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耐火材料是耐火度不低于1580℃的一類無機(jī)非金屬材料。耐火材料廣泛用冶金、化工、石油、機(jī)械 制造、硅酸  鹽  、動力等工業(yè)領(lǐng)域，在冶金工業(yè)中用量最大，占總產(chǎn)量的50％～60％。耐火材料的性質(zhì)直接影響到了回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)質(zhì)量，本文介紹了耐火材料的受損原因，提出了對耐火磚設(shè)計(jì)上的改進(jìn)方法。 耐火材料受損分析

德國耐火技術(shù)公司對使用后的鎂鉻磚進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究得出：機(jī)械應(yīng)力（37％），熱應(yīng)力（27％），化學(xué)侵蝕（36％）是三種最基本的損壞因素  。

熱應(yīng)力對耐火材料的影響：熱應(yīng)力是指當(dāng)溫度變化時，物體由于外在約束的影響以及內(nèi)部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力，是爐內(nèi)耐火材料剝落的重要原因。

機(jī)械應(yīng)力對耐火材料影響：窯體在自重以及料重的作用力下產(chǎn)生變形。窯體的橢圓變形，導(dǎo)致內(nèi)部的耐火磚之間互相擠壓，產(chǎn)生擠壓應(yīng)力。

化學(xué)腐蝕對耐火材料影響：堿  性耐火材料含有氧化鎂、氧化鈣，當(dāng)料渣為堿  性（以二氧化硅，氧化鈣為主）對耐火料影響不大，當(dāng)料渣為酸  性時，料渣與耐火材料發(fā)生反應(yīng)，使材料受損。 耐火磚膨脹性分析以及解決措施

回轉(zhuǎn)窯中的耐火磚兩平面由于溫度不同，導(dǎo)致膨脹程度不同，從而產(chǎn)生剪切應(yīng)力。

由于耐火材料有一定厚度（大約十厘米左右），溫度分布式從里至外依次降低，在此不考慮熱膨脹系數(shù)a隨溫度變化，認(rèn)為a是定值。只考慮耐熱材料的橫向伸展，即認(rèn)為耐熱材料只在以為坐標(biāo)中變化。    則有   伸展長度 △l=l*a*t  l:耐火材料橫向長度。 建立數(shù)學(xué)模型：  取爐窯的一截耐熱材料分析，如右圖所示。假設(shè) （1）長度l1=l2.即不考慮曲率半徑的影響。  （2）耐火材料的導(dǎo)熱率為定值，忽略導(dǎo)熱率隨溫度的變化。 （3）耐熱材料的熱膨脹系數(shù)為定值，忽略膨脹系數(shù)隨溫度  的變化。

爐窯a處的伸展長度度明顯大于b處的伸展長度，從而導(dǎo) 致耐火材料的變形，朝b方向彎曲。當(dāng)伸展受限制時，會產(chǎn)生 橫向的切應(yīng)力，加速耐火材料的老化損壞。

對耐火材料進(jìn)行如下改進(jìn)：  改變耐火磚的制造工藝，用兩種膨脹系數(shù)不同的材料制作。以下是對耐火磚的數(shù)學(xué)分析。 建立數(shù)學(xué)模型：

假設(shè)耐火材料為長方體（寬度為一個單位），厚度為h，上表面溫度為tm=k*h,下表面溫度為t0 =0k.耐火材料a與b的導(dǎo)熱系數(shù)相同。如右圖所示。材料a的長度為l1，材料b長度為l2. 耐火磚 總長度 l= l1+l2.

以上分析可得，用不同材料進(jìn)行配比來制作耐火磚在理論上是可以達(dá)到減小橫向剪切力的。

回轉(zhuǎn)窯中的耐熱材料對其有重要影響，耐火材料的質(zhì)量直接影響了回轉(zhuǎn)窯能否穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行程序選用合適的耐火材料是對回轉(zhuǎn)窯耐火材料質(zhì)量的保證。耐火磚得膨脹特性的改進(jìn)對減少熱應(yīng)力起著非常重要的作用。

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