轻质钢包浇注料性能需要测试的内容及方法
发布日期： 2020-02-14 09:53:11 阅读量（800） 作者：张红轻质钢包浇注料性能测试包括重烧线变化、体积密度、显气孔率、热导率、抗折强度、线膨胀系数。体积密度与热导率、比热容是材料热物性的主要参数，气孔率则对上述三者产生影响。抗折强度则是衡量耐火材料力学性能的重要参数。另外，材料比热容可以通过计算获得。
1)重烧线变化
重烧线变化指耐火材料在一定温度条件处理后尺寸的变化程度，分为烘干线变化和烧后线变化。本次测试中，指试样在1000℃烘烤3h后的长度不可逆变化量与加热前其长度之比。线变化数值用百分率表示，正值表示膨胀，负值表示收缩，材料的线变化过大，会导致其使用中产生结构剥落，破坏衬体结构，缩短使用寿命。
l1为成型养护后量取的样品长度，l2为烘干后量取的样品长度，l3为烘烤后领取的样品长度，单位均为mm。
2)体积密度与显气孔率
体积密度即密度，为质量与体积之比。气孔率为材料中气体体积与材料总体积之比。由于轻质耐火浇注料使用在永久层不直接与钢液接触，所以不需要考虑气孔对于钢液侵蚀的影响。但是气孔率对于浇注料其他性质如热导率、耐压强度、抗折强度等有着重要的影响。对于一般的保温材料而言，气孔率越大越好，有利于降低热导率。但是气孔率越大，其力学性能越差。由于全气孔率测定比较困难，所以可采用显气孔率作为参考标准，测定方法使用真空法。具体计算方法如下：
m1为干燥样品的质量，m2为真空法吸水饱和的样品质量，m3真空法吸水饱和后悬挂在水中的样品质量;K为样品中吸入蒸馏水的体积，V0为样品体积。ρl为蒸馏水的密度，以1g/cm3。该方法只能测试体积密度比蒸馏水大的样品。
3)热导率
热导率是单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。按测量方式不同，热导率测试方法主要有十字热线法、平行热线法、闪光法和水流量平板法。常用方法有水流量平板法测量材料导热率。其操作过程为，试样尺寸为直径180mm、厚度20mm的圆形试样，装样台上埋设均热板和热电偶，按照不大10℃/min升温至实验所需温度，控制水流量，待稳定后，读取冷、热面热电偶电动势，测量水流量及水温升高的电动势差。按照下式进行计算：
式中，k为常数，单位为J/(g·mV·m2)，Δmv为中心量热器的水温升高的电动势差，单位为mV，w为中心量热器的水流量，单位为g/s，δ为试样厚度，单位为m，t1试样热面温度，单位为℃，t2为试样冷面温度，单位为℃。
应该指出的是，由于轻质浇注料中含有大量孔隙，不是均匀的连续介质，本文中提及的热导率可视为“折算导热系数"或”表观导热系数”，由于浇注料生产或制样使得浇注料各种原料均匀分布，所以可认为热导率为各相同性，只需要测量单一方向的热导率即可。
4)抗折强度
抗折强度是指材料单位面积截面所能够承受的极限弯曲应力。测定在一定尺寸下长方体试样在三点弯曲装置上受弯时所能够承受的最大荷重，可按下式计算:
式中R为抗折强度，Mpa;W为试样断裂时最大载荷，N;l试样下端两支撑点距离，mm;6为试样宽度，mm;d为试样的厚度，mm。
5)比热
比热是单位质量物质升高单位温度所需要的热量。轻质浇注料比热计算中可根据组成原料比热值得到混合物质比热值：
6)线膨胀系数
线膨胀系数是指试样块长度或体积随温度变化的系数。
其中，α为平均线膨胀系数，1/K;T为实验温度，K;T0为室温，K;ρ为试样的线膨胀率，%。
线膨胀系数是材料在加热过程中温度导致的变形情况，与材料的化学组成、矿物组成及其微观结构有密切的关系，其性能的好坏直接影响材料的热震稳定性,材料的线膨胀系数大所产生的热应力也大，在材料温度变化时易产生剥落断裂情况。耐火浇注材料可使用线膨胀仪测量其线膨胀性能，其基本操作过程是将轻质浇注料按工艺要求加工成φ10×50mm的圆柱体，放入高温膨胀仪中，按照—定速率升温，记录测量各温度下长度的变化，计算得到温度线膨胀系数变化情况。
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