耐火磚廠家對(duì)耐火磚襯體熱應(yīng)力的研究
耐火磚砌筑之后形成的襯體為了防止坍塌和燒融，必須在生產(chǎn)和研發(fā)階段防止意外的發(fā)生，耐火材料的非連續(xù)性損毀主要分為熱剝落和結(jié)構(gòu)剝落量大類型，前者因耐火材料經(jīng)受溫度變化(簡(jiǎn)稱為熱震)形成巨大的熱應(yīng)力超過其強(qiáng)度所導(dǎo)致的不規(guī)則破壞。后者則經(jīng)常因?yàn)槿墼治g向耐火材料內(nèi)部氣孔中的浸透所導(dǎo)致的變質(zhì)和使用溫度復(fù)合的結(jié)果。這兩種類型的破壞都是導(dǎo)致耐火材料不連續(xù)的、超前損毀，限制其使用壽命的原因。
不連續(xù)的損毀對(duì)耐火磚襯體的影響非常大，這是一個(gè)持之以恒的態(tài)度，一般來說，耐火材料損毀不外乎兩個(gè)步驟：首先是裂紋的產(chǎn)生，然后是裂紋的擴(kuò)展直到最后的損壞。一般從物理和化學(xué)上說材料斷裂需要兩個(gè)過程，可以設(shè)想任何一個(gè)都能控制總的破壞過程，下面著重討論一下耐火材料的脆性斷裂有關(guān)的內(nèi)容，再討論非線性斷裂、高溫入編、高溫?zé)崞诤蜋C(jī)械沖擊損毀及相關(guān)內(nèi)容，最重要的耐火材料結(jié)構(gòu)剝落則做稍后的討論。
中所周知，耐火材料對(duì)熱應(yīng)力和熱震破壞的敏感性，是限制其使用的主要原因之一。在許多高溫窯爐應(yīng)用中，耐火材料能夠符合結(jié)構(gòu)體在使用溫度下的要求，但耐火結(jié)構(gòu)體的破壞往往卻在較低的溫度下進(jìn)行，發(fā)生在加熱和冷卻的過程中，原因是溫度的變化，用一句俗語(yǔ)就是說耐火磚不怕高溫就怕冷熱交替。溫度梯度產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致盈利的因素則是對(duì)物體自由膨脹的限制。彈性范圍內(nèi)，該應(yīng)力與耐火材料的E模數(shù)一級(jí)彈性量成正比，彈性應(yīng)變等于線膨脹系數(shù)阿爾法A和溫度變化德爾塔T。
因此溫度的應(yīng)力可用下列式子表示下去。a=EagT/(1-u)當(dāng)這個(gè)a系數(shù)超過材料的強(qiáng)度的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致材料斷裂。 歸根到底像一些耐火陶瓷材料，澆注成型-高溫?zé)傻哪突鸫u部件及熔鑄耐火制品等一類脆性耐火材料，一旦裂紋已經(jīng)發(fā)生，應(yīng)力狀態(tài)就會(huì)使裂紋開始擴(kuò)展。德爾塔T就是溫度差，可見溫度差越大，這個(gè)系數(shù)就越大，超過材料的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生裂紋。材料的性狀取決于對(duì)裂紋的抵抗性。熱應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋。
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