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耐火浇注料——热膨胀性

发布日期:2021-02-19 11:21
信息摘要:
热膨胀 热膨胀系指试样长度或体积随着温度升高而发生的增长变化,用线膨胀率或平均线膨胀系数表示。线膨胀率系指试样由室温加热至检验温度时的长度相对变化百分率(%);试样平均...

热膨胀

热膨胀系指试样长度或体积随着温度升高而发生的增长变化,用线膨胀率或平均线膨胀系数表示。线膨胀率系指试样由室温加热至检验温度时的长度相对变化百分率(%);试样平均每升高1℃时的长度相对变化率,称为平均线膨胀系数,计算公式如下:
 

 耐火浇注料

式中      a——平均线膨胀系数,1/K;
T——试验温度,K;
To——室温,K;
p——试样的线膨胀率,%。

热膨胀的实质是材料在加热过程中所产生变形与温度的关系。它与材料的化学组成、矿物组成及其微观结构有密切的关系,且直接影响材料的抗热震性等性能。因为材料的热膨胀大,内部产生的热应力也大,温度变化,易产生剥落。热膨胀是确定不定形耐火材料衬体留设膨胀缝和拟订热工操作制度的依据,也是设计炉窑衬体构造的重要参数。

二、热导率

热导率是在单位温度梯度下通过试样单位面积的热流速率。其单位为W/(m·K)。热导率测定分为绝对法和比较法两种。前者参数中的热量难以准确测量,故较少使用;后者测量较简便,普遍采用。热导率比较法用的装置,是根据热传导理论制造的,分为平板法和热线法装置。

热线法热导率是根据动态(非稳态)热传导理论制造的,其热导率表达式为:
 

 耐火浇注料
式中λ——热导率,W/(m·K);
I——加热电流,A;
V——热线两端电压,V;
L——热线长度,m;
t1、t2——加热电流接通后测量的时间, min;
Q1、Q2——热线在t1、t2时的对应温度,K。

检验时,需用两块试样,其中一块刻成十字槽,将测量十字线置于槽中,然后将另一块盖在其上。试样安装完毕,检查各部件无误,即可试验。

平板法热导率装置是根据单向稳态热传导理论制造的,其热导率表达式为:

 耐火浇注料
式中  λ——热导率,W/(m·K);
Q——通过的热量,J;
o——试样厚度,m;
F——有效面积,m²;
Ti——试样热表面温度,K;
T2——试样冷表面温度,K;
t——试验经过的时间,h。

热导率检测结果计算至小数点后3位。应当指出,采用比较法测定的热导率,其误差一般为10%~15%。

热导率是表征材料导热能力的物理量,它与材料的属性、组织结构及使用温度等因素有关。图2-6为耐火浇注料的高温热导率。从图中看出,材料品种和工作温度的不同,热导率不同;同一种材料的热导率,随着温度的升高呈增大趋向;轻质耐火浇注料因气孔率大,故热导率低;重质耐火浇注料因气孔率低,故热导率高。

耐火浇注料

热导率分为常温热导率和高温热导率。它是计算窑炉和热工设备的衬里厚度或散热损失的主要参数,也是选择材料的重要依据。

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