В кладке печей на заводах по изготовлению металлоконструкций огнеупоры часто подвергаются действию переменных температур, особенно в печах с периодическим режимом работы, где изменение температуры часто достигает очень больших значений. Подобные колебания температур в печах вызывают изменения структуры огнеупоров, приводящие к разрушению футеровки печей.
Термостойкостью называется способность огнеупорных изделий выдерживать резкие колебания температур не растрескиваясь и не разрушаясь. Термическая стойкость огнеупоров зависит от их природы и определяется физикомеханическими свойствами материалов: модулем упругости, теплопроводностью, теплоемкостью.
Эти факторы определяют скорость распространения температуры и быстроту ее выравнивания в огнеупоре и следовательно величину межкристаллических напряжений.
При внезапном нагревании в огнеупоре появляются значительные напряжения. Это объясняется тем, что при плохой теплопроводности и значительной теплоемкости огнеупора его прогрев протекает весьма медленно. Поэтому напряжения, возникшие на границах двух разно-температурных слоев, являются причиной механического разрушения огнеупора. Из рис. 180 видно, что нагреваемая сторона огнеупора расширяется, а холодная стремится сохранить свое первоначальное состояние.
Термостойкость огнеупорных изделий проверяют следующим способом. Испытуемые образцы огнеупоров предварительно взвешивают, а затем торцевыми концами помещают в печь на глубину 50 мм, остальная часть изделия находится вне печи; образцы нагревают до 850° С и выдерживают при данной температуре 40 мин. После этого их извлекают из печи и немедленно горячими концами ставят на торец в бак с проточной водой на глубину 50 мм.
В воде образцы выдерживают 3 мин, затем извлекают и устанавливают на холодные противоположные торцы на стол для воздушной отпарки на 7 мин. Такой цикл, состоящий из трех операций, называется водяной теплосменой. После каждой теплосмены образец взвешивают. Испытания продолжают до потерь образцом 20% от первоначальной массы. После чего испытания заканчивают; число водяных теплосмен, вызвавших разрушение изделия и потерю массы, равную 20%, характеризует его термостойкость в водяных теплосменах.
|
