【锅炉】锅炉耐磨材料的种类及性能

1. 1 耐磨耐火材料的种类

循环流化床锅炉耐磨耐火材料简介

耐磨耐火材料按其供货状态可分为定形材料和不定形材料， 按作用可分为三类: 耐磨耐火材料( 包括砖、浇注料、可塑料和灰浆) ; 耐火材料( 包括砖、浇注料和灰浆) ; 耐火保温材料( 包括砖、浇注料和灰浆) 。

A 定形材料

1) 耐磨耐火材料( 高密度耐火材料) : 硅铝砖类( 硅砖、耐火土砖、高铝砖) 、锆硅砖、非氧化物砖类( 碳砖、硅碳砖) 、镁钙铬砖类和电溶镁类产品( 镁砖、铬镁砖、铬砖、白云石砖) 。

2) 保温材料: 耐火保温砖、保温砖、保温块、陶瓷纤维。

B 不定形材料

不定形材料有浇注料、抹压料、可塑料、修补料、枪喷式料、投注式料、振动料、灰泥涂抹料等。从形态上分为粉沫、泥、粘团。

1. 2 耐磨耐火材料的性能

耐磨耐火材料是在高温下不易损坏和变形的特殊产品， 为防止烟和飞灰磨损， 在一些易磨损部件的内部铺设了耐磨材料， 正确地选择和安装这些耐磨材料是至关重要的， 它能够保证系统长期的性能， 减少耐磨材料的脱落和维修的次数。

耐磨耐火材料在化学成分上主要由铝、硅化合物组成， 总含量占 80% ～ 95% 。

在锅炉中， 为了承受环境所带来的影响， 耐磨耐火材料必须具备一定的耐火度、抗压强度、抗折强度、抗热震性及足够小的线变化率。耐磨耐火材料的理化指标主要由以下几个方面:

A  耐火度

耐火度是指耐磨耐火材料在无外力作用时在高温下抵抗熔化的能力。燃气锅炉耐火度通常也用最高使用温度表示， 是指材料在该温度下煅烧 5h 后线变化率不大于 1. 5% 的温度。

B  体积密度

体积密度， 也称容重， 是指耐磨耐火材料单位体积的质量， 可反映出耐火材料的致密程度， 单位为kg /m3。

C 导热系数

导热系数是指单位温度梯度下， 单位时间内耐磨耐火材料通过单位垂直面积的热量， 单位为W /( m. K) 。耐火材料导热系数的大小不仅与其用途有关， 而且也是直接影响制品热震稳定性的重要因素。

D 热震稳定性

热震稳定性是指耐磨耐火制品抵抗温度急剧变化而不被破坏的能力， 也称抗热震性、抗温度急变性、耐急冷急热性。耐火材料在使用过程中， 经常会受到环境温度迅速变化的影响， 导致材料产生裂纹、剥落甚至崩溃。影响热震稳定性的因素包括材料的热膨胀率、导热系数及材料的组织结构、制品的形状及颗粒组成等。

E 线变化率

线变化率是指耐磨耐火材料在单位温度变化下长度的不可逆变化量与原长度的比值， 以百分率表示， 也称线胀系数。是耐火材料结构设计和膨胀缝设计的依据之一， 线变化率过大， 耐磨耐火材料易剥落。

α = ( L2 - L1) /L1

式中: L1 为试样在室温下的长度， mm; L2 为试样加热至试验温度 t 时的长度， mm。

F  常温抗压强度和抗折强度

抗压强度， 通常指常温下的耐压强度， 是常温下耐磨耐火材料在单位面积上所能承受的极限压力， 若超过此值， 材料就被破坏， 抗压强度主要表示耐火材料的烧结、结合情况及与组织结构相关的性质， 是耐磨耐火材料检验的常用项目， 也有称冷压强度。抗压强度的计算公式:

CCS = F /A

式中: CCS 为抗压强度， 单位 MPa; F 为材料所能承受的极限压力; A 为材料的受压面积。

耐磨耐火材料在使用时， 除承受压应力外， 还要承受拉应力、弯曲应力和剪切应力的作用。抗折强度， 通常指常温下的抗折强度， 是指试样在室温下受到弯曲负荷作用而断裂时的极限应力， 其单位为 MPa。

抗压强度和抗折强度取决于结合剂及其外加剂的种类和用量， 也受原材料纯度、配比、拌合用液体数量、施工方法和养护方法等因素的影响。

G  耐磨指数

将 1 磅重的石英砂以一定的速度向耐磨材料喷射， 所磨掉的耐磨材料的量称为耐磨指数， 其单位为: g /cm2。通常耐磨指数是衡量耐磨浇注料、耐磨砖耐磨性的重要指标。

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