耐火材料之低蠕变耐火砖

　　1. 前言概述

　　什么是蠕变？固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。许多材料（如金属、塑料、岩石和冰）在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变，材料在某瞬时的应力状态，一般不仅与该瞬时的变形有关，而且与该瞬时以前的变形过程有关。

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　　许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中，应力会随时间的增长而减小，这种现象为应力松弛，它可理解为一种广义的蠕变。

　　蠕变速率是指高温下材料发生蠕变变形时舆伸长量对时间的导数即为蠕变速率。蠕变由3个阶段组成：第一阶段是蠕变初始阶段；第二阶段是蠕变十H:速阶段；第三阶段是蠕变加速阶段，已接近蠕变断裂。通常所指的蠕变速率是指第二阶段即恒速蠕变阶段的速率。如果能测得某一温度、某一应力水平下的螺变迚率，则可粗略计算构件的蠕变寿命。蠕变速率（creep rate）蠕变速率：蠕变试验中单位时间的蠕变变形。即给定时间内蠕变曲线的斜率。低蠕变耐火材料低蠕变耐火材料（low creep refractory）是2019年公布的冶金学名词。

　　定义：高温蠕变率小的耐火材料。低蠕变黏土砖低蠕变黏土砖因具有较好的高温体积稳定性、蠕变性和耐磨性，是比较常用的一类黏土砖。低蠕变黏土砖以矾土熟料为主要原料，辅以特殊添加剂，经高压成型、高温烧成，具有蓄热能力大、蠕变率小等优点。适用大中小型高炉的配套热风炉，主要用在蓄热中下部墙、下部格子砖、支撑弦等部位。

　　2. 低蠕变黏土砖

　　低蠕变黏土砖以特级焦宝石、红柱石、电熔莫来石为主要原料 ，并加入少量的添加剂。采用三级配料、共磨细粉等工艺 ，研制出气孔率为 1 3～ 1 5 % ，蠕变率为 0 5～ 0 8% ，0 2Mpa荷重软化温度为 1472℃ ，常温耐压强度为100MPa的优质热风炉黏土砖 ，该黏土砖具有较好的高温体积稳定性、蠕变性和耐磨性。低蠕变高铝砖低蠕变高铝砖是在普通高铝砖的生产工艺加入其它有益辅助矿物，以提高抗蠕变性能而制成的。随着炼铁高炉大容积、高风温和长寿化的发展，热风炉用低蠕变高铝砖的比例越来越高。不同的蠕变温度添加不同的有益矿物可提高高铝砖的抗蠕变性能。

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　　(1)、当蠕变温度在1550℃、1500℃时添加物为石英、三石矿物。三石是指蓝晶石、红柱石和硅线石。

　　(2)、当蠕变温度在1450℃、1400℃、1350℃时，添加物为三石矿物、刚玉、活性氧化铝。

　　(3)、当蠕变温度为1300℃、1270℃、1250℃时，添加三石矿物。低蠕变莫来石砖低蠕变莫来石砖以莫来石（3Al2O3-SiO2）为主晶相的高铝质耐火材料。一般氧化铝含量在65%～75%之间。

　　矿物组成除莫来石外，其中含氧化铝较低者还含有少量玻璃相和方石英；含氧化铝较高者还含有少量刚玉。用红柱石制造低蠕变烧结莫来石砖以红柱石作骨料，硅线石作中间颗粒，硅线石粉、矾土粉、工业氧化铝粉、黏土粉的共同细磨粉作基质料可制作烧结莫来石砖。其原料配比如下：骨料：中间颗粒：细粉=50:12:38。配料中加入复合结合剂，用260t摩擦压砖机成型。坯体经烘干至残余水分小于1%，装入倒焰窑中进行烧成。

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　　烧成温度为1490℃，保温19h，制品的气孔率可达17.15%，体积密度2.53g/cm3，常温耐压强度136.5MPa，荷重软化温度1627℃。1450℃，50h蠕变率可达0.87%。如果烧成温度为1450℃，保温时间延长至26h，也可以达到烧结的目的。但是，物理性能指标比1490℃烧成的制品指标低一些。例如1450℃，50h蠕变率为0.98%。