耐火澆注料在使用前的烘烤為其生產過程中重要的一環(huán),澆注料烘烤制度制定合理與否決 定其坯體烘烤的好壞,進而直接影響其使用性能、廠家的生產過程及經濟效益。傳統(tǒng)的澆注 料烘烤制度的制定通常簡單強調控制兩個節(jié)點:100~150℃與250~350℃,即自由水的排除于結晶水的排除,但據(jù)此確立的烘烤制度在烘烤過程中時常發(fā)生澆注料坯體的剝落甚至爆裂,因此對澆注料烘烤制度的指定還需要根據(jù)其損壞的原因,合理分析烘烤過程中澆注料物性變化,嚴格制定其烘烤制度。
1:爆裂原因分析
澆注料爆裂為兩方面原因所致,一是烘烤時內部產生的蒸汽壓力,二是因溫度梯度所引起的內部熱應力爆裂。
1.1蒸汽壓力致爆裂
蒸汽壓力致爆裂的機理主要是耐火制品中自由水、結合水等在烘烤過程中蒸發(fā),在坯體內部產生帶壓氣體,如制品透氣性差,或加熱速率過快,產生的蒸汽無法及時排除而聚集形成的壓力超過制品的極限強度時,將導致耐火制品機械性破壞,甚至粉碎性炸裂。
耐火澆注料烘烤時其內部蒸汽壓力的形成不能簡單用水合蒸汽的溫度—壓力關系來說明,綜合可知原因如下
(1)耐火澆注料內部蒸汽壓力升高機制:烘烤過程中的耐火澆注料內部存在飽和水蒸氣阻隔墻效應,受飽和層的阻隔,水蒸氣不能快速向內遷移,只得進入加熱層,被進一步加熱升溫,體積急劇增加至上千倍,從而在澆注料內部形成很高的蒸汽壓力
(2)蒸汽壓力爆裂機理的影響因素:主要有形成的水蒸氣壓力大小、水(氣)排除的方式、坯體強度、內部結構及透氣度。
1.2熱應力致爆裂
澆注料烘烤過程中內部熱應力的作用機理可理解為制品在烘烤時內部顆粒周圍產生兩向或三向熱應力,由于澆注料本身為一復雜非均質系統(tǒng),熱應力隨著溫度梯度的升高而升高,進而在顆粒或其周圍薄弱處形成微小但能量較高的裂縫,當達到某一值時,或與孔蒸汽壓力等其它因素結合在一起,形成比制品自身抗拉強度更高的拉應力,從而導致破壞的發(fā)生。