣试验；降温和停炉；抗渣试样的处理、分析：测量并记录各抗渣样品材质铺面渣线部位的厚度L₁，计算渣蚀量δL=L₀‑L₁。本发明方法可进行多种热工热备中耐火材料损毁的模拟，为热工设备的耐火材料对比选材和新材料研究开发提供了技术支持。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种耐火材料抗渣性试验方法。

背景技术

耐火材料是高温领域的关键材料；绝大部分耐火材料在高温下与熔体直接接触，熔渣对耐火材料的损毁程度将直接影响耐火材料的使用性能。在实际使用中，熔渣与耐火材料的相互作用十分复杂，主要表现为熔渣对耐火材料的化学侵蚀、渗透和冲刷。而熔渣的成分、粘度、与耐火材料相对运动的速率等，以及环境的温度、压强、气氛等都对耐火材料的抗渣性产生影响。

在实际生产和工业应用中，以及耐火材料的科学研究中，耐火材料的抗渣性被作为评价耐火材料的一项重要性能被广泛使用。但由于影响耐火材料的抗渣性因素太多，各种热工设备使用的耐火材料所处的工况各不相同，目前的耐火材料抗渣性试验方法对许多特定应用环境所使用的耐火材料评价结果与实际使用结果存在较大出入。

美国材料与试验协会提出了耐火材料的回转抗渣试验方法标准（ASTM C874-11aStandard Test Method for Rotary Slag Testing of Refractory Materials），它是将6组耐火材料制品切成一定尺寸和形状的试样，通过耐火泥浆粘接组成一个具有六棱柱空腔的结构，将其砌筑在一个圆筒形炉壳内，以六棱柱空腔为炉膛，六棱柱的顶部和底部分别为进渣/进气口和出渣/出气口；试验时将炉膛卧倒呈水平，炉膛以六棱柱轴线为轴进行转动，以可燃气体和氧气的混合气体为加热源对炉膛中心加热，试验过程中间歇性加渣和出渣；通过测定试验前后耐火材料试样厚度的变化评价耐火材料的抗渣性。该方法的优点是可进行多组样品同一条件下的对比，试验过程中可更换熔渣，耐火材料和熔渣间有相对运动能更好地模拟熔渣对耐火材料的冲刷，而且，除了空气气氛外，还可以通过调节渣和火焰气体比例实现弱还原性的试验气氛。但是该方法也存在一些缺点，如：1）敞开式环境、采用火焰加热，试验温度波动大，试验条件的重现性极低；2）试验为敞开式环境，试验气氛的选择受限；3）试验周期较长，一般为24h，长时可达72h，一次试验对人力、物力、财力消耗大。

我国现行国家标准GB /T 8931—2007 耐火材料抗渣性试验方法中出提出和美国ASTM标准相似的回转渣蚀法外，还提出了一种耐火材料研究中普遍采用的抗渣性试验方法——静态坩埚法，它是将耐火材料样品制成坩埚状，给坩埚内装上试验渣后置于炉膛内，让高温下熔渣与坩埚发生反应，以熔渣对坩埚试样剖面的侵蚀量和渗透量来评价耐火材料抗渣性的优劣；该方法的优点是操作简便，可根据需求将试样放置在不同气氛和温度的炉膛内进行试验，试验的重现性较高；但是该方法也存在一些缺点，如：1）试验中熔渣和耐火材料相对静止，无法模拟和体现真实环境下熔渣对耐火材料的冲刷；2）试验是将整个坩埚置于炉膛中，热的传导方向是由外到内，先加热坩埚外壁，再传导到坩埚内壁，然后到试验渣，试验中整个耐火材料和熔渣几乎不存在温度梯度，这与绝大多数耐火材料实际使用环境下的温度场分布严重不符，因而试验结果对实际生产应用的指导性不强。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种耐火材料抗渣性试验方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种耐火材料抗渣性试验方法，所述耐火材料抗渣性试验方法的具体步骤如下：