耐火磚可以耐急冷急熱多少次，如何加強熱震性能？

耐火磚的抗熱震性即耐火磚在溫度急劇變化條件下抵抗損傷的能力。曾稱熱穩定性，熱震穩定性，抗熱沖擊性，抗溫度急變性，耐急冷急熱性等，耐火磚在低溫和中溫下是脆性材料，缺乏延性,在熱工設備使用中，耐火磚常常受到急劇的溫度變化，導致損傷。抗熱震性是耐火磚性質重要的使用性能之一。

 

耐火磚的抗熱震性，是其力學性能與熱學性能在溫度變化條件下的綜合表現。耐火磚遭受的急劇溫度變化，稱為熱震。耐火磚在熱震中產生的新裂紋，以及新裂紋與原有裂紋擴展造成的開裂、剝落、斷裂等狀況，稱為耐火磚的熱震損傷。熱震損傷是熱應力作用的結果，耐火磚在溫度變化時，變形受到抑制所產生的應力為熱應力。耐火磚的重燒線變化如果在不同的多相在溫度變化時，耐火磚的熱膨脹如果受到溫度梯度均勻作用時，以及相變時，都會產生熱應力。熱應力與耐火磚的彈性模量及彈性應變成正比，而耐火磚的彈性模量應變等于線膨脹系數和溫度變化的乘積。

 

耐火磚的耐熱震性是指制品對溫度迅速變化所產生損傷的抵抗性能。又稱熱震穩定性或耐急冷急熱性。耐火磚在使用過程中，經常受到強烈的急冷、急熱作用。例如，間隙生產的窯爐、窯爐點火、停火和停窯檢修等情況，爐襯的溫度都會有很大的變化。由于耐火磚的導熱性差，制品內部就會因為溫度急劇變化而產生應力，當這種應力超過制品的結構強度時，便發生開裂、剝落，甚至造成砌體崩裂。產生這種應力的大小，主要取決于制品的組織結構、熱膨脹性、導熱性及彈性模量等因素。

 

1．耐火磚的組織結構增大耐火磚臨界顆粒和粗顆粒的數量，能使大部分耐火磚的熱震穩定性顯著提高。因為大顆粒周圍有小裂紋和孔隙存在，在這些部位形成局部結合，當制品內產生熱應力時，這些沒有被緊密固定的顆粒間發生相互微小的滑動而不開裂!局部消除了一些應力。與此相反，細顆粒組成的致密耐火磚，就不利于提高其熱震穩定性。

 

2．熱膨脹性當溫度突變時，耐火磚表面和內部存在溫度差，如果制品的熱膨脹系數較大，由于溫差而產生的熱應力也較大，其熱震穩定性也相應較差。

 

3．導熱性，導熱性越強，即導熱系數越大，內外溫差越小，溫差應力也越小，耐火磚的熱震穩定性也越強。

 

4．彈性性質，耐火磚的彈性越好，即彈性模量越小，緩沖熱應力作用的能力越強．制品的熱震穩定性也越好。

 

5．結構強度耐火磚的結構強度越大，抵抗熱應力作用的能力越強，制品的熱震穩定性也越好。

 

耐火磚熱震測試方法

(1)加熱一冷卻法。將一定尺寸的試樣直接放人已經達到規定溫度的爐內保溫達到規定的時間后，迅速從爐中取出，在水等介質中或空氣中淬冷。重復上述過程至達到規定的熱震循環次數后，觀察試樣的損壞情況，或者測定熱震前后抗折強度的保持率來判斷材料抗熱震性的好壞。

 

(2)鑲板法。鑲板法是將耐火磚試樣砌在爐壁或爐門上，讓它在一面受熱的情況下進行加熱一冷卻循環。我國現行標準中就是將耐火磚試樣砌筑在試驗爐爐門上，爐門關上后，試樣的一端在爐內加熱，達到規定的時間后，翻轉爐門，將熱的耐火磚端插人冷水中冷卻。反復數次后，用受熱端面積的破損率來衡量耐火磚的抗熱震性。實際測定過程中需按有關標準中規定的程序進行測定。(3)長條法。將長條形試樣放在支架上，在試樣的加熱面下有煤氣燒嘴與吹風嘴。先用煤氣加熱試樣到規定的時間后，再用吹風設備吹風冷卻一段時間。按規定反復若干次后，測定試樣熱震前后抗折強度或彈性模量的保持率以衡量其抗熱震性的好壞。與一般加熱一冷卻法相比較，二者都是采用長條形試樣，所不同的是在長條法中是單面加熱的，在加熱與冷卻過程中試樣中存在一定的溫度梯度。

 

此外，耐火磚的形狀、大小和爐體的結構及砌筑方式都對制品的熱震穩定性有一定影響。以前燒結耐火磚的耐熱震性按冶金部部頒標準YB376--75規定測定。以試樣經受加熱和水冷的循環次數來度量。幾種耐火磚的耐熱震性如表所示。從1992年月1日開始，燒成致密定形耐火磚抗熱震性的測定按YB4018—9l的規定進行。名稱耐熱震性試驗次數硅磚1~2粘土磚（粗顆粒）25~100粘土磚（細顆粒）5~8普通粘土磚10~12普通鎂磚2~3鎂鋁磚50~150高鋁磚6~15。

 

如何提高耐火磚的抗熱震性？

主要影響耐火制品抗熱震性的主要因素是材料在加熱或冷卻過程中由于熱脹冷縮產生的熱應力。一般來講，熱膨脹率越大的材料抗熱震性越差，如硅磚、鎂磚等;熱導率越大的材料抗熱震性越好，如碳化硅制品等。

 

從熱彈性理論出發，材料的彈性模量越小，強度越大，熱導率越大，制品的抗熱震性較好。而能量理論認為制品有較高的斷裂表面能時，可提高制品的抗熱震性。也就是說，當制品具有細小的氣孔，使得制品在溫度變化時產生較大的內應力，儲存了較多的內在能量時，能夠通過制品產生微細的裂紋，而將這些有可能導致制品損毀的能量釋放出來，就能大幅度提高制品的抗熱震性，即在制品中有意引入微裂紋，使裂紋擴展的程度減到非常小，是提高材料抗熱震性的途徑之一。

 

例如水泥窯用抗剝落高鋁磚，就是因為在高鋁磚的配料里添加了少量的ZrO2后，利用ZrO2的相變使得制品內形成許多微小裂紋，當溫度變化產生熱應力時，這些微小裂紋有可能導致耐火材料損毀的能量得到釋放，從而提高了耐火磚的抗熱震性。