[發(fā)明專利]基于粘度動態(tài)測量的檢測耐火材料抗侵蝕性能的方法

有效

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• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103940701A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 王習東;孫永奇;鄭凱;劉麗麗
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發(fā)明屬于耐火材料領域，具體涉及一種耐火材料抗侵蝕性能的檢測方法。?

背景技術

耐火材料具有高溫隔熱作用，在冶金工業(yè)，陶瓷工業(yè)，玻璃工業(yè)等工業(yè)中具有重要的作用。高溫冶金爐,例如高爐等，廣泛采用耐火材料作為襯里材料。爐渣在冶金工業(yè)中主要具有防止金屬二次氧化，調節(jié)傳熱和質量傳遞等重要作用。在高爐中，耐火材料會與爐渣相互作用，被爐渣侵蝕，高爐的使用壽命在很大程度上取決于使用的耐火材料受爐渣侵蝕的情況。因此,測量耐火材料被爐渣侵蝕情況意義重大，現(xiàn)在許多研究者已經(jīng)注意到實驗檢驗和測量耐火材料抗爐渣侵蝕性能的重要性。?

測量耐火材料抗爐渣侵蝕性能的方法一般可分為靜態(tài)法和動態(tài)法，具體如下：?

（1）靜態(tài)法：首先在一定溫度下，將耐火材料棒放入已經(jīng)熔化的爐渣中或者把爐渣導入耐火材料坩堝中，而后保溫讓侵蝕反應充分進行，一段時間后反應停止，測量侵蝕深度，以此來計算侵蝕速率。靜態(tài)法簡單易行，但是測量結果只能反映平均侵蝕速率，與真實侵蝕速率差別較大；?

（2）動態(tài)法：動態(tài)法相對于靜態(tài)法而言，是增加了耐火材料和爐渣之間的運動，例如通過控制耐火坩堝或者耐火材料棒的旋轉，或者使控制爐渣不斷滴到耐火材料表面等等類似的方法。在實際的渣侵蝕過程中，耐火材料不斷消耗，渣的成分不斷更新，侵蝕速率是不斷變化的。動態(tài)法只能得到一個平均侵蝕速率，不能真實反映耐火材料被爐渣侵蝕的狀況。特別的，在一定成分的爐渣和耐火材料之間，只有?初始侵蝕速率才是真實侵蝕速率，而動態(tài)法不能反映這一點。?

根據(jù)以上介紹可以看出，冶金工業(yè)上，耐火材料被爐渣侵蝕狀況很大程度上影響著高爐的使用壽命，因此測量耐火材料被爐渣侵蝕的程度和速率具有重要意義。常用測量渣侵蝕耐火材料方法有靜態(tài)法和動態(tài)法。靜態(tài)法簡單易行，但是不能反映真實侵蝕狀況；動態(tài)法接近真實侵蝕狀況，但是測量結果是一個平均效果，只能測量一段時間的平均侵蝕結果，而不能真實動態(tài)的反映渣侵蝕耐火材料的情況，特別是瞬時侵蝕速率。?

針對以上問題，開發(fā)新的動態(tài)測量渣侵蝕耐火材料方法和實驗，能夠真實反映渣侵蝕耐火材料的狀況，在工業(yè)上具有極其重要的意義。本專利所發(fā)明之方法，即是針對這一耐火材料測量的問題，能夠實現(xiàn)爐渣侵蝕耐火材料侵蝕程度和侵蝕速率的動態(tài)真實測量。?

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種利用粘度動態(tài)測量耐火材料抗渣侵蝕的新方法，通過測量爐渣粘度變化，來反映爐渣侵蝕耐火材料的程度和速率，而瞬時侵蝕速率由于真實反映固定溫度下固定成分的爐渣對于耐火材料的侵蝕狀況，顯得尤其重要。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：?

一種基于粘度動態(tài)測量的檢測耐火材料抗侵蝕性能的方法，包括以下步驟：?

1)將待測的耐火材料做成固定形狀的定向測頭，所述定向測頭的形狀為圓柱體下連接圓錐的形狀；?

2）爐渣置于加熱裝置中，將加熱裝置升溫至1600℃，保溫1-3小時，待爐渣完全融化后放入定向測頭；?

3)降溫至1000-1600℃，旋轉定向測頭，測量粘度隨時間變化，根據(jù)該溫度下粘度與定向測頭的半徑關系計算出該定向測頭半徑隨時間變化；?

4）由被侵蝕減少的半徑求得侵蝕速率。?

本發(fā)明所測量的耐火材料，為耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料。包括硅系耐火材料、鋁系耐火材料（Al₂O₃質量比例80%以上）、鎂鈣系耐火材料、鎂鋁系耐火材料（例如尖晶石耐火材料，主要成分的化學式為MgO-Al₂O₃,含MgO為24-30%,Al₂O₃為55-75%，Na₂O含量在8%-15%之間），均可采用本發(fā)明的方法進行測試。?

其中，所述步驟1）中，定向測頭浸入到爐渣中的深度為2cm。優(yōu)選地，所述步驟2）中，升溫的速率為4-6℃/min，降溫的速率為4-6℃/min。?

為了使得爐渣的成分充分混合均勻，步驟2）中，加熱裝置升溫至1600℃后保溫1.8-2.5小時。?

優(yōu)選地，所述步驟2）中，降溫至1000-1600℃后再保溫20-40min。?

其中，所述步驟3）中,在20-40min內測量10-20個粘度數(shù)據(jù)。?

進一步地，所述步驟3)和4）為：?